Ein erstes Zwischenergebnis kann ich heute schon mal verkünden:
Der mit dem Polyurethan beschichtete Giess-o-mat – Sensor macht seine Sache gut!
Wie in meiner Live-View zu sehen ist (oberes Diagramm) folgt der Sensor dem Wasserhaushalt des Topfes recht gut.
Probleme macht aktuell die recht erhebliche Temperaturempfindlichkeit meiner Messanordnung: Die Messwerte schwanken recht deutlich mit der an den Töpfen gemessenen Umgebungstemperatur.
Ich habe in den letzten Tage versucht, heraus zu finden, welches der einzelnen Komponenten diese Abweichungen verursacht und bin, ehrlich gesagt, nicht so recht weiter gekommen:
- Der ESP8266 als Messwertumsetzer (Frequenzmessung) ermittelt durch „Abzählen“ der aufsteigenden Flanken des ankommenden Rechtecksignals die Frequenz. Als Messfenster werden 100ms verwendet. Die Genauigkeit dieses Messfensters steht und fällt mit der (quarzgesteuerten) Frequenz des Taktes des ESP8266.
Es lag als erstes die Vermutung nahe, dass der Quarz seine Schwingfrequenz mit der Temperatur ändert…
Fehlanzeige: Ich habe den ESP8266 mit einem Schaumstoffhütchen versehen – keine messbare Verbesserung.
- Nun lag der Verdacht nahe, dass der im Sensor verbaute Schmitt-Trigger seine Schaltschwellen temperaturabhängig ändert.
Also schnell eine Schaumstoffisolations-„Klammer“ geschnitten und über den IC geklemmt (Der IC weiter oben rechts ist „nur“ der Frequenzteiler).
Effekt: 0 (Null)
Tja, an dieser Stelle (Temperaturabhängige Beeinflussung der Messungen) bin ich etwas am Ende meines „Lateins“ angekommen…
Ich habe nun, so als letzter Auswege, versucht, die aufsteigende Heizungsluft abzulenken – was natürlich keine Lösung ist, da im Sommer die Temperaturen weit stärker schwanken werden.
Aber auch diese Maßnahme hat nur geringen Erfolg gezeigt.
Die Messung geht (natürlich) weiter, schließlich ist die Langzeitstabilität des Polyurethan-Lackes noch zu testen.
Der nächste Schritt bzgl. der Temperaturabhängigkeit ist etwas aufwendiger:
Ich werde den gesamten Sensor incl. ESP8266 und Stromversorgung auf eine Platine bringen – Im Raspberry-Forum gibt es da schon eine Umsetzung, an der ich mich orientieren werde.
Umgetopft werden muss die Pflanze vor dem Frühjahr ebenfalls noch – aber das ist eine andere Geschichte 🙂
Bis denne!
Und wie immer: Wer Fragen oder Hinweise hat, kann mich gern kontaktieren oder unten im Kommentarfeld was schreiben.
The chap who makes the CHIRP has some interesting comments on his experiences with waterproofing:
https://www.tindie.com/products/miceuz/i2c-soil-moisture-sensor/
When I read about your temperature problem I immediately thought of the „CHIRP“ sensor… This has a thermistor sensor (in the probe capacitor plate itself). And I then wondered if he used the temperature in any way to affect the moisture reading.
But I have just checked the code he runs on the embedded ATTINY441 and it doesn’t appear to be involved in the calculations – just a simple reading 🙁
https://github.com/Miceuz/i2c-moisture-sensor
I have buy last week the modified „Chirp“ Sensor… 🙂 (without Chirp, only I2C-Interface).
The Sensor was testing yesterday (only early function checkup with an Arduino Nano:
The temperature sensor is not embedded into the capacitor plate rather it is placed on top of there (and a little bit imprecise (in my case around +2 degree celsius)…
The really test begins after coating with Polyurethan, i will report the live data in my online sensor representation (http://bss135.selfhost.eu:58888/dashboard/db/erdfeuchte-topfdaten).
If you can german read, currently a very interresting discussion is ongoing in the german raspberry forum (starts round about here: http://www.forum-raspberrypi.de/Thread-erdfeuchte-bewaesserung?pid=269314#pid269314) – I write among other things that the fluctuations of the temperature as well as gone are …
Thanks for watching 🙂
Thanks – I can’t read German but Google translate does a reasonable job 😉
I got my first boards back from china today. I ordered them before I was ready and there are some design faults in the main PCB but I thought I would test the probe itself just rigged up to a breadboard. With a couple of 100k resistors the frequency is around 40-50Khz. The probe layout came from https://github.com/acolomitchi/cap-soil-moisture-v2.
Here is a photo of the board: https://goo.gl/photos/PqvTWpQZtgEytAjZA
And here is a screenshot of the frequency measure on my logic analyser: https://goo.gl/photos/rXdpb9CGbAjbmQtVA
If I hold the probe in my hand the frequency drops down to around 20 – 25 kHz.
Hallo Zentris,
mich würde interessieren, ob bei dem mit Polyurethan beschichteten Sensor eine Drift der Messwerte in den ersten Tagen und Wochen feststellbar war.
Ich bin seit einiger Zeit dabei, selbst eine Schaltung für einen Sensor zur Bodenfeuchtemessung zu testen. Als Beschichtung habe ich zuerst ebenfalls Acryllack verwendet, aber da war innerhalb der ersten Tage eine deutliche Abweichung der Sensormesswerte zu sehen, hin zu höheren Werten, also ansteigender Bodenfeuchte, obwohl die Bodenfeuchte in der Zeit gleich geblieben war. Meine Vermutung ist, daß der Acryllack doch etwas Feuchtigkeit aufnimmt, und damit seine dielektrischen Eigenschaften verändert.
Zweiter Versuch war mit einer Schicht 2-Komponenten-Badewannenlack über dem Acryllack, leider mit dem gleichen Ergebnis. Ich weiß allerdings nicht, welche Zusammensetzung der Badewannenlack hat – da steht im Beipackzettel leider nichts vernünftiges drin. Hat aber ziemlich stark nach Lösungsmittel gerochen.
Tja, jetzt bin ich auf den Blog hier gestoßen, und da würde mich eben interessieren, ob es zu dem Polyurethanlack auch bezüglich Seonsordrift einige Erkentnisse gibt. Viele Grüße, Philipp
Ich glaube, meine Frage nach der Eignung von dem Polyurethanlack hat sich erledigt. Ich hab jetzt den Thread im Raspberry-Pi Forum mal zu etwa drei-viertel gelesen, und da wurde ja geschrieben, das der Sensor mit dem Urethan 71 auch nach längerer Zeit keine Probleme gemacht hat und „diffusionsdicht“ zu sein scheint.
Von mir auch vielen Dank für die ganzen Messreihen und die Aufarbeitung und Bereitstellung der Daten.
Viele Grüße, Philipp
Respekt ! (Lesen des Threads). 🙂
Ich werde einen der PU-beschichteten Sensoren nach der Hauptvegetationszeit rausnehmen und Fotos machen, wie sich der Lack erhalten hat.
Werde das dann im RasPi – Forum zeigen, bestimmt mach ich dann auch hier einen Beitrag.
Viele Grüße,
Zentris
Der mit Polyurethan beschichtete Sensor war von Anfang an stabil, was seine Messwerte betraf. Auch der bisherige Dauertest über ca. 5 Monate zeigt eine gute Wasserstabilität.
Wichtig ist, dass der PU-Lack _richtig_ aushärtet: MINDESTENS 5 Tage trocknen lassen (am besten an einem warmen Ort), bevor du ihn in die Erde versenkst.
Acryllack habe ich ganz am Anfang getestet und der ist jämmerlich durchgefallen: Zieht Wasser ohne Ende und beginnt aufzuquellen. Auch sog. „Bootslack“ funktioniert nicht.
Der 2-Komponenten Badewannenlack ist vermutlich ein Epoxidharz- oder Polyesterlack: Hatte ich bisher nicht im Test, lt. meinen Recherchen taugt Polyesterlack nicht, der soll ebenfalls Wasser ziehen.
Viele Grüße,
Zentris
Du schreibst:
Probleme macht aktuell die recht erhebliche Temperaturempfindlichkeit meiner Messanordnung: Die Messwerte schwanken recht deutlich mit der an den Töpfen gemessenen Umgebungstemperatur.
Mit Schwankungen der Messwerte hatte ich auch zu tun und das nicht zu gering.
Nur lag bei mir das Problem darin, dass die Frequenzen der Sensoren Sprünge machten, dass man der Meinung sein konnte, die Betreiben hier Hochleistungssport.
Ich hab bei mir das Problem insofern gelöst, dass ich den Teil der offenen Platine an denen die Elektronikbauteile sitzen, erst mit Klebeband abgeklebt habe, darüber zwei Schichten Alufolie und hierüber wieder Klebeband gewickelt habe.
Seitdem sind die Schwankungen an meinen Sensoren eingedämmt und ich kann meine beiden Gies-O-Mat Schaltungen wunderbar laufen lassen.
Und Probleme mit den beschichteten Sensoren habe ich in keinem Fall, diese sind alle mit Polyurethan beschichtet.
Vielleicht überlegst du dir das mal mit dem Einwickeln, denn nur das alleinige Auflegen von Schaumstoff oder Styropor auf eine Schaltung kann es nicht sein.
Ist zumindest meine Meinung, viel Glück
Jörg
Wäre einen Versuch wert, ich bin jedoch inzwischen dabei, die Giess-o-Mat-Sensoren für die Erdfeuchtemessung auszumustern:
Seit ich die Xiaomi-Sensoren im Einsatz haben (aktiv 10 Stück), bin ich von den Teilen überzeugt: Der Mehrwert mit Erdfeuchte, Temperatur, Leitwert (überzeugt mich nicht…), Lichteinstrahlung (bedingt, weil unter den Blättern oftmals abgeschattet..) und Bluetooth-Anbindung ist so mit den GoM-Sensoren nicht hinzustellen.
Ok, die Kosten der Teile (ca. 10-13€ gegenüber 6€+) ist schon nicht zu verachten, vor allem, wenn man mehrere davon einsetzt. Allerdings ist das der Komplettpreis, dazu kommt nur ein oder 2 RasPi Zero W (je nach Funkabdeckung) zum Auslesen…
Ich habe da meinen Frieden gemacht… 🙂
Naja. Wer nur Erdfeuchte braucht, der sollte auf die Giesomaten zurückgreifen.
Alleine schon aus dem Grund, dass immer mehr Funk unsere Umwelt „verschmutzt“.
Wenn du nur 1-3 „Blumentöpfe“ kontrollieren willst, mag das mit kabelgebundenen Sensoren möglich sein, der WAF dürfte im Wohnzimmerbereich jedoch drastisch sinken, wenn da von 5 oder 10 Töpfen die Kabel herum baumeln…
Wieso „verschmutzt“ Funk die Umwelt?
Der Strahlungseintrag der Sensorik ist gegenüber der Grundbelastung in einer normalen Wohnung mit WLAN, GSM- und Mobil-Telefonen minimal.
Du hattest mal im RaspPi Forum geschrieben, daß sich bei den Giessomat-Sensoren die Messwerte komisch verhalten, wenn die Sensoren nach einiger Zeit mehr und mehr von den Wurzeln der Pflanze „umhüllt“ sind. Ist dieser Effekt bei den Xiaomi-Sensoren auch zu beobachten gewesen? Oder nutzen die eventuell eine andere Methode zur Auswertung der Sensorkapazität, bei der dieser Effekt nicht so stark ins Gewicht fällt?
Diesen Effekt habe ich bei den Xiaomi-Sensoren bisher nicht gesehen.
Vielleicht hängt es mit der Frequenz des Messschwingkreises zusammen, wobei ich mir das auch nicht so richtig vorstellen kann.
Der Giess-O-Mat-Sensor, welcher zur Zeit im Wurzelballen des kleinen Gummibaumes (Bejamin) steckt, zeigt irgendwelche Sachen an 🙂 , ob das was mit der Bodenfeuchte zu tun hat?
Ich persönlich bin mit den Giess-O-Mat durch: In kleinen Töpfen mit starkem Wurzelwachstum nicht dauerhaft einsetzbar. In größeren Gebinden (Hochbeete, Terassen, große Pflanztöpfe/Schalen) vermutlich einsetzbar. Nachteil: Individuelles Einmessen jedes einzelnen Sensors notwendig.
Hallo zusammen, ich beschäftige mit seit Jahren mit verschiedene Sensoren zum messen der Erdfeuchte.
Ich möchte aber hier kein Vergleich zwischen den Sensoren anstoßen, sondern meine Lösung im Bezug auf die Temperaturabhängige Fehlmessung bei ALLE Typen von Sensoren.
Da das Verhalten nicht linear verläuft, kann ich nicht einfach ein Offset setzen. Da der Temperaturfehler eher wie eine e-Funktion aussieht, habe ich eine Potenz benutzt, aber mit Zahlen unter 1.
Ich habe zuerst 20 grad als Basis gesetzt. Dann die Temperatur gemessen. Der Temperaturunterschied zu 20 Grad, habe ich mit 0,458 potenziert. Dies kann in Minus und Plus Bereich sein. Dieser Wert habe ich zu den gemessenen Wert addiert. Problem gelöst! 🙂
Bei Interesse kann ich meine Nodes hier zur Verfügung stellen.
Dieser Wert ist für die XIAOMI Sensoren gut…. Ok… Der Wert muss ich etwas noch erhöhen….
Gruß
Giuseppe
Hallo Giuseppe,
Danke für deinen Hinweis.
Die Idee der Temperaturkompensation kam mir auch schon, leider bin ich davon aus Zeitgründen abgekommen. Ich setze nun schon seit Jahren Xiaomi-Sensoren ein – auch diese haben, wie du anmerkst, einen Temperaturgang.
Ich würde dich bitten, deine Hinweise und Ausführungen im deutschen RasPi-Forum unter zu bringen: Dort gibt es weitere Interessenten:
https://forum-raspberrypi.de/forum/thread/23082-erdfeuchte-bewaesserung
Ggf. musst du dich dort anmelden, dann erst kannst du im Forum schreiben.
Mein Nick dort ist wie hier „Zentris“ 🙂
Beste Grüße!
Zentris