Gieskannenwächter

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Ich habe leider von dem Arduino keine Ahnung. Mir dünkte, daß es irgendwas mit der Eingangsimpedanz zu tun haben könnten. Dazu habe ich mal im Netz gesucht und eine ältere Diskussion gefunden: https://forum.arduino.cc/index.php?topic=149110.0
Dort schreibt jemand

Die Beschaltung des analogen Pins muß 100µA Stromliefen können ohne daß die Spannung einbricht.

Deine Schaltung liefert aber nur 80 bzw 48 µA.
Als Lösung schlägt in dem Strang jemand vor, den Eingang zusätzlich mit einem 10nF Keramikkondensator zu beschalten. Das entspricht einem Tiefpassfilter. Einen Pol an den Eingang den anderen auf GND.

Einen Kondensator einzubauen halte ich auch ohne das aktuelle Problem für sinnvoll. Damit kriegst Du die „Zacken“ bei Deinen Messungen weg.

 

[Anfänger2013]

Ab 6:00 Uhr mit einem 10nF Keramikkondensator zwischen Analog-Eingang Arduino und GND.
Die Zacken betrugen auch vorher +/- 1. Das ist bei sich verändernden Werten auch normal, wenn der Messwert in der Mitte liegt.

Für 100µA bei 5 V benötige ich einen Widerstand von 50.000 Ohm. Das entspricht in etwa dem Widerstand der Erde, wenn sie trocken ist. Das wäre mit z.B. mit einem 5.000 OHM Widerstand anstatt dem 47.000 OHM Widerstand im Spannungsteiler näherungsweise machbar.

47.000 OHM Widerstand:
Feucht: 47.000+15.000=62.000 OHM => 0.0806 mA => 3.790 V
Trocken: 47.000+57.000= 104.000 OHM => 0.0480 mA => 2.259 V --> Delta = 1,531 V = 313 Punkte

5.000 OHM Widerstand:
Feucht: 5.000+15.000=20.000 OHM => 0.25 mA => 1.25 V
Trocken: 5.000+57.000= 62.000 OHM => 0.08064 mA => 0.403 V --> Delta = 0,847 V = 173 Punkte

Der Unterschied würde sich aber von 313 auf 173 Punkte reduzieren, was notfalls machbar wäre.
Irgendwie habe ich aber das Gefühl, dass es nicht an der Messgenauigkeit liegt. Die meisten Messwerte sind sehr genau.
Irgendwie beeinflusst die Feuchtigkeit der Erde in den anderen Töpfen die gemessene Spannung.


Könnte es an dem Schieberegister liegen? Isolierung zwischen den Ausgängen? Restspannung bei auf 0 gesetzte Ausgänge?
An dem 74HC595 Schieberegister Datenblatt: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc595.pdf

Die Daten Auswertung überfordert leider meine geringen Elektronik-Kenntnisse.

 

[FeuerPflanzer]

Darf ich fragen wie dein Schieberegister heißt? Würde mir gerne mal das Datenblatt dazu angucken ;-)

Die Idee mit dem Schieberegister an sich finde ich übrigens großartig! Damit kann man den ganzen Aufbau viel sauberer halten (also weniger Kabelwirrwa denke ich) und kann gleichzeitig so viele Töpfe mit einem Arduino messen wie man will. Wirklich klasse!

@JuergenPB : Den Link den du gepostet hast war für mich so kompliziert das ich nur ne Ahnung bekam was das Problem sein könnte. Ist aber auf jeden Fall einen Versuch Wert.
Nur was die Zacken an geht...
Egal wie ein eventueller Fehler genau zustande kommt (und wie er sich auswirkt) damit könnte man doch nur Zacken raus Filtern die mehrfach und konstant über den Bruchteil einer Sekunde auftreten. Die einzigen relevanten Zacken die ich sehe treten aber nur kurz vor dem ersten Mai auf- oder habe ich da generell was missverstanden?

Edit: Da war ich mit meinem schönen Post wohl etwas zu langsam ^^

 

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Das mit den Zacken war von mir eine Fehlinterpretation der Grafik auf der vorhergehenden Seite. Es sah so aus, als würde bei den Sprüngen ein Überschwingen stattfinden.

Könnte es an dem Schieberegister liegen? Isolierung zwischen den Ausgängen? Restspannung bei auf 0 gesetzte Ausgänge?
An dem 74HC595 Schieberegister Datenblatt: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74hc595.pdf
Die Daten Auswertung überfordert leider meine geringen Elektronik-Kenntnisse.

Bei diesen Bausteinen ist es wichtig, daß alle Eingänge beschaltet sind und keine „in der Luft“ hängen. Unbenutzte Eingängen müssen auf GND oder Vcc geschaltet sein. Am Vcc Eingang – so nach wie möglich am IC – sollte ein 100nF Kondensator gegen GND geschaltet sitzen.
Die Spannung an den Ausgängen findest Du im Datenblatt unter Nr. 7.5
VOH = Spannung am Ausgang, wenn er auf High steht.
VOL = Spannung am Ausgang, wenn er auf Low steht.

Hast Du einen Schaltplan von Deinem Wächter?

 

[Anfänger2013]

Schaltplan Fritzing-Style:

LAN-Modul habe ich weggelassen.

GND (pin 8) to ground hatte ich vergessen zu stecken. (Rechts schräge schwarze Verbindung)
Jetzt sind die Werte konstant 50 Punkte niedriger.

Die freien Ausgänge des Schieberegisters mit GND verbinden. Sollte da noch noch ein 10K Widerstand dazwischen, damit es kein Kurzschluss gibt, falls versehentlich die Ausgänge aktiviert werden?

Etwa so?

100nF Kondensator könnte ich auch zwischen VCC (16) und OE (13) stecken?

 

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Unbenutze Eingänge (Pin 10–14) müssen auf GND oder VCC. – Aber die sind bei Dir ja alle belegt. Also ist alles in Ordnung
Unbenutze Ausgänge können frei bleiben. Die Ausgänge sind kein Problem.

Verstehe ich das richtig, daß Du die Sensoren mit dem Strom versorgst, den der 74HC595 liefert?
Möglicherweise liegt da ein Problem. Miß mal an den Ausgängen, ob die Spannungen wirklich alle gleich sind. Die Bausteine sind ja dazu entwickelt, um High/Low-Signale zu verarbeiten und nicht um genaue Spannungspegel zu liefern.

 

[Anfänger2013]

Verstehe ich das richtig, daß Du die Sensoren mit dem Strom versorgst, den der 74HC595 liefert?

Ja!

Möglicherweise liegt da ein Problem. Miß mal an den Ausgängen, ob die Spannungen wirklich alle gleich sind.

Eigentlich dürfte das kein Problem sein. Wenn Ausgang 1 5Volt und Ausgang 2 nur 4,8 Volt liefern würde, dann verschiebt sich dadurch etwas die Kurve von Sensor 2. Das wäre aber nicht schlimm, da für jede Pflanze sowieso ein individueller Feuchtigkeitswert als Gießzeitpunkt eingestellt werden muss. Die Sensoren stammen nicht aus einer Maschinenfertigung und die Erde ist auch nicht homogen.

Unterschiedlich anliegende Spannungen sollten keine Erklärung dafür liefern, wieso sich die Werte der anderen Töpfe sinken, wenn die Erdfeuchtigkeit sich ein einem Topf deutlich erhöht. Oder?

 

[Fritz]

Ihr scheint da ja gerade einem möglichen Problem an der Schaltung auf der Spur zu sein, aber trotzdem nochmal allgemeiner: Du kannst doch relativ einfach herausfinden, ob es an dem Schieberegister liegt und einfach mal zwei-drei Töpfe so anschließen und gießen, oder nicht? Wäre ja nicht direkt eine Überraschung, nachdem man für diesen Zweck anscheinend eigentlich andere Teile verwendet, wenn ich das recht verstehe. https://www.mikrocontroller.net/topic/199944

 

[Anfänger2013]

Danke @Fritz!

Nach so einem Bauteil habe ich gestern lange gesucht. Ohne den Begriff Mutiplexor habe ich lange ergebnislos nach einem Relais mit diesen Eigenschaften gesucht.

Drei 74hc4067 Multiplexor werden zwischen Do, 11. Mai. und Sa, 13. Mai. geliefert.

Ein Multiplexor und ein Demultiplexor sollten die einzelnen Sensoren sauber trennen und dadurch können sich Veränderungen in anderen Töpfen nicht länger auswirken.

Es ist schon erstaunlich wie glücklich einen ein einfaches elektronisches Bauteil mach kann!

 

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Die Multiplexer wie den 4067 mußt Du allerdings etwas anders ansprechen. Über 4 Bit (BCD-Code) werden die 16 Kanäle ausgewählt. Du mußt also vom Arduino mit vier (digitalen) Leitungen zum IC gehen und Du must Deine Software entsprechend ändern.

Mir sind als Alternative noch die 4-fach Analogschalter (4066 o.ä. – Hier allgem. Info) eingefallen. Da ist jeder Schalter sauber von dem anderen getrennt. Du hast dann pro Schalter einen Eingang, einen Ausgang und ein Steuersignaleingang.
Das einfachste wäre, wenn Du mit dem Ausgängen Deines Schieberegisters die Steuereingänge des Analogschalters ansteuerst. Dann brauchst Du am Design und der Software nichts zu ändern.

 

[FeuerPflanzer]

Ich hab auch nochmal darüber nach gedacht. Die Sensoren über weitere Bauteile zu trennen löst das Problem mit Sicherheit. Aber den Grund warum das Gießen anderer Töpfe sich so auf die Messwerte auswirkt, ist doch durchaus interessant.

Also ich verstehe das so: Der Messvorgang eines Wertes passiert doch quasi sofort (über den Zeitraum von Millisekunden). Widerstände und Spannung müssten doch in dieser Zeit konstant sein. Wenn das so stimmt dann muss doch (um die Spannung am analogen Eingang zu erhöhen) von einem andenem anderen Pin des Schieberegisters Strom fließen. Und das lässt sich doch über ein Multimeter herausfinden.

Da du die Komponenten schon bestellt hast steht der Weg zwar vermutlich schon fest aber wenn du die Komponenten nochmal für was anderes benutzen möchtest oder andere das nachbauen möchten, könnte man sich auch überlegen Widerstände (Pull-Down-Artig) von den Schieberegisterpins mit Ground zu verbinden...

 

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Da einfach nur eine Spannung geschaltet wird und kein Signal bei dem es auf saubere Signalübertragung, reicht theoretisch als Schalter auch ein einfacher Transistor für 10 Cent oder aus der Grabbelkiste.

 

[Anfänger2013]

Die Programmierung zu ändern sollte für mich kein Problem sein.

Ein Grund, weshalb ich mit Begeisterung zu dem 74hc4067 Multiplexor gegriffen habe ist, dass die automatische Bewässerung von zwei Tomaten nur ein nützliches Übungsprojekt ist.

Langfristig kommt es mir darauf an während der Anzucht die Feuchtigkeit vom 5 Reihen à 7 Töpfe zu überwachen. Beim High-Speed-Growing besteht die Gefahr durch die großen Töpfe zu viel oder zu wenig zu gießen. Ich möchte im nächsten Jahr eine Webseite, die mir für jeden Topf die Erdfeuchtigkeit anzeigt (evtl. mit einer kleinen Verlaufsgrafik), damit ich das Gießen optimieren kann.

Bei 35 Sensoren = Jungpflanzen muss dann alles perfekt laufen. Daher habe ich dieses Jahr noch darauf verzichtet.


Sobald ich weis wie stark sich der Dünger auf den unteren Feuchtigkeitswert auswirkt, werde ich nachmessen ob eine leichte Restspannung an den abgeschalteten Ausgängen des Schieberegisters anliegt. Im Augenblick möchte ich das Experiment nicht stören.

 

[Alpha]

Ich habe mir inzwisachen auch eine Graphitelektrode gebastelt. In ein Stück PVC-Rohr mit dem Lötkolben zwei Nuten gebrannt, die 2 mm Mine aufgelegt und ein Stück Schrumpfschlauch drüber gezogen.



Außerdem habe ich ein Stück CFK-Rundmaterial organisiert (2 mm, 50 cm, 2€) und denke, dass das funktionieren kann. Erste Widerstandsmessung ergab, dass das Material leitfähig ist (200 Ohm auf 50 cm), was verglichen mit dem Erdwiderstand sehr gering ist. Ich bastel demnächst auch mal eine Elektrode daraus. Das Material ist viel stabiler als die Graphitstäbe, sodass man sie ähnlich wie die Gewindestangen oder Speichen verwenden kann.

 

[Anfänger2013]

Wie steif ist denn so ein CFK-Rundmaterial?
Kann es brechen?
Ist es steif genug, um in die Erde gesteckt zu werden ohne das es sich verbiegt?

Hatte bisher so etwas nicht in der Hand.