Gieskannenwächter

[Alpha]

CFK ist sehr stabil. Brechen kann es ja, muss man aber massiv Gewalt anwenden. Habe gerade eine neue Elektrode daraus gebaut. Die Abstandshalter sind einfach etwas Kunstoff (alter Blumentopf), einmal mit dem Schraubendreher durchgestochen. Die enge Passung hält die Stäbe in Position. Man kann sie einfach so in die Erde stecken. Verbiegen tut sich CFK nicht, es ist biegsam, geht aber immer wieder in den Ausgangszustand zurück (oder bricht bei viel Kraft).
Eine Testpflanze wurde auch schon abgestellt. Zurzeit nutze ich 150 kOhm Spannungsteiler und zeichne die Daten auf.

 

[Anfänger2013]

Was ist denn das für ein Arduino?
Die LED zeigt den Messvorgang an?

Wie hast die die Kabel mit den CFK-Rundstäben verbunden, das sieht etwas anders aus als bei mir?

 

[Alpha]

Ist eine Uno Kopie und ja, zeigt nur an wenn Spannung auf die Elektroden geschaltet und gemessen wird.

EDIT:
Sehr ähnlich. Zwei verschiedene Größen Schrumpfschlauch. Kleiner Durchmesser um Draht an Stab zu fixieren, dann nochmal einen größeren drüber gezogen.

 

[Anfänger2013]

Wirkung von Dünger auf den Kurvenverlauf.

Sprünge nach unten durch das Gießen anderer Töpfe.
Unregelmäßige Kurve am 3. Mai durch Experimente mit der Schaltung

Dünger erhöht die Werte um ca. 20 Prozent.
Das sollte man softwaretechnisch leicht berücksichtigen können.

 

[Fritz]

Dadurch, dass du ohne zweite Messmethode nicht wirklich sagen kannst, ob die Erde beim Gießen immer gleich trocken ist, ist natürlich schwer zu beurteilen, ob der untere Messwert vom Düngen beeinflusst ist. Leider folgt das ganze keiner praktischen Kurve, sodass man den Gießzeitpunkt über die Steigung bestimmen könnte.

 

[Alpha]

Danke für den Test mit Dünger!
Ich hätte da mal ne Frage an euch. Ich experimentiere gerade mit einem Wemos D1 mini (ESP8266) und ThingSpeak. Softwareseitig funktioniert das auch alles gut. Ich habe hier eine meiner Elektroden zur Erdfeuchtigkeitsmessung angeklemmt erhalte aber teils seltsame Sensorwerte. Der Chip arbeitet wie die anderen Arduinos auch, mit einem 10 bit ADC = 1024 diskrete Schritte. Die Arbeitsspannung der I/O Pins beträgt 3,3 V (nicht 5V wie bei anderen Modellen). Bei der Spannungsteilerschaltung misst man mit dem analogen Input ja die Spannung die über den Elektroden abfällt, also Spannung zwischen A0 und GND, skaliert auf einen Bereich von 0 (0 V) bis 1023 (3,3 V). Bei einem Kurzschluss der Elektroden erhalte ich erwartungsgemäß einen Wert nahe 0, da in diesem Fall keine Spannung über den Elektroden abfällt (Widerstand nahezu 0). Wenn sich die Elektroden allerdings an der Luft befinden messe ich einen recht konstanten Wert von 868. Erwartet hätte ich hier einen Wert von 1023, da der Widerstand ja sehr groß ist ohne Elektrolyten. Gleiches tritt auf wenn die Elektroden nichtmal angeschlossen sind.
Kann mir einer erklären was hier passiert? Es scheint ja irgendwo anders Spannung abzufallen. Wie genau die Schaltung arbeitet ist mir unklar. Bei meinem Arduino Uno habe ich in diesem Fall den ewarteten Wert von 1023 gemessen.

 

[Anfänger2013]

Habe am Anfang einen Esp8266 Esp-01 und 07 verwendet.
Habe es aber nicht geschafft mein W-Lan zu verlassen, da ich meinen Router zu sehr abgesichert habe.

Ich erinnere mich, dass der AD-Wandler des ESP8266 nicht sehr genau gearbeitet hat. Das Funkmodul zieht anscheinend recht viel Strom und dadurch schwankt der Referenzwert bei der Spannungsmessung. Ich würde immer eine großzügige Pause zwischen Verbindungsaufbau/Daten-senden und der Messung lassen.

Am Anfang habe ich zur Überprüfung meiner Schaltung die Elektroden weg gelassen und verschiedene Widerstände gemessen. Wenn Du die Werte von z. B. 10K, 50K 100K Widerstände richtig misst, dann kannst Du dich mit den Elektroden beschäftigen. Wenn nicht hast Du ein Problem mit der Schaltung.

• Alle VCC und GND gesteckt?
• Spannungsversorgung ausreichend und wirklich 3,3 V? Nachmessen! Manche USB-Netzteile sind sehr ungenau und liefern keine 5V. Manche USB-Kabel benützen extrem dünne Drähte. Anderes Kabel verwenden. Sehe ich da eine Buchse für eine 12V Spannungsversorgung? Wenn ja, dann 12V ausprobieren.
• Mangelnde Isolierung? Nimm mal die andere Seite von deinem Breadboard.

 

[Alpha]

Danke für deine Hilfe.

Das Funkmodul zieht anscheinend recht viel Strom und dadurch schwankt der Referenzwert bei der Spannungsmessung. Ich würde immer eine großzügige Pause zwischen Verbindungsaufbau/Daten-senden und der Messung lassen.

Habe gerade für eine Testmessung das WLAN-Modul ausgeschaltet. Keine Änderung.

Am Anfang habe ich zur Überprüfung meiner Schaltung die Elektroden weg gelassen und verschiedene Widerstände gemessen. Wenn Du die Werte von z. B. 10K, 50K 100K Widerstände richtig misst, dann kannst Du dich mit den Elektroden beschäftigen. Wenn nicht hast Du ein Problem mit der Schaltung.

Wie gesagt, der zu geringe Wert am analogen Eingang tritt auch ohne angeschlossene Elektroden auf. Wenn ich Widerstände statt der Elektroden anklemme teilt sich die Spannung auch entsprechend der Widerstände. Der Spannungsteiler arbeitet also richtig, nur der Maximalwert der Spannung stimmt nicht.

Alle VCC und GND gesteckt?

Wie meinst du das? Ich schalte einen digitalen Pin HIGH und messe dann nach einer Sekunde.

Spannungsversorgung ausreichend und wirklich 3,3 V? Nachmessen! Manche USB-Netzteile sind sehr ungenau und liefern keine 5V. Manche USB-Kabel benützen extrem dünne Drähte. Anderes Kabel verwenden. Sehe ich da eine Buchse für eine 12V Spannungsversorgung? Wenn ja, dann 12V ausprobieren.

Sind 3,3 V, hab nachgemessen. Versorgung direkt vom Mainboard (Risiko ). Der Arduino weiter oben auf dem Bild ist ein Uno-Klon, der hat das Problem garnicht. Beim ESP8266 habe ich das Setup sogar verlötet auf nem Proto-Shield. Die Verbindungen sollten daher sehr gut sein. Den ESP kann man glaube ich nur mit 5V versorgen.

 

[Anfänger2013]

Etwas zum lesen, vieleicht bring Dich das auf eine Idee:
http://www.forum-raspberrypi.de/Thread-esp8266-und-der-interne-adc-vorsicht-falle
http://lazyzero.de/elektronik/esp8266/wemos_d1_mini_a0/start

Durch den Spannungsteiler des Wemos ändert sich ja erst einmal nichts an den Problemen mit dem Analogeingang des ESP8266. Die Fehler müssten aber theoretisch größer werden.

Wenn die Serienstreuung der Analogeingangs bei 5% liegt und der interne Spannungsteiler des Wemos nicht mit sehr präzisen Widerständen arbeitet, dann kann man schon auf einen Fehler von 16% kommen, wenn man Pech hat.

Hast du einen A/D-Wandler z.B. MCP3008 zuhause?

Der Fehler ist anscheinend linear. Kannst ja noch einmal nachrechen.
In dem Fall währe es nicht so schlimm, da die absoluten Erdwiderstandswerte sowieso uninteressant sind. Wichtig ist nur die Veränderung.

Ich kann Deine Schaltung nicht erkennen. Lass doch mal die LED weg. Verbraucher beeinflussen angeblich die Messung an dem Analogeingang. Nur geringe Chance!

Hast Du schon einmal das SD-Shield weggelassen? Oder ist das mit verlötet?



Zu den CFK-Rundstäben.
Würdest Du wieder 2 mm kaufen oder eher dünnere oder dickere.
Möchte in Kürze auch CFK-Rundstäbe bestellen.

 

[Alpha]

Ich habe einen Uno und den Wemos D1 mini. Die Schaltung mit dem Uno (siehe #211) hat das Problem wie gesagt garnicht. Dort stimmen die Werte (sofern die LED nicht dran hängt, mit LED fällt der Messwert auch hier, da wohl die Messpannung etwas zusammenbricht). Mir fällt da gerade auf, dass ich an dem Wemos noch ein DHT22-Shield drauf habe. Dessen Stromaufnahme sollte aber sehr gering sein und die Spannung bricht auch nicht messbar zusammen. Werde den nachher nochmal wieder entlöten.

Hast du einen A/D-Wandler z.B. MCP3008 zuhause?

Ne leider nicht. Beschäftige mich erst seit der Arduino-Geschichte hier mit Elektronik.

Der Fehler ist anscheinend linear. Kannst ja noch einmal nachrechen.
In dem Fall währe es nicht so schlimm, da die absoluten Erdwiderstandswerte sowieso uninteressant sind. Wichtig ist nur die Veränderung.

Stimmt, für die Messung ist es nicht so tragisch. Aber mcih wurmt das halt

Hast Du schon einmal das SD-Shield weggelassen? Oder ist das mit verlötet?

Ist wie gesagt das andere Arduino-System.

Zu den CFK-Rundstäben.
Würdest Du wieder 2 mm kaufen oder eher dünnere oder dickere.
Möchte in Kürze auch CFK-Rundstäbe bestellen.

Dünner auf keinen Fall. Wird dann zu instabil und man kann die Kabel schlechter befestigen. Größer kann man machen denke ich, wird dann halt noch solider, wobei 2 mm da ausreichend sind. Ich würde bei 2 mm bleiben.

 

[Anfänger2013]

Ich habe gerade meinen CD74HC4067 = 16-Channel Analog Multiplexer/Demultiplexer ausprobiert und bin schon genervt.
Dabei sollte der Multipexer doch alle Probleme lösen!

Die Schaltung ist ganz einfach: VCC ---- 10K OHM Widerstand --- ein Multiplexertkanal ----- Analogeingang des Arduino

Der Arduino schaltet brav im Sekundentakt die 16 Kanäle durch.

Wenn keine Kanäle belegt sind wird am Analogeingang folgendes gemessen (0 bis 1023):

Nur Kanal 2: VCC ---- 10K OHM Widerstand --- Multiplexertkanal 2 ----- Analogeingang

Wenn ich die Kanäle in umgekehrter Reihenfolge durchschalte, jetzt Kanal 4.

Mein Problem ist, dass die an einem Kanal anliegende Spannung die nachfolgenden Kanäle beeinflusst!!!
Nach ca. 10 Sekunden ist der Spuk vorbei.

Wenn ich den Widerstand zwischen Multiplexertkanal 2 und Analogeingang setze bleibt das Problem bestehen.


Jetzt wollte ich besonders schlau sein und habe den Kanal 0 mit GND verbunden. Nach jedem Kanalwechsel und der Messung habe ich für eine Sekunde auf Kanal 0 geschaltet, damit elektrische Potentiale? abgebaut werden können. Kanal 7 ist jetzt mit dem 10K Widerstand und VCC verbunden.
Keine Ahnung, was mit Kanal 15 jetzt los ist!

Mit meinen Ideen bin ich jetzt am Ende und werde mich in den Schlaf weinen!

Ich hoffe jemand kann mir weiterhelfen.

 

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Du hast im Prinzip so etwas:

 Spannungsteiler aus
Widerstand und Fühler
        Vcc   
        |
       .-.
       | |
       | |
       '-'
        |         ___            ____
        |--------|___|----------|____|----
        |         10K             Rx
       .-.
       | |
       | |
       '-'
        |
       ---
      GND

Rx ist dabei der Widerstand des Multiplexers.
Beim Multiplexer fliest laut Daten ein parasitärer Strom von max +/- 0,8µA
Bei 5 Volt ergibt sich (R=U÷I) also ein Innenwiderstand von rund 6,2MΩ.

Um eine saubere Null im OFF-Zustand am Ausgang des Multiplexers zu bekommen, kannst Du einen Pull-Down Widerstand einbauen. Dazu verbindest Du jeden einzelnen Ausgang des Multiplexers über einen Widerstand mit GND. Beim Widerstandswert mußt Du vielleicht etwas experimentieren. Versuch es mal mit einem 47k.

           .---.
      IN   |   |-- out 0
      -----|   |-- out 1
           |   |-- out 2
           |   |-- ....usw...
           |   |---o------------> Ardurio-Analoginput
           '---'   |
                   |
                  .-.
                  | | 47kΩ
                  | |
                  '-'
                   |
                  ===
                  GND

 

[Anfänger2013]

@JuergenPB,
Der Aufbau ist genau andersherum wie in Bild 2

Der Arduino-Analoginput ist an SIG angeschlossen
An C0 bis C15 liegen die verschiedenen Spannungen an.

Kommt jetzt der Pull-Down Widerstand zwischen SIG und GND?
So würde einer reichen.

Woran erkenne ich, wenn ich die richtige Größe für den Pull-Down-Widerstand habe?

 

[Gelöschtes Mitglied 7425]

Entschuldige bitte, ich hatte da einen Denkfehler. Die Pull-Widerstände sind eher bei digitalen Schaltungen sinnvoll.
Aber Du schickst ja Analogsignale durch und keine Digitalen. Da muß ich nochmal drüber nachdenken.

Es sind meiner Meinung nach zwei Fehlerquellen möglich
1. Problem beim Eingang bzw AD-Wandlung im Arduino. Möglicherweise wird der S/H-Kondensator nicht richtig geladen/entladen oder sowas.
Hast Du zufällig einen Operationsverstärker zur Hand? Wenn ja bau mal einen Impedanzwandler in zwei Varianten ein:
a) Sensor → Impedanzwandler → MUX → Arduino
b) Sensor → MUX → Impedanzwandler → Arduino

2. Crosstalk oder Shosting beim MUX
Dazu fällt mir allerdings nichts ein.

 

[Garfield]

@Anfänger2013
Wenn ich mich recht entsinne ist den Spannungsteiler SEHR hochohmig und damit fließt nur ein klitzekleiner Strom durch die Elektroden.

Wenn dann an den "Ausgang" (Mittelabgriff) vom Spannungsteiler eine Schaltung angeschlossen wird hat diese auch einen innenwiderstand dieser ist für die meisten Anwendungen auch hochohmig "genug" um keinen/kaum Einfluss zu haben (es fließen bis zu ~200µA). Da aber dein Spannungsteiler sehr hochohmig ist:

Gemessen wird mit :
47.000 OHM Widerstand als Spannungsteiler.
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

und somit der Strom sehr klein (wie du richtig ausgerechnet hast) beeinflusst der Innenwiderstand des Multiplexers deine Messung leider sehr stark.

Die einzige Abhilfe ist ein sogenannter Impedanzwandler (Wikipedia beschreibt den super, du brauchst den aktiven) wie @JuergenPB schon richtig geschrieben hat. Dieser müsste meiner Meinung nach VOR jeden Multiplexereingang.

Bei der Auswahl solltest du darauf achten, dass der Op-Amp "unity gain stable" im Datenblatt stehen hat.

Crosstalk würde ich ausschließen, da dies eher bei hochfrequenten Signalen auftritt und so schnell ändert sich die Erdfeuchte nun auch wieder nicht.