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Why a Missing Ground Can Cause Problems

Common-Mode Voltage Limits: RS485 transceivers can only tolerate a certain voltage difference between the signal lines and their local ground (typically between −7V and +12V). If the ground potential between your PC (USB side) and the target device drifts too far apart, it exceeds this threshold, corrupting data or frying the chip.

Noise and Interference: Without a common reference, electromagnetic interference (EMI) affects both lines differently, turning common-mode noise into differential noise that disrupts communication.

Electrostatic Discharge (ESD): A lack of a drainage path for static buildup puts your adapter and connected equipment at risk.

How to Fix or Work Around the Problem

Depending on your specific setup, you can use several methods to address a missing GND line:

Check the PCB for a Hidden GND Pad:
Open the plastic casing of your USB adapter. Even if the external screw terminal only has two slots (A and B), the printed circuit board (PCB) inside often has an exposed GND pin or solder pad near the USB port or the transceiver chip. You can carefully solder a wire to this pad and run it to your device's ground.

Rely on Shared Power/Earth Ground (Short Distances Only):
If both your PC and the target RS485 device are plugged into the same AC power strip or grounded wall outlets, they may already share a common earth ground through their power supplies. For very short distances (under 1–2 meters) on a workbench, communication will often work fine without an explicit GND wire.

Is the Target Device Isolated?
If your target device is battery-powered or galvanically isolated, voltage drifting is less of an immediate danger over short runs, but noise susceptibility remains high.

Upgrade to a 3/4-Wire Adapter:
If you are running cables over long distances (more than a few meters) or in an industrial environment with heavy machinery, a 2-wire setup without GND is inherently unreliable. It is best to replace the adapter with a proper 3/4-wire unit (A, B, and GND, opt. +5V supply).

So ein Glück! Ich habe einen der ersten SMT500 Bodenfeuchteprofilsensoren von TRUEBNER ergattert, der eigentlich erst im Jahr 2026 auf den Markt kommen soll. Durch Zufall habe ich die Webseite des Startups Drought Analytics gefunden, die bereits den SMT500 zeigt. Jetzt wird es aber noch besser. Es gibt ein Video, das den Einbau des SMT500 in Kartoffelfeldern zeigt (Minute 8:40). Man sieht zwei clevere Forscher, die ein Komplettsystem zur Erstellung von Bewässerungsempfehlungen entwickelt haben.

Meine ersten Versuche waren sehr erfolgreich. Der Einbau geht richtig fix. Im nächsten Jahr plane ich deshalb eine größere Installation auf meinen ehemaligen Feldern in Oberschlesien. Das wird ein Spass. Es gilt der alte Spruch: "Das beste Wappen in der Welt ist der Sensor im Ackerfeld". 

Passend zum Start der Gartensaison habe ich einen neuen Adapter entdeckt, mit dem man den TRUEBNER SMT100 an der bekannten Opensprinkler Bewässerungsplattform betreiben kann. Man muss auf jeden Fall den SMT100 RS-485 Modbus verwenden und am besten mit dem TRUEBNER Modbus Tool die Adresse einstellen. Der Adapter wandelt die I2C Befehle von der Opensprinkler Steuerung in Modbus um. Der Adapter ist im deutschen Opensprinklershop erhältlich: https://opensprinklershop.de/product/truebner-rs485-adapter-fuer-opensprinkler/. Er läßt sich über das 10 polige Flachbandkabel einfach mit der Steuerung verbinden. Da ich mich erst noch im Detail mit der Steuerung beschäftigen muss habe ich im ersten Schritt einfach ein Arduino Board genommen und es mit I2C Befehlen ausprobiert, d.h. Arduino, Adapter Board und SMT100. Der Arduino verbindet den Adapter mit Betriebsspannung, GND, I2C Clock und I2C Daten. Achtung: Den Adapter habe ich etwas modifiziert, damit es mit dem 5 V Arduino Uno auch klappt. Ich habe den Spannungsregler überbrückt und den auf der Platinen befindlichen 3,3 V RS-485 Transceiver ISL3172 durch einen 5 V RS-485 Transceiver der gleichen Art Typ ISL3152 ersetzt. 

Ein einfaches Programm sieht so aus:

# include "Wire.h"

byte modbus_address;

byte modbus_register;

byte lowbyte;

byte highbyte;

void setup()

{

  Serial.begin(9600);

  Serial.println("Start");

  Wire.begin();  

}

void loop()

{

  Serial.println("Neue Runde (Modbus Adresse, Modbus Register, Modbus Wert)");

  Wire.beginTransmission(0x38);  //start transmission to I2C to Modbus gateway

  Wire.write(123);  //send to Modbus sensor with decimal address 123

  Wire.write(0);   //read temperature register 0

  Wire.endTransmission();

  delay(1000);

  Wire.requestFrom(0x38, 4,true);  //read four bytes from I2C to Modbus gateway

  while(Wire.available()) {

       delay(10);

       modbus_address=Wire.read();

       modbus_register=Wire.read();

       lowbyte = Wire.read();

       highbyte = Wire.read();

       Serial.print(modbus_address);

       Serial.print(",");      

       Serial.print(modbus_register);

       Serial.print(",");

       Serial.println(word(highbyte,lowbyte));

  }

  Wire.beginTransmission(0x38);  //start transmission to I2C to Modbus gateway

  Wire.write(123);  //send to Modbus sensor with decimal address 123

  Wire.write(1);   //read moisture register 1

  Wire.endTransmission();

  delay(1000);

  Wire.requestFrom(0x38, 4,true);  //read four bytes from I2C to Modbus gateway

  while(Wire.available()) {

       delay(10);

       modbus_address=Wire.read();

       modbus_register=Wire.read();

       lowbyte = Wire.read();

       highbyte = Wire.read();

       Serial.print(modbus_address);

       Serial.print(",");      

       Serial.print(modbus_register);

       Serial.print(",");

       Serial.println(word(highbyte,lowbyte));

  }    

  Wire.beginTransmission(0x38);  //start transmission to I2C to Modbus gateway

  Wire.write(123);  //send to Modbus sensor with decimal address 123

  Wire.write(3);   //read counts register 3

  Wire.endTransmission();

  delay(1000);

  Wire.requestFrom(0x38, 4,true);  //read four bytes from I2C to Modbus gateway

  while(Wire.available()) {

       delay(10);

       modbus_address=Wire.read();

       modbus_register=Wire.read();

       lowbyte = Wire.read();

       highbyte = Wire.read();

       Serial.print(modbus_address);

       Serial.print(",");      

       Serial.print(modbus_register);

       Serial.print(",");

       Serial.println(word(highbyte,lowbyte));

  }    

}

Das klappt einfach super. Der Adapter ist somit nicht nur für Opensprinkler geeignet, sondern kann nach der kleinen Modifikation auch für Arduino mit I2C verwendet werden.

Die Heim-Automation mit den sogenannten Shellys wird immer populärer. Shellys sind sehr günstige WLAN basierte Module auf ESP-Basis, mit denen man ursprünglich nur Verbraucher schalten konnte. Mit dem Shelly Plus Add-on kann man inzwischen auch analoge Sensoren mit Spannungsausgang einbinden. Damit wäre eine einfache und günstige Bewässerungssteuerung mit dem SMT50 als Sensor realisierbar. Der SMT50 benötigt eine Versorgungsspannung von mindestens 3,3 V bei einem mittleren Strom von etwa 2,7 mA. Neben der Bodenfeuchte wird vom SMT50 auch die Temperatur ausgegeben. In meiner Anwendung benötige ich das aber nicht. Deshalb habe ich nur den Feuchteausgang angeschlossen. Die Verkabelung hat so zu erfolgen:

Weißer Draht: GND

Brauner Draht: VCC 

(Achtung: Nicht an VREF anschließen, da dort lt. Shelly Plus Add-on Datenblatt nur ein Strom von max. 1 mA geliefert werden kann!)

Gelber Draht: ANALOG IN

Dann habe ich das Add-on aktiviert und Analog Input konfiguriert.

Eine "custom Formel" habe ich eingeben, um den richtigen Prozentwert (0-50%) als Messwert zu erhalten.

Voilá, ich kann die Werte ablesen und weiter in der Shelly Cloud verwenden.

Endlich ist der Frühling da und es ist Zeit die Sonnenstrahlen zu genießen. Mit 94 Jahren habe ich ein neues Hobby gefunden, den Golfsport. Zuerst jedoch einen Aperol Spritz, dann komme ich langsam auf Touren.

Mit meinem neuen Golf Outfit bin ich sportlich und elegant unterwegs. Den ganzen Parcours schaffe ich nicht zu Fuß, aber mit dem Golfcart ist das kein Problem. Das gibt mir auch die Gelegenheit den Platz zu erkunden und die schönsten Ecken zu finden.

Natürlich interessiert mich dabei auch die Automatisierungstechnik, speziell für die Bewässerung. Dies liegt am sinkenden Grundwasserpegel und der dadurch verschärften Konkurrenz um die Ressource Wasser. Es muss darauf geachtet werden, dass eine ausreichende Grundwasserneubildung erfolgt. Deshalb sind die erlaubten Wasserentnahmen begrenzt. Wie spart man nun Wasser bei der Golfplatzbewässerung? Letztendlich sollte die tägliche Beregnungswassermenge in Abhängigkeit von der Bodenfeuchte gesteuert werden. Eine flächendeckende Messung der Bodenfeuchte ist nicht ganz einfach, aber mit komplett unter der Erde befindlichen Sensoren und Funkmodulen, beispielsweise mit der LoRaWAN Technologie möglich. Es wird spannend, wie sich die Bewässerungstechnik auf Golfplätzen weitereinwickelt.

Spring season is coming. I am preparing a new LoRa device from TRUEBNER and an SMT100 for my winter garden. Stay tuned.