Installation des Bodenfeuchtesensors SMT100

Endlich ist es wieder Frühling und ich kann es kaum erwarten meine neuen SMT100 Bodenfeuchtesensoren im Garten einzbauen. Bei Sonnenschein und 20°C macht es am meisten Spass. In dem Video unten wird gezeigt wie es geht. (Hinweis: Es gibt auch Einbauwerkzeuge vom Hersteller, aber in meinem Gartenboden schaffe ich das per Hand. Wichtig ist, dass der Einbau ohne Luftspalt erfolgt, also nicht zu sehr wackeln, sondern mit etwas Kraft in den Boden einstechen. Ggf. kann man den Boden vornässen, dann geht es besser. In der Nacht hatte es geregnet, so dass der Boden perfekt für den Einbau vorbereitet war. Der Einbau erfolgt im Rasen horizontal, wobei die grüne Messfläche vertikal stehen sollte. Man kann den Sensor auch vertikal einbauen, dann wird jedoch die Sonne das schwarze Sensorgehäuse erwärmen und die Temperatur etwas zu hoch angezeigt. In meinem Blumenbeet habe ich das so gemacht).

Froggit DP100 soil moisture sensor in comparison with SMT100

This golden October inspires to experiment. Some time ago I received the low-cost Froggit DP100 wireless soil moisture sensor for testing. Today the Froggit DP100 was put up against the professional soil moisture sensor SMT100.

Two pots and garden soil were used as testing environments.

ESP32 board with a RFM95 radio module was used as the receiver for the Froggit DP100, while the SMT100 was connected by cable to my notebook via a USB to RS-485 adapter.

The measurement results are shown here:

The pore volume of natural soils usually lies between 37% and 45% (see Bodenkunde online, note: in highly peaty soils or special substrates used in horticulture, there may be a larger pore volume). Thus, at full saturation, only a maximum water content in this order of magnitude can be achieved, as also shown by the measured data of the SMT100. The Froggit DP100, on the other hand, already shows a value of 50% at 20% water content. If saline fertiliser is added, the soil moisture reading of the SMT100 remains unaffected, while the values of the Froggit DP100 jump upwards and indicate up to 95% water content. Therefore, I cannot use the absolute values of the Froggit DP100. The manual for the Froggit DP100 also addresses this problem:

This can be understood as meaning that one must set up an individual calibration function for each soil type (and soil density, fertiliser concentration, etc.). Nevertheless, the Froggit DP100 can be of assistance when setting irrigation thresholds. It reacts to rising soil moisture and can therefore be used as an indicator of water content. I myself stick to the well-proven SMT100, which has been doing its job reliably for years. This winter I am planning a radio solution for the SMT100 with LoRa. This new radio module has appealed to me: LoRa-E5-HF LoRaWAN Module with STM32WLE5JC, ideal for a DIY project in winter.

Froggit DP100 Bodenfeuchtesensor im Vergleich mit SMT100

Der goldene Oktober inspiriert zum Experimentieren. Vor einiger Zeit habe ich einen günstigen Funkbodenfeuchtesensor von Froggit DP100 zum Test bekommen. Heute ist der Froggit DP100 gegen den professionellen Bodenfeuchtesensor SMT100 angetreten.

Als Testumgebungen wurden 2 Töpfe und Gartenboden verwendet.

Als Empfänger für den Froggit DP100 wurde ESP32 Board mit einem RFM95 Funkmodul verwendet, während der SMT100 per Kabel an mein Notebook über einen USB nach RS-485 Adapter angeschlossen war.

Die Messergebnisse sind hier abgebildet:

Das Porenvolumen natürlicher Böden liegt in der Regel zwischen 37% und 45% (siehe Bodenkunde online, Hinweis: In stark torfhaltigen Böden oder speziellen Substraten des Gartenbaus kann es ggf. auch ein größeres Porenvolumen geben). Bei Vollsättigung kann deshalb auch nur ein maximaler Wassergehalt in dieser Größenordnung erreicht werden, wie auch die Messwerte des SMT100 zeigen. Der Froggit DP100 zeigt hingegen bei 20% Wassergehalt schon einen Wert von 50% an. Bei Zugabe von salzhaltigem Dünger bleibt der Bodenfeuchtemesswert des SMT100 unbeeinflusst, während die Werte des Froggit DP100 nach oben springen und bis zu 95% Wassergehalt anzeigen. Die Absolutwerte des Froggit DP100 kann ich somit nicht gebrauchen. Im Handbuch zum Froggit DP100 wird dieses Problem auch thematisiert:

Das kann so verstanden werden, dass man für jeden Bodenart (und Bodendichte, Düngerkonzentration usw.) eine individuelle Kalibrierfunktion aufstellen muss. Dennoch kann der Froggit DP100 eine Hilfe bei der Einstellung von Bewässerungsschwellwerten sein. Er reagiert auf steigende Bodenfeuchte und kann deshalb als Indikator für den Wassergehalt verwendet werden. Ich selbst bleibe beim bewährten SMT100, der seit Jahren zuverlässig seinen Dienst verrichtet. Über den kommenden Winter plane ich eine Funklösung für den SMT100 mit LoRa. Dieses neue Funkmodul hat es mir angetan: LoRa-E5-HF LoRaWAN Module with STM32WLE5JC, ideal für ein Bastelprojekt im Winter.

Hooray - my data logger is here!

A data logger is used to save measurements from sensors that are acquired at a fixed time interval via analogue or digital interfaces. Additional to storage, some data loggers also offer the option of automated remote transmission to a server, e.g. via mobile radio or LoRa. The origins of data loggers go far back into the history of technology. My first data logger was the Campbell Scientific CR21, with which I gained my first experience from around 1980. Before that I had used a ZX81 computer as a data logger, but it was not suitable for rough field operation. In between times I used a Squirrel 1200 data logger by Grant. I worked with Campbell Scientific data loggers for many years and got to know the programming language CRBASIC. CRBASIC is very mighty, but that is also its disadvantage. In the same category is, for example, the Datataker DT80, which offers a lot of functionality, but is also complex in its operation and configuration. Ultimately, for most applications in data logging, you only need a few functions, such as a list of sensors whose measured values you want to query and the time interval. In addition to simple and convenient operation, a favourable price was also important to me. After a long search, I came across the TrueLog from TRUEBNER. This data logger uses an RS-485 interface according to the TBUS standard for the sensors and is therefore specially designed for the soil moisture sensors from TRUEBNER, which are also used by me. I followed these instructions for operation, although I have not yet used the mobile radio option. The configuration was done in very little time, whereas I only connected 2 soil moisture sensors SMT100 and thus did not need the additional connection box TrueCon100. In between measurements, the data logger "sleeps" and needs very little power. I measured about 30 microamps in sleep mode. With the 4 D cells with a capacity of just under 20 Ah, I could basically log for years. I am already curious to see how the data logger will perform in the upcoming winter. My goal is to measure temperature and soil moisture at 2 depths to get a feeling for the storage of water in the soil of my apple orchard over the winter period.

Hurra - mein Datenlogger ist da

Mit einem Datenlogger speichert man Messwerte von Sensoren, die in einem festgelegten Zeitintervall über analoge oder digitale Schnittstellen erfasst werden. Neben der Speicherung besteht bei manchen Datenloggern auch die Möglickkeit zur automatisierten Fernübertragung auf einen Server, z.B. über Mobilfunk oder LoRa. Die Ursprünge der Datenlogger reichen weit in die Geschichte der Technik zurück. Mein erster Datenlogger war ein Campbell Scientific CR21, mit dem ich ab etwa 1980 in die ersten Erfahrungen sammelte. Davor hatte ich einen ZX81 Rechner als Datenlogger, der aber nicht für den rauen Feldbetrieb geeignet war. Zwischendurch verwendete ich noch einen Squirrel 1200 Datenlogger von Grant. Insbesondere mit den Datenloggern von Campbell Scientific habe ich lange Jahre gearbeitet und die dort verwendete Programmiersprache CRBASIC kennengelernt. CRBASIC ist sehr mächtig, aber genau das ist auch der Nachteil. In der gleichen Klasse liegt z.B. auch der Datataker DT80, der sehr viel Funktionalität bietet, aber dafür auch komplex in der Bedienung und Konfiguration ist. Letztendlich braucht man für die meisten Anwendungen beim Datalogging nur wenige Funktionen, wie eine Liste von Sensoren, deren Messwerte man abfragen will und das Zeitintervall. Neben einer einfachen und komfortablen Bedienung war mir ein günstiger Preis noch wichtig. Nach längerer Suche bin ich dann auf den TrueLog von TRUEBNER gestoßen. Dieser Datenlogger verwendet eine RS-485 Schnittstelle nach dem TBUS Standard für die Sensoren und ist damit speziell für die Bodenfeuchtesensoren von TRUEBNER gedacht, die auch bei mir eingesetzt werden. Bei der Bedienung habe ich mich an dieser  Anleitung orientiert, wobei ich die Mobilfunkoption noch nicht verwendet habe. Die Konfiguration war in kurzer Zeit erledigt, wobei ich nur 2 Bodenfeuchtesensoren SMT100 angeschlossen habe und somit nicht die zusätzliche Anschlussbox TrueCon100 benötigte. Zwischen den Messungen "schläft" der Datenlogger und braucht sehr wenig Strom. Ich habe im Schlafmodus etwa 30 Mikroampere gemessen. Mit den 4 Monozellen mit einer Kapazität von knapp 20 Ah könnte ich prinzipiell jahrelang loggen. Ich bin schon gespannt, wie sich Datenlogger im kommenden Winter bewährt. Mein Ziel ist die Messung der Temperatur und der Bodenfeuchte in 2 Tiefen, um ein Gefühl für die Speicherung von Wasser in dem Boden meiner Apfelplantage über die Winterzeit zu bekommen.