Der Gies-O-shield für den Arduino

4 Giesomat Sensoren und zwei Magnetventile an einem Arduino?

Immer wieder steht man im Sommer vor der Aufgabe, eine automatische Gartenbewässerung zu erstellen.
Doch was ist für eine selbstgebaute automatische Bewässerung am besten geeignet?
Dafür kann man auf den originalen Giesomat und dessen damit verbundenen Giesomat Sensoren zurückgreifen.
Der Vorteil der kapazitiv funktionierenden Giesomat Sensoren gegenüber den resistiv funktionierenden ist schnell erklärt:
Es findet keine Korrosion durch Elektrolyse statt. Dadurch werden keine Metallionen an das umgebende Erdreich abgegeben.
Das Signal kann immer wieder verstärkt werden und per Pegelwandler und Frequenzteiler an diversen Systemen betrieben werden.

Überlegungen zu diesem Vorhaben:
Physik: Wie funktioniert der Giesomat Sensor?
Hardware: Wie erzeugt der Giesomat Sensor „die Frequenz“ ?
Hardware: Welche elektrische Eigenschaften hat der Giesomat Sensor?
Hardware: Warum nicht den originalen Giesomat verwenden?
Hardware: Welche Voraussetzungen sollen erfüllt werden?
Hardware: Welchen Mikrocontroller benutzen?
Software: Welche Sprache, Librarys vorhanden?
Software: Weitere Optimierungen / Änderungen

Physik: Wie funktioniert der Giesomat Sensor?

Der Giesomat Sensor funktioniert als RC Schwinger, welcher über einen invertierten Schmitt Trigger zurückgeführt wird.
Da der Sensor in der Mitte der Gatter hängt, gibt es keine Abhängigkeit des GND Potentials.
Die Fläche des Sensors bildet dabei einen Kondensator.
Die Sensorfläche muss für die Verwendung im Erdreich unbedingt geeignet versiegelt werden.
Unsere Bausätze zu den Sensoren im Shop können bereits fertig vergossen erworben werden.
Die Sensorfläche in Verbindung mit der Versiegelung und dem umgebenden Erdreich bildet einen Kondensator.
Die Kapazität variiert mit der Permittivität (ε) des umgebenden Erdreiches.
Wasser hat ein εr von ewa 88, wogegen feuchte Erde 29 und Luft etwa 1 hat.
Man sieht dass dadurch die Kapazität und die daraus resultierende umgekehrt proportional Frequenz der ausgegebenen Rechteckspannung des Sensors sehr variabel gegenüber des sich umgebenen Erdreiches ist.
Ist die Umgebungsfeuchte hoch, ist die Frequenz der ausgegebenen Rechteckspannung klein.
Ist die Umgebungsfeuchte klein, ist die Frequenz der ausgegebenen Rechteckspannung gross.

Die Frequenz der Sensoren wird dabei wie folgt berechnet:
Bei HC Typen:
f=1/T
f=1/(0.8*R*C)

Bei HCT Typen:
f=1/T
f=1/(0.67*R*C)

„Hardware: Wie erzeugt der Giesomat Sensor „die Frequenz“ ?
Ganz einfach:
Anfang:;
Nehmen wir dazu die Schaltung rund um das 74HC14D Gater.
OSC1 und OSC2 stellen hierbei die Sensorflächen (Kondensator !!!) dar.
Nehmen wir an, der Pegel an IC1D ist 0V.
Durch die Negierung des IC1D ist am Ausgang des IC1D 5V, welche über den Widerstand R3, den Kondensator (Sensorflächen !!!) auflädt,
welcher sich zwischen dem Eingang von IC1D und dem Ausgang von IC1C befindet.
Ist die erforderliche Spannung am Eingang IC1D erreicht, schaltet dieser den Ausgang auf 0 V.
Über den Widerstand R3 wird der Kondensator nun solange entladen, bis die Spannung so klein ist, das der Eingang am IC1D auf logisch 0 ist.
Der Ausgang wird wieder auf 5V geschalten.
Was danach passiert? Goto Anfang;

Giesomat Oszillator Ramser Elektrotechnik Webshop

Hardware: Welche elektrische Eigenschaften hat der Giesomat Sensor?

Der Giesomat Sensor ist rund um einen Invertierten Schmitt Trigger Gatter aufgebaut, welches von einem linearen Spannungsregler gespeisst wird.
Dadurch kann der Sensor in einem breiten Betriebsspannugsbereich betrieben werden.
Seit Rev.2 der Sensorplatine kann der lineare Spannungsregler mittels Lötbrücke JP1 überbrückt werden und dadurch auch direkt mit der Versorgungsspannung der Auswertlogik (z.Bsp. 3.3V oder 5V) betrieben werden.
Ist der Spannungsregler nicht gebrückt und der Sensor wird entgegen den Empfehlungen mit einer Logikspannung betrieben, dann….. findets raus aber beschwert euch nicht.

Giesomat Linearregler Ramser Elektrotechnik Webshop

Bei Betrieb mit der direkten Logikspannung ist auf den Spannungsabfall der Leitung zu achten !!!
Sollte der Sensorausgang auf ein höheres Spannungspotential angehoben werden, so kann dies mittels Pegelwandler erfolgen.
Die Ausgangsfrequenz variiert von Sensor zu Sensor und muss immer vor der Benutzung abgeglichen werden.
Dies ist dem manuellen Auftragen von Polyurethan bzw. einer anderen Versieglungsart geschuldet.
Normalerweise sollte der Sensor mit einer Spannung zwischen 7 und 12V versorgt werden.
Die ausgegebene Rechteckspannung hat dabei eine Scheitelspannung von 5.6V.
Genauere Daten zum 74HC Gatter findet ihr in dem jeweiligen Familysheet der Hersteller.

Hardware: Warum nicht den originalen Giesomat verwenden?

Diese Frage ist einfach beantwortet:
Viel Leute wollen keine Platine ätzen oder darauf warten,
sondern ein kleines shield, welches mittels eines Arduino schnell per Plug and Play verwendet werden kann.
Es soll auch gleich ein fertiges Sketch beiliegen, um direkt loslegen zu können.
Arduino kompatible Klone können überall in diversen Starter Sets preiswert bezogen werden.

Hardware: Welche Voraussetzungen sollen erfüllt werden?

Arduino (und Klon) kompatible Shield Platine
Leicht lötbare Platine mit THT-Bestückung
Eingänge und Versorgung für 4 Giesomat Sensoren
Versorgung der Sensoren und Ausgänge wählbar zwischen Vin, 5V und externe Versorgung
Eingänge am Hardwarecounter des Arduino mittels Multiplexer
Ausgänge für 2 DC Pumpen / Ventile / … whatever
Ausgänge lowside switched über Standard LogicLevel N-Channel Mosfet
Ausgänge mittels Freilaufdioden geschützt
Ausgänge für reinen Schaltbetrieb. Kein PWM Betrieb.
Standalone Betrieb des Arduino
Terminalbetrieb und Konsolenbetrieb umschaltbar
Wie immer Open Source

Hardware: Welchen Mikrocontroller benutzen?

Soll einfach Arduino Uno kompatible sein.
Jedes preiswerte Starter Kit verwendbar.

Software: Welche Sprache, Librarys vorhanden?

Ich hasse es nicht mit der IDE mitgelieferte Extra Libraries von Anderen zu verwenden, deren Hintergrundfunktionen und Eigenheiten ich nicht kenne!
Da es sich um keine Ariane Rakete handelt (Achtung Insider 😉 ), werden kleinere Hilfsfunktionen schnell selbst erstellt damit das Sketch out of the box funktioniert.
Es kommt daher die freie Arduino IDE zum Einsatz.

Software: Weitere Optimierungen / Änderungen?
Die Software ist in vier Stunden entstanden und es wurde nicht auf säuberstes C sondern auf schnelle Fertigstellung geachtet.
Wer es lupenrein schreiben möchte, bitte sehr: Meine Quellen sind OpenSource.
Würde mich aber freuen, wenn Ihr auf mich verweisen würdet.
Die einzigige Änderung was mir spontan einfällt: Betriebart Terminal/Console mittels Linkerdirektive gleich beim kompilieren festlegen, ebenso eine eventuelle Übersetzung ins Deutsche.

Dann legen mir mal los.

Die Hardware ist schnell zusammengestrickt, da die Grösse der Platine bereits vom Arduino vorgegeben ist.
Um mit älteren UNO Modellen kompatibel zu sein wird auf die extra Pins der Version 3 und grösser verzichtet.
Das Einzige das extra dazu kommt ist die Möglichkeit der Wahl zwischen der Versorgungspannung für die Sensoren und der Ausgänge.
Die Versorgungsspannung kann extern angelegt werden (Lötjumper offen),
von Arduino von Vin versorgt werden (Oder umgekehrt über die Klemmen),
oder die 5V des Arduino benützen.
Der Multiplexer wird benutzt, um die vier Giesomat Sensoren einzeln auf den Timer Counter 1 Pin des Mega328 zu legen.
Dieser befindet sich auf dem „Digitaleingang 5“.

Gies-O-shield-1-Ramser-Elektrotechnik-Webshop

Nach dem Erstellen der benötigten Gerber Files, wird wieder wie gewohnt bei regionalen, Generationsübergreifenden Familienunternehmen die Platine bestellt.
Denn wir legen auf die Zukunft unserer Umwelt grössten Wert.

Danach warten wir wie immer ein paar Tage.

Nach der Ankunft der Platinen kann mit dem Löten losgelegt werden.

GiesOshield DIY Bausatz 1 Ramser Elektrotechnik Shop

Zuerst löten wir die 4 Stück 562R Widerstände ein

GiesOshield DIY Bausatz 2 Ramser Elektrotechnik Shop

Danach die zwei 10k Widerstände

GiesOshield DIY Bausatz 3 Ramser Elektrotechnik Shop

Danach den 100nF Stützkondensator und die zwei Freilaufdioden

GiesOshield DIY Bausatz 4 Ramser Elektrotechnik Shop

Danach kann der 74HC151 Multiplexer eingelötet werden.

GiesOshield DIY Bausatz 5 Ramser Elektrotechnik Shop

Danach die Mosfets

GiesOshield DIY Bausatz 6 Ramser Elektrotechnik Shop

Danach kommen schon die Klemmen

GiesOshield DIY Bausatz 7 Ramser Elektrotechnik Shop

Noch die Pinheader

GiesOshield DIY Bausatz 8 Ramser Elektrotechnik Shop

Hardware fertig !!!

Jede Hardware ist nur so gut wie deren Software.

Funktion der Software:
Gemeinsamer Part
Der Terminalmodus
Der Konsolenmodus

Gemeinsamer Part:
Jede Sekunde (mittels Millis und nicht delay!!!) werden die 4 Sensoren in einer Schleife abgefragt.
Zum Abfragen wird der benötigte Sensor mittels des Multiplexers auf den Timer Counter 1 Eingang aufgelegt.
Danach werden für 50ms die Eingangsimpulse gezählt.
Danach wird ausgewertet, ob der korrespondierende Ausgang geschalten werden soll oder nicht.
Dabei gibt es noch einen Handbetrieb immer ein und immer aus und für jeden Ausgang eine Mindestpause und Mindestlaufzeit.
Die Betriebsarten der Ausgänge sind wie folgt zugeordnet:
Betriebsart 0 : Hand. Ausgang immer Low.
Betriebsart 1 : Hand. Ausgang immer High.
Betriebsart 2 : Automatikbetieb.
Betriebsart 3 : Ausgang 2 gleich wie Ausgang 1

Die Firmware der automatischen Bewässerung (selbstgebaut) besitzt überdies zwei Betriebsarten.

Eine Terminalmodus
Einen Konsolenmodus

Der Terminalmodus:

Hier werden mittels einfachen Befehlen die Funktionen und Werte festgelegt.
Praktisch eine CLI Schnittstelle.
Der Standbybetrieb bleibt in Kraft.
Die Befehle werden mittels serieller Schnittstelle von einem PC oder RPI bereitgestellt
und sind immer gleich aufgebaut:
Befehl-Delimitter-Wert-Delimmiter

Die Statuswerte der vier Sensoren und der zwei Ausgänge wird jede Sekunde automatisch übertragen.

Das schöne daran ist, dass die Einstellungen an jedem Terminalprogramm mit 9600 Baud erfolgen können.
Die Befehlsequenz wird mittels Carrier Return und NewLine bestätigt.

Als Trennzeichen habe ich mich für das Semikolon „;“ entschieden.
Warum? Weiss nicht. Irgendwie Gewohnheit.

Die Befehle sind wie folgt fest belegt:
„ge1“: Get GeneralRunmode from arduino
„se1“: Set GeneralRunmode to arduino
„ge2“: Get RunmodeOutput1 from arduino
„se2“: Set RunmodeOutput1 to arduino
„ge3“: Get UsedSensorForOutput1 from arduino
„se3“: Set UsedSensorForOutput1 to arduino
„ge4“: Get SetpointOutput1On from arduino
„se4“: Set SetpointOutput1On to arduino
„ge5“: Get SetpointOutput1Off from arduino
„se5“: Set SetpointOutput1Off to arduino
„ge6“: Get MinOnTimeOutput1 from arduino
„se6“: Set MinOnTimeOutput1 to arduino
„ge7“: Get MinOffTimeOutput1 from arduino
„se7“: Set MinOffTimeOutput1 to arduino
„ge8“: Get RunmodeOutput2 from arduino
„se8“: Set RunmodeOutput2 to arduino
„ge9“: Get UsedSensorForOutput2 from arduino
„se9“: Set UsedSensorForOutput2 to arduino
„ge10“: Get SetpointOutput2On from arduino
„se10“: Set SetpointOutput2On to arduino
„ge11“: Get SetpointOutput2Off from arduino
„se11“: Set SetpointOutput2Off to arduino
„ge12“: Get MinOnTimeOutput2 from arduino
„se12“: Set MinOnTimeOutput2 to arduino
„ge13“: Get MinOffTimeOutput2 from arduino
„se13“: Set MinOffTimeOutput2 to arduino

Will man also die Betriebsart von Ausgang 2 „wie Ausgang 1“ setzen, reicht es die Line
se8;3; abzusetzen.

Will man erreichen, dass für die Freuquenzauswertung des Ausgang 1 der Sensor 3 verwendet werden soll,
so kann man dies per se3;3; festlegen.
Will man den zugewiesenen Sensor abfragen, reicht es ein ge3; abzusetzen.

se4;3200; würde den Einschaltpunkt von Ausgang 1 auf 3200 Digits setzen.

Eine seX; Operation wird seitens des Arduino immer mit einem OK bestätigt.
Eine geX; Operation gibt immer den Wert der Variable zurück

Der riesige Vorteil des Terminalmodus ist, dass sämtliche Werte praktisch im Batchbetrieb geschrieben werden können.
Ausserdem kann jedes System, dass über einen USB Hostcontroller die serielle Schnittstelle des Arduino enummerieren kann,
mit einfachsten Befehlen Einstellungen vornehmen.

Eine Terminalausgabe sieht wie folgt aus:

Sensor 3 Teminal Ramser Elektrotechnik Webshop

Der Konsolenmodus:

In diesem wird ein einfaches Menü im Terminal angezeigt, in dem mittels den Nummerntasten navigiert werden kann.
Zahlen werden nach Aufforderung eingegeben.

Vorteil:
Intuitiv, durch strukturiertes Menü, auch von Laien zu bedienen.
Einfach connecten und die Entertaste rausschicken schon kommt ein Feedback.

Die Ausgabe sieht so aus:

Sensor 3 Console Ramser Elektrotechnik Webshop
Main Console Ramser Elektrotechnik Webshop

Die Software inklusive Sourcecode könnt Ihr natürlich im Downloadbereich herunterladen.
Wenn Ihr die Software weiterverbreitet, bitte einen Link auf meine Seite setzen 😉

Ein Bausatz des Gies-O-shield kann in unserem Shop bezogen werden.

Bei Wünschen und Anregungen könnt Ihr euren Kommentar absetzen

37 thoughts on “Der Gies-O-shield für den Arduino

  1. Franz

    Guten Tag,

    ich habe mir zuletzt das Gies-O-shield gekauft und an den Arduino angeschlossen, nun rechne ich mir durch die Periodendauer die Frequenz aus. Wie komme ich nun zur Feuchtigkeit es umgebenen Materials?
    Sie haben die Formeln ,,f=1/(0.8*R*C)“ und ,,f=1/(0.67*R*C)“ angegeben. Und beschrieben, dass wir uns die Kapazität ausrechnen müssen, um dann auf die Permittivität zu kommen. Wie komme ich jedoch auf den Wiederstand R und wie funktioniert die Umrechnung von der Kapazität zur Permittivität konkret?

    MfG
    Franz

    1. fritz Post author

      Wie im Quelltext ersichtlich werden die Pulse für 50 Millisekunden gezählt.
      Die gezählten Pulse müssen also mit 20 multipliziert werden, um die Impulse pro Sekunde zu erhalten.
      1 Impulse pro Sekunde = 1 Hertz

      Der Widerstand R ist auf dem Sensor enthalten und 100 000 Ohm gross.

      Warum wollen Sie die Permeabilität berechnen, wenn zur Auswertung die Pulszahl Ermittlung verwendet wird?

      1. Franz

        Ich möchte gerne die relative Feuchtigkeit, des umgebenen Materials berechnen. Dafür bräuchte ich die Permittivität, um dann den Anteil des jeweiligen Materials zu bestimmen. Für Plattenkondensatoren habe ich die folgende Formel gefunden, C=ε_0*ε_r*A/d, jedoch nehme ich an, dass der Gies-O-shield kein Plattenkondensator ist, oder welchen Abstand(d) hätte der dann?
        Wieso zählen sie nur die Pulse in 50 Millisekunden, und nicht gleich von einer Sekunde, den dabei würde der absolute Fehler, relativ kleiner sein?
        Also R ist sozusagen nur R3, denn ich habe einen größeren angelötet, da ich keinen Frequenzteiler habe?

        MfG Franz

        1. fritz Post author

          Ich glaube nicht, das die Berechnung der relativen Umgebungsfeuchte zielführend ist.
          Bei einem Streufeldkondensator spielt die Beschichtung eine riesige Rolle.
          Da unsere Sensoren per Hand getaucht werden, variiert Epsilon r zu stark, um die Berechnung durchzuführen.
          Es war auch nie Ziel, die relative Umgebungsfeuchte zu messen!
          Warum haben Sie den Widerstand verändert, wenn der Gies-O-Shield verwendet wird?
          Die Pulse werden mit dem Hardware Timer gezählt, welcher bei 1 Sekunde überlaufen würde.
          Der Unterschied von 20 fehlenden Impulsen bei 400000 Impulsen macht einen Messfehler von 0.0005 % aus.

        2. Franz

          Ok, dann werde ich es anders versuchen müssen.
          Da ich keinen Frequenzteiler hatte, und die Frequenz sonst für den Mikrocontroller zu hoch wäre.
          Ok das macht Sinn, dann werde ich das jetzt auch so machen.
          Danke für den Tipp und die Auskunft

          MfG Franz

  2. Florian

    Hallo Zusammen,

    als ziemlicher Anfänger habe ich noch ein paar Fragen zum Thema.

    1. Wenn ich das Gieß o Shield auf meinen Arduino z.B. uno stecke zieht es sich automatisch die nötige Versorgungsspannung und eine externe Versorgung ist erstmal optional ? Ich kann also direkt mal einen Sensor auslesen ?

    2. Ich flashe die R3.ino Datei auf den Arduino. Wie komme ich dann in den Konsolen / Terminalmodus ?

    3. Werden die Pins dank des Boards „durchgeschleift“ und es stehen noch die nicht genutzten Pins weiter zur Verfügung oben auf dem Shield ?

    3. Ich verbinde einfach die + und – Leitung z.B. von einem Sensor mit SE1 + – und natürlich die Datenleitung mit I ?

    Danke 🙂

    1. fritz Post author

      Hallo Florian,

      Zu 1:
      Generell sollte eine externe Spannung angelegt werden, da Diese auch für
      die Versorgung der Pumpen/Magnetventile dient.
      Es kann aber der Lötjumper SJ1 auf 5V oder Vin gesetzt werden.
      Dann wird die 5V / Vin Spannung des Arduino verwendet.
      Wird der Jumper auf Vin gesetzt und an den Klemmen des SUP+- eine
      Spannung angelegt, so kann der Arduino mitversorgt werden.
      Werden die Sensoren mit 5V betrieben, so muss der Linearregler
      der Sensoren überbrückt werden. Dies erledigt der Lötjumper auf den Sensorenplatinen.

      Zu 2:
      Für die Console am besten den „Arduino Serial Monitor“,“Hterm“ oder irgend ein Anderes Programm benützen.

      Zu 3:
      Die Pins werden nicht durchgeschleift. Das Shield sollte sich „ganz oben“ befinden.

      Zu 4:
      Richtig. Lötjumper nicht vergessen 😉

  3. Florian

    Hallo Fritz,

    vielen Dank für die Info.
    Der Sensor läuft und ich kann ihn auslesen, super ! Werde bestimmt noch ein paar Platten ordern.
    Da ich aber wirklich eher neu in der Materie bin habe ich noch 2-3 Fragen….

    1. Welche Vin kann ich max beim dem Shield max. anlegen über SUP ? 12 V ?
    2. P1 und P2 sind einfach Ausgänge, die geschalten werden können, wenn Sensoren entsprechende Werte liefern. Beträgt die schaltbare Spannung immer 5V oder ist sie abhängig von SUP ?

    Ich frage aus dem Grund: ich möchte 2 x 12 V Pumpen schalten, wenn die Sensoren bestimmte Werte liefern. D.h. ich schliesse sie an P1 und P2 an und lege 12 V an SUP an. Der Lötjumper auf dem Shield ist auf Vin gebrückt. J1 ist auf dem Sensor ebenfalls gebrückt (ist das jetzt ein Problem weil keine 5Vin am Shield anliegen?)

    Damit habe ich den Arduino, Shield und Pumpen versorgt… richtig ?

    Wirklich Anfängerfragen, aber vielleicht helfen sie ja auch dem einen oder anderen.

    Danke 🙂

    1. fritz Post author

      Hallo Florian,

      Wenn du 12V Pumpen verwenden willst, kannst du diese an den SUP Klemmen anlegen.
      Wenn du nun den Jumper auf VIN/V+ lötest, so wird der Arduino mit den 12V mitversorgt.
      Die Sensorenversorgung beträgt dann aber auch 12V.
      Es darf also der Jumper auf den Giesomat Sensoren NICHT gesetzt werden.
      Ansonsten würden die Sensoren 12V zurück speisen.
      Der Multiplexer wird aber immer mit den 5V des Aduinos versorgt.
      Das das nicht gutgeht, dürfte klar sein. (Stichwort Clamp Dioden)

  4. Devkota

    Hallo, Ich bin neue in dem Thema.
    Wie kann ich am besten das Programm hochladen?
    Das funktioniert über die Arduino IDE nicht gut. Gibt es auch einen anderen Weg?

    Viele Grüße

  5. Florian

    Hi Fritz,
    ich habe noch eine Frage zum Pulse für den MUX. Könntest du bei Gelegenheit mal erläutern, warum der Puls an PIN5 anliegt?
    Im Code wird doch der Timer1 genutzt um den Puls zu generieren, wenn ich es richtig verstehe. Timer 1 ist aber doch eigentlich für Pin9 und 10 zuständig.

    Wahrscheinlich ist die Lösung sehr simpel ….

    Danke !

    1. fritz Post author

      Hallo Florian,
      Der Pin9 (DI5) wird als Takteingang für Timer1 (Pin T1) benutzt.
      Der Timer1 wird daher als Zähler „missbraucht“.

  6. Stefan Meister

    Hallo zusammen

    Bin auf der Suche nach solch einer Lösung. Meine Frage:
    Kann der Sensor auch im Aussenbereich eingesetzt werden?
    Stelle mir vor, im oberen Teil des Sensors ein IP67 Gehäuse anzubringen und den Innenraum mit Epoxy auszugiessen. Hat jemand Erfahrungen mit dem Einsatzbereich?

    Grüsse Stefan

  7. Jens

    Hallo, der Sensor sollte m.E. auch am raspberry funktionieren.
    Gibt es irgendwo eine Beschreibung und/oder Software dazu?

  8. stefan

    Hallo zusammen

    im Text wird erklärt das die resultierende Frequenz von der Beschichtung der Kondensatorflächen abhängt und des halb selbst ermittelt werden muss. Weiterhin wird darauf hingewiesen das für einen Betrieb an einer SPS unter Umständen ein Frequenzteiler nötig ist.

    Ist es nicht möglich eine Aussage zu treffen in welchen Größenordnungsbereich sich die Ausgangsfrequenz befinden?

    Wäre gut zu wissen, da ich dann weiß ob ich einen Frequenzteiler brauche bzw ob sich das System überhaupt für meine Zwecke eignet.

    Vielen Dank und viele Grüße

    1. fritz Post author

      Hallo Stefan,

      Bei dem Sensor handelt es sich um einen Streufeldkondensator.
      Daher hat die Beschichtung und die umgebene Erde (Erdfeuchte) Einfluss, auf die
      Permeabilitätskonstante des Kondensators.
      In der Luft gibt der Sensor ca. 300kHz aus.
      Da aber keine Luftfeuchte sondern Erdfeuchte gemessen wird,
      wird der Sensor stehts bedämpft betrieben.
      Die Ausgangsfrequenz liegt im zweistelligen Kiloherz Bereich und
      sinkt bei nasser Erde in den einstelligen Kiloherzbereich ab.

  9. Tom Bauers

    Hi, ich habe eine Frage zu der Verbindung zwischen Sensor und Shild. Gibt es da eine maximale Länge die der sensor treiben kann. Ich, plane im Garten ein normales Telefonerdkabel (8x2x0.8) zu verwenden mit ca 25m Länge. Und was ist mit übersprechen?

    1. fritz Post author

      Ich würde auf jedem Fall einen Frequenzteiler verwenden, da ansonsten die Frequenz zu hoch ist. Bezüglich des Übersprechens, würde ich den Serienwiderstand (R2 100R) entfernen und am Ende (Beim µC,…) einen Starken (für 10mA) Pull Down setzen. Damit sollte das Problem gelöst sein.

  10. Nora

    Ich möchte eine automatische Gartenbewässerung selber erstellen und bin auf deinen Beitrag gestoßen. Ich benutzte Arduino sehr gerne und brauche nur neue Magnetventile. Danke für den Beitrag, sehr interessant und sehr informativ!

  11. Eike

    Ich bin aktuell auf der Suche nach einem automatischen Bewässerungssystems und bin auf diese Seite gestoßen. Warum werden hier vier Sensoren eingebunden, aber nur zwei Ausgänge geschaltet? Ich hätte eigentlich gern vier Bewässerungskreise, welche ich unabhängig von einander versorgen kann. Demnach müsste ich zwei Sets aufbauen?

    Gruß

    Eike

  12. Eike

    Hallo, ich bin auf der
    Er Suche nach einem automatischen Bewässerungssystems auf Ihre Homepage gestoßen. Ich hätte gerne eine Steuerung für 4 Bewässerungskreise. Bei diesem System sind 4 Feuchtigkeitssensoren, aber nur w Ausgänge für Ventile vorhanden,warum nicht 4 zu 4? Bei 4 Bewässerungskreisen müsste ich demanach zwei Steuerungen aufbauen?

    1. fritz Post author

      Hallo Eike,

      Ja, es werden zwei Arduinos für 4 Ausgänge benötigt.
      Leider hat jeder Anwender andere Voraussetzungen.
      Von 1 Ausgang mit einem Sensor bis zu 24 Ausgängen mit fünf Sensoren.
      Daher wurde einmal von uns 4 Sensoren mit zwei Ausgängen festgelegt, da es die breite Masse abdeckt.
      Gerne können wir Ihnen ein Individualangebot legen und das Produkt auf Sie maßschneidern.
      Bei Bedarf bitte ich Sie, mit uns Kontakt aufzunehmen.

  13. Claus-W. Häbel

    Hallo, ich finde, das ist ein tolles Projekt. Habe daher auch gleich mal 8 Sensoren und 2 fertige Bausätze geordert.
    Bzg. der Verbindungs/Versorgungsleitungen zu den Sensoren hab e ich eine konkrete Frage: Reicht es aus, Koaxkabel zu benutzen?
    (Also ähnlich wie ehem als. Diodenkabel bezeichneter Typ?
    Oder Mikrofonkabel, als 2 Pol, geschirmt? Ich brauche max. ca. 10 m…

    Mit: „Frequnzteiler“ kann ich nichts anfangen, da ich ziemlicher Neuling bin:

    Zitat:
    „Ich würde auf jedem Fall einen Frequenzteiler verwenden, da ansonsten die Frequenz zu hoch ist. Bezüglich des Übersprechens, würde ich den Serienwiderstand (R2 100R) entfernen und am Ende (Beim µC,…) einen Starken (für 10mA) Pull Down setzen. Damit sollte das Problem gelöst sein.
    Zitat Ende

    Was ist ein starker Pulldown? Gibt es auch schwache Pulldowns? 10mA bei 5V ist doch nichts ..??
    Gruß, Claus

    ps: wenn es die oben angefragte 4:4 Platine gibt, bin ich auch dabei 🙂

    1. fritz Post author

      Sehr geehrter Herr Häbel,

      Es kann ein geschirmtes Standardkabel verwendet werden.
      YSTY o-ä. MIC Kabel sollte ohne Probleme funktionieren.
      Wird der Gies-O-Shield verwendet, so muss kein Frequenzteiler benutzt werden,
      das der Eingang auf den Hardware Counter des AT-Mega geführt ist.
      Dieser ist schnell genug, das Taktsignal abzuarbeiten.
      Das Wichtigste beim Einsatz mehrerer Sensoren:
      Genügend Abstand zwischen den Sensoren halten, da sich die Sensoren sich sonst gegenseitig beeinflussen können.

  14. Dirk

    Sehe ich das richtig ,
    dass für die Ermittlung eines Schwellwertes für die Bewässerung erst die „Trocken-“ und „Feuchtfrequenzen“ ermittelt werden müssen.
    Um dann zu entscheiden ab welcher Feuchtigkeit eine Aktion stattfinden kann/soll ?
    Oder gibt es irgendwelche Richtwerte?

    1. fritz Post author

      Genauso ist es.
      Die Beschichtung wird händisch aufgetragen und macht das Meiste an Toleranz auch.
      Daher gibt es keine „Tabelle“.

  15. Harald Girse

    guten Tag
    vorab möchte ich sagen das ich ein Neuling auf dem Gebiet Programmieren und Arduino bin.
    Ich habe mir von Ihnen zwei Gies-O-shield sowie vier Giesomat Sensoren (wovon nur zwei benötigt werden) gekauft. Betrieben werden soll eine Bewässerung mit vier Magnetventilen. Aufgebaut ist das ganze mit einem Arduino uno. Die Schaltung mit den Magnetventilen funktioniert soweit
    (alle einzeln in der Zeit einstellbar sowie die Abschaltung von drei Ventilen über einen Regensensor). Nun möchte ich über die Messung der Bodenfeuchte zwei dieser Magnetventile steuern (Abschalten bei ausreichender Bewässerung). Dieses wiederum geschieht über einen zweiten Arduino uno auf dem das Gies-o-shield aufgesetzt ist. Die Signale der Ausgänge P1 und P2 würde ich verwenden um an den ersten Arduino die Signale zum Abschalten der Ventile zu senden. Um die interne Spannungsversorgung des Arduino zu entlasten habe ich eine stabilisierte Spannung von 12 V auf die Anschlüsse SUP + und SUP- angeschlossen (reicht ev. 5 V aus ?). Nachdem sich nach aufspielen Ihres Sketches für den Gies-O-shield (ohne Fehlermeldung) nichts getan hat habe ich eine Brücke auf der Gies-O-shield Platine zwischen „S“ und „T“ gesetzt. Das Ergebnis war ein 12V Signal an den Ausgängen P1 und P2. Dieses Signal war mir logisch da die Sensoren im Trockenen waren. Doch nach ca. 15 Sek. endete dieses Signal. Ein erneutes
    Starten war nicht möglich. Nachdem ich den Gies-O-shield von dem Arduino Board abgenommen habe um diesen Arduino mit einem anderen Sketch zu testen stellte ich fest das nur noch die LED`s TX und RX leuchten aber der Arduino nicht mehr vom PC erkannt wird. Ich habe nicht das riesen Problem das der Arduino def. ist, ich werde mir einen Neuen besorgen, sondern das ich in Zukunft nicht den gleichen Fehler mache. Für Ihre Hilfe
    wäre ich sehr dankbar. Was mir fehlt ist ein Anschlussplan für P1, P2, SUP, am dringendsten aber S, T, 1. Was ist hier zu brücken ?
    Mit freundlichen Grüßen, Harald

    1. fritz Post author

      Hallo Harald,

      Welchen S, T, 1 meist du? Meinst du SJ1?
      Im Schaltplan befindet sich der Jumper links oben.
      https://www.ramser-elektro.at/wp-content/uploads/2018/06/Gies-O-shield-1-Ramser-Elektrotechnik-Webshop-1.jpg
      Wenn du den Lötjumper in der linken Stellung hast (Beschriftung „5V“) dann hast du die 12V, die an SUP-1 eingespeist werden, direkt mit den 5V des Arduino verbunden.
      Das da überhaupt noch etwas leuchtet, verwundert mich ein wenig.
      An P1-1 und P2-1 wird immer V+ anliegen, da die Schaltung Lowside schaltend ist.
      Du solltest einen Widerstand zwischen P1-1 und P1-2 schalten. Dann kannst du am P1-2 dein „Signal“ abgreifen.

      1. Harald Girse

        hallo Fritz
        erst mal herzlichen Dank für Deine schnelle Rückmeldung. Zwischenzeitlich habe ich auch den Schaltplan gefunden und jetzt ist mir einiges klarer.
        Ich werde den neuen arduino abwarten und dann einen neuen Versuch starten. Um die Versorgungsspannung des arduino nicht zu belasten werde ich also an SUP-1 / SUP-2 meine Spannung von 5 V anlegen und einen Lötjumper zwischen S und J setzen. Wird dann auch der Arduino mit diesen 5V versorgt oder benötige ich ein weiteres Netzteil ? ( Original ist ein Netzteil 9V dabei.)
        MfG Harald

        1. fritz Post author

          Kurz und knapp: JA. Wenn du VIN wählst, must du den Jumper auf VIN setzen. Dann müssen aber die Spannungsregler der Sensoren verwendet werden.

  16. Harald Girse

    hallo Fritz
    ich habe mir mal die ganzen Kommentare auf dieser Seite durchgelesen und glaube mit dem Kommentar von Florian von 17.03.2019 meine Fragen beantwortet zu haben.
    Wenn ich weiter Probleme haben sollte werde ich mich wieder melden .
    Vorerst vielen Dank, Harald

  17. Matze

    Hallo,

    ist es auch möglich den GiessOMat sensor an eine ESP8266 mit Tasmota Firmware zu betreiben und aus zu lesen?

    1. fritz Post author

      Ja, sollte möglich sein. Leider können wir da aber unsereins keine Unterstützung leisten, da unsere Personalressourcen erschöpft sind.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert