Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zur Elektrolyse


von Tom B. (tom2003)


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Hallo,

ich habe zwei Elektroden aus Edelstahl testweise in eine Bonsaischale 
eingesteckt.

Mit dem NE555 will ich eine Feucht / Trocken Anzeige realisieren.

Die Elektroden stecken 30mm tief in der Erde und sind 50 mm entfernt.

An den Elektroden liegen bei feuchtem Erdreich 2V an und es fliessen 
maximal 11 Microampere.


Muss ich bei diesem geringen Strom schon mit Zersetzung der Elektroden 
rechnen?


Danke


Tom

von Thorsten Legat (Gast)


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ja sicher. und das chrom wird dir den bonsai über kurz oder lang 
abtöten.

von M.A. S. (mse2)


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Ich bin kein Chemiker, könnte mir aber vorstellen, dass das Material mit 
der Zeit auch ohne fließenden Strom in Lösung geht.

Mir fallen als Alternativmaterial für die Elektroden auf die Schnelle 
Platin (sehr teuer) oder Graphit ein.

von Stefan M. (derwisch)


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Gibt es da nicht so ein Projekt "Gieß-o-Mat" oder so ähnlich.
Ich habs nie gebaut, aber ich weiss, dass der Messfühler kapazitiv 
arbeitet, und es keinen metallischen Kontakt zwischen Blumenerde und 
Sensor gibt.

Ein Metallischer Sensor vergiftet die Erde auch bereits ohne Stromfluss.

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Wechslstrom statt Gleichstrom benutzen.
Bzw. alternativ einen kapazitiven Feuchtesensor nehmen.
Siehe
http://www.dietmar-weisser.de/elektronik-projekte/analogtechnik/sensoren/bodenfeuchtesensor.html
https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat

von Gert (Gast)


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Ich hab schon einige Rpjekte zum Thema Feuchtigkeitsmessung gesehen. Das 
meiste war mittels Kapazitiver Messung und nicht wie du vorhast, den 
Widerstand zu messen.

Hier ein Thread, wo genau darum ging: 
Beitrag "Kapazitive Füllstandsmessung"

von Neandertaler (Gast)


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> Mir fallen als Alternativmaterial für die Elektroden auf die Schnelle
> Platin (sehr teuer) oder Graphit ein.

Bleistift-Minen

von Huh (Gast)


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Neandertaler schrieb:
>> Mir fallen als Alternativmaterial für die Elektroden auf die
>> Schnelle Platin (sehr teuer) oder Graphit ein.
>
> Bleistift-Minen

Also Graphit. Danke für die Wiederholung :-)

von M.A. S. (mse2)


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Huh schrieb:
> Also Graphit. Danke für die Wiederholung :-)
Das ist schon mehr als eine Wiederholung, für den Fall, das jemand nicht 
weiß, wo man Graphit am einfachsten herkriegt.

(Es soll Leute geben, die denken, Bleistiftminen sind aus Blei.  ;)  )

von Neandertaler (Gast)


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>>> Schnelle Platin (sehr teuer) oder Graphit ein.
>>
>> Bleistift-Minen

> Also Graphit. Danke für die Wiederholung :-)

Das war keine Wiederholung, sondern der Transfer von der grauen Theorie 
in die lebensnahe Praxis  :-)

von Tom B. (tom2003)


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Danke für Eure Antworten.

Das mit dem kapazitiven Messen ist mir zu kompliziert und zu aufwendig.

Aber die Idee mit den Minen ist gut.

Wie bekommt man so eine Bleistiftmine am besten kontaktiert?

Früher gab es doch mal diese Kohlestäbe aus den Zink-Kohle Batterien, 
die hatten, glaube ich jedenfalls, so eine Lötbare "Kappe".

Ich habe mal nach Kohlebürsten gegoogelt, aber da finde ich nur ziemlich 
dicke Dinger.


Tom

von Wolfgang (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Aber die Idee mit den Minen ist gut.

Da wird man aber schon zu einem extradicken 3.15mm Exemplar greifen 
müssen, sonst ist der Mine IMHO wegen Bruchgefahr keine allzu große 
Lebensdauer beschieden.
http://www.e-shop-muehlheim.de/LAMY-M--43-Bleistiftmine-3-15mm/a41763762_u8286/

von Neandertaler (Gast)


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> Da wird man aber schon zu einem extradicken 3.15mm Exemplar greifen
> müssen, sonst ist der Mine IMHO wegen Bruchgefahr keine allzu große
> Lebensdauer beschieden.

Man kann das Holz des Bleistifts ja als Stabilisierung drumrum lassen.

> Wie bekommt man so eine Bleistiftmine am besten kontaktiert?

Am unangespitzten Ende des Bleistifts eine Stecknadel zwischen Holz und 
Mine treiben und an deren anderes Ende einen Cu-Draht wirewrappen.

von Andrew T. (marsufant)


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Neandertaler schrieb:
> Man kann das Holz des Bleistifts ja als Stabilisierung drumrum lassen.

Ja.

>
>> Wie bekommt man so eine Bleistiftmine am besten kontaktiert?
>
> Am unangespitzten Ende des Bleistifts eine Stecknadel zwischen Holz und
> Mine treiben und an deren anderes Ende einen Cu-Draht wirewrappen.

Oder eine winzige Schraube 8a.k.a Spax 1.2 mm) reindrehen und damit den 
Cu-Draht festlegen.

Etc.

Mit etwas Kreativität fallen einem da viele gute Sachen ein.

von Tom B. (tom2003)


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Ich habe diese Elektroden gefunden. 
http://www.ebay.de/itm/Kohleelektroden-spitz-4-0-x-305-250A-50-Stuck-/390069514719?hash=item5ad1f471df



Ich würde diese mit dem Dremel auf die benötigte Länge schneiden und von 
dem Stück was in die Erde kommt, das Kupfer entfernen.

Am anderem Ende kann ich dann löten.
Spricht Etwas dagegen?



Tom

von mse2 (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Ich würde diese mit dem Dremel auf die benötigte Länge schneiden und von
> dem Stück was in die Erde kommt, das Kupfer entfernen.
Wenn das Material dabei nicht zerbröselt: klar, warum nicht?!

von Tom B. (tom2003)


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OK,dann bestelle ich mir 4 Elektroden und versuche das mal.

Für Eure Hilfe bedanke ich mich hiermit ganz herzlich.

Tom

von Der Andere (Gast)


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Trotz allem bilden sich an den Elektroden bei GLeichspannung durch 
Elektrolyse die entsprechenden Stoffe aus. Bei Ka+ und Cl- Ionen würde 
z.B. Kalium abgeschieden, das sich mit Feuchtigkeit zu Kalilauge 
verbindet. Auf der anderen Seite würde elementares Chlor entstehen.
Bei Sulfationen wird im Endeffekt elementarer Sauerstoff frei, der ein 
perfektes Oxidationsmittel ergibt (Bleichmittel) bzw. sich mit 
Sauerstoff zu Ozon weiterverbindet.

Alles nichts was deine Bonsaiwurzeln wirklich mögen.

von Tom B. (tom2003)


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Oh man, ist das alles kompliziert.

Lässt sich die Wechseslpannungsmessung auch mit dem N555 realisieren?

Wie könnte ich das denn einigermaßen unkompliziert machen?


In meiner jetzigen Schaltung habe ich am Ausgang des N555 zwei LED, eine 
leuchtet bei feuchter Erde, die andere bei trockener.


Ich würde gern dass diese Anzeige so bleibt.


Wäre nett wenn mir jemand helfen könnte.



Tom

von Crazy Harry (crazy_h)


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M.A. S. schrieb:
> (Es soll Leute geben, die denken, Bleistiftminen sind aus Blei.  ;)  )

Das waren sie früher auch mal

von Hp M. (nachtmix)


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Tom B. schrieb:
> Oh man, ist das alles kompliziert.

Probier es doch einfach aus.
Für die Bleistiftminen nimmst du am besten HB, das sind die ganz 
weichen, die viel Graphit enthalten und daher am besten leiten.

von Tom B. (tom2003)


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Nein, mit kompliziert meine ich die Sache mit der Wechselspannung 
Messung.

Meine Bonsai möchte ich natürlich keinen Schaden zufügen.

von ich (Gast)


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Kalium wird nicht abgeschieden. Sicher nicht.
Kalilauge erhältst du trotzdem.

von Neandertaler (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Probier es doch einfach aus.

Denk ich auch!

Es gibt hier halt Leute, denen es Spass macht, andere in Angst und 
Schrecken zu versetzen.

Bei den maximal 11 Microampere wird aus der Bonsaischale sicherlich 
keine brodelnde Giftküche werden.

Zur Beruhigung, falls alle Stricke reissen:
mit Analogschalter (z.B. CD4053) einen 2-poligen Wechselschalter bauen,
der die 2 Elektroden und die 2 Eingänge der NE555-Schaltung periodisch 
vertauscht.
(Du bräuchtest dann noch einen Multivibrator als Taktgeber)

von Homo Habilis (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Nein, mit kompliziert meine ich die Sache mit der Wechselspannung
> Messung.

Keine Ahnung, wie Du den NE555 genau verschaltet hattest, aber eine 
geringe Wechselspannung kann man definiert verstärken, und durch 
Gleichrichtung ein unipolares Signal erzeugen.

von AVRler (Gast)


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Den kapazitiven Sensor von Dieter Weisser gibt es auch als Bausatz, oder 
Leerplatine!!!

http://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giess-o-mat-sensor-bausatz/

Oder falls Werbung mir vorgeworfen wird, auch hier:
http://shop.thomasheldt.de/product_info.php?info=p89_giess-o-mat-sensor-pcb.html

Teilweise auch im Ebay, aber das musst du dir selbst raussuchen.

von mse2 (Gast)


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Crazy H. schrieb:
> M.A. S. schrieb:
>> (Es soll Leute geben, die denken, Bleistiftminen sind aus Blei.  ;)  )
>
> Das waren sie früher auch ma
Ja, ziemlich viel früher...   :)

von Der Andere (Gast)


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Neandertaler schrieb:
> Es gibt hier halt Leute, denen es Spass macht, andere in Angst und
> Schrecken zu versetzen.

Und es gibt Leute die weiter denken. Dir ist es dann völlig egal, ob dem 
armen TO irgendwann der Bonsai eingeht. Ist ja nicht dein Problem.

Neandertaler schrieb:
> Bei den maximal 11 Microampere wird aus der Bonsaischale sicherlich
> keine brodelnde Giftküche werden.

Die Menge an entstehenden Stoffen hängt proportional vom Strom UND von 
der Zeit ab die dieser Strom fliesst.
Und der soll über Monate dauerhaft fliessen.

Der Selbstentladestrom einer Alkali-Primärbatterie ist auch extrem 
gering, trotzdem habe ich hier Batterien die nie benutzt wurden aber 
völlig zerfressen und ausgelaufen sind.


ich schrieb:
> Kalium wird nicht abgeschieden. Sicher nicht.
> Kalilauge erhältst du trotzdem.

Es entsteht elementares Kalium, das natürlich sofort mit Feuchtigkeit 
reagiert.

von Klaus (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Nein, mit kompliziert meine ich die Sache mit der Wechselspannung
> Messung.

Um die wirst du aber nicht runkommen. Und im Gegensatz zu dem was einige 
immer wieder behaupten, hat das nichts mit Elektrolyse zu tun. Auf Grund 
der begrenzt beweglichen Ladungsträger in einem Elektrolyten bildet sich 
ein Gegenfeld zu Messspannung heraus, das die Messung komplett 
verfälscht. Und das auch dann, wenn gar keine Elektrolyse möglich ist. 
Also selbst wenn deine Elektroden sich nicht zersetzen, kannst du nichts 
reproduzierbares mit Gleichstrom messen.

MfG Klaus

von Tom B. (tom2003)


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Hallo Klaus,

danke für die Erklärung.

Ich will ja eigentlich nicht direkt was messen, sondern nur zwischen 
Feucht und Trocken unterscheiden.

In meiner Test-Bonsai Schale funktioniert das ja auch, zumindest reicht 
mir das Ergebnis.

Habe das Erdreich mit dem Fön getrocknet und die Anzeige-LED für Trocken 
leuchtet auf.

Sofort beim gießen erlischt diese  LED und und eine zweite LED für 
Feucht leuchtet.

Das funktioniert schon, nur mache ich mir halt Gedanken wegen der 
Zersetzung der Elektroden und daraus folgenden Schäden des Bonsai.

Allerdings werden meine Bonsai jedes Frühjahr umgetopft und bekommen 
dabei auch neue Erde.

Tom

von Pandur S. (jetztnicht)


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Jetzt muss der Bonsai eben wegen einen duennen Furz gekillt werden.
Dann nimm wenigstens einen Gunstigen, der erst ein Jahr oder so alt ist.
Vielleicht dann beim Naechsten...

Wenn die richtige Loesung kapazitive Messung heisst, die aber zu 
schwierig erscheint, ohwohl es dafuer fertige Chips gibt ...
Obwohl ein Kollege hat das auch mal mit einem 555 geloest.
Wichtig ist einfach sehr niedrig mit der Spannung zu bleiben, weit 
unterhalb von Elektrolysespannungen

von Tom B. (tom2003)


Angehängte Dateien:

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Ich habe mal fix eine Skizze der Schaltung gemacht.

Gern würde ich die Sache mit der Wechselspannung machen,leider reicht 
aber mein Wissen dazu nicht aus.

Aufbauen wäre kein Problem.

Vielleicht hat Jemand einen Tipp wie ich das machen könnte.


Danke


Tom

von digger (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Da wird man aber schon zu einem extradicken 3.15mm Exemplar greifen
> müssen, sonst ist der Mine IMHO wegen Bruchgefahr keine allzu große
> Lebensdauer beschieden.

1mm HB Minen dürften schon ausreichend stabil sein - gibt es in fast 
jedem Schreibwarenladen bei Zubehör für Druckbleistifte/Minenschreiber.

1mm 2H dürfte noch mal stabiler sein, 2B ist dagegen sehr weich und 
bruchanfällig.

von Tom B. (tom2003)


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In der Schale ist doch noch gar kein Bonsai!

von digger (Gast)


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Man könnte übrigens auch mit einer Waage arbeiten. Der Bonsai steht 
dabei samt Schale dauerhaft auf einer einfachen Waage. Wird das Gewicht 
unterschritten, weil das Wasser verbraucht ist, wird ein Signal 
ausgegeben.

Der Bonsaiwachstum muss man natürlich hin und wieder "einkalibrieren"!

von Klaus (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Das funktioniert schon, nur mache ich mir halt Gedanken wegen der
> Zersetzung der Elektroden und daraus folgenden Schäden des Bonsai.

Was glaubst du, was da chemisch abgeht, wenn in freier Natur ein 
Vogelkadaver unter einem Busch verrottet und Fuchs und Dachs da ihr 
Revier markieren. Da ist das bisschen Elektrolyse doch nur ein 
Fliegenschiss dagegen.

MfG Klaus

von Tom B. (tom2003)


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Danke für Deine Aufmunternde Worte.


Ich hab mir trotzdem nochmal Gedanken gemacht.

Wenn ich mit einem NE555 eine Rechteckspannung von, sagen wir mal, 1Khz 
erzeuge kann ich diese doch mit einem zweiten NE555 zum Messen nutzen.

Mit einem NE556 hätte ich alles in einem IC.

Geht das so oder habe ich da einen Denkfehler?


Tom

von Neandertaler (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Wenn ich mit einem NE555 eine Rechteckspannung von, sagen wir mal, 1Khz
> erzeuge kann ich diese doch mit einem zweiten NE555 zum Messen nutzen.

Als nächstes wird hier einer behaupten, dass der Bonsai bei 1Khz in 
Resonanz gerät, seine Blätter abschüttelt und aus der Schale hüpft...

Mal im Ernst:
1. Du hast eine funktionierende Schaltung
2. Du weisst jetzt, welche Art Elektroden sich nicht zersetzen
3. Dein Bonsai kann sich freuen,
dass er immer dann, wenn er's braucht, gegossen wird


Was die Gegenspannung betrifft: die bildet sich in der Tat.
ca. 30min nach Inbetriebnahme sind ca. 0,4V erreicht,
die dann auch bleiben.
Deine 2V an den Elektroden werden also um 0,4V reduziert.
Ist dasselbe als wenn du 1,6V hättest ohne Gegenspannung.
So what?
Dich interessiert ja nur ein Schwellwert.


Was Rechteckspannung betrifft, hatte ich hier schon beschrieben:

Neandertaler schrieb:
> mit Analogschalter (z.B. CD4053) einen 2-poligen Wechselschalter bauen,
> der die 2 Elektroden und die 2 Eingänge der NE555-Schaltung periodisch
> vertauscht.
> (Du bräuchtest dann noch einen Multivibrator als Taktgeber)
Einen 2. NE555 also mit 50% Tastverhältnis.

Dies nur zum Verständnis.
Ich würde mir die zusätzlich Arbeit aber nicht machen.
Es funktioniert doch schon so.

von Tom B. (tom2003)


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Guten Morgen und Danke für Deine Ausführung.

So werde ich es aufbauen.

Eine Frage noch: Warum muss das Tastverhältnis genau 50:50 sein?


Tom

von Neandertaler (Gast)


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Tom B. schrieb:
> Eine Frage noch: Warum muss das Tastverhältnis genau 50:50 sein?

Damit der gemittelte Gleichstromanteil null ist.

Ein Tastverhältnis ungleich 50:50 entspricht einem Wechselstom mit 
überlagertem Gleichstrom.

von Neandertaler (Gast)


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Alternativ kannst du auch bei einem Tastverhältnis ungleich 50:50
den Gleichstromanteil per Kondensator abtrennen.

von Purzel H. (hacky)


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Oder per Trafo. Ich wuerd wahrscheinlich tranformatorisch koppeln. Mit 
einer stromkompensierten Drossel und einem 1uF in Serie

von Tom B. (tom2003)


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Alles klar.

Vielen Dank und ein schönes Wochenende!


Tom

von Robert V. (malso)


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man kann doch eine Messung auch  nur 2x am Tag, für wenige Sekunden 
durchführen. Da fließt dann nur Kurz und wenig Strom durchs Erdreich.

von Schmidt Sebastian (Gast)


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Alternative zu Graphit wäre gold.
Blattgold kann man in Läden für Künstlerbedarf oft auch einzeln kaufen.
Davon nen streifen abschneiden diesen auf auf nen Träger zB Glas kleben 
obenkannst du deinen Draht anlöten. Und ab damit in die Erde.
Die Messung nicht kontinuierlich sondern stündlich oder wie schon gesagt 
nur auf Abruf reicht völlig.

von vorticon (Gast)


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Oh mann, mach dir keine Muehe mit der Elektrode.
Bis 1 Mol Material in Loesung geht dauert es bei 10 Mikroampere ein paar 
hundert Jahre.

Und natuerlich kann man (wenns primaer um den Spass am Basteln geht) mit 
Gleichstrom messen, wuerde ich definitiv so machen und nicht mit 
irgendwelchen megakomplexen Schnapsideen anfangen.

von wolleg (Gast)


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vorticon schrieb:
> (wenns primaer um den Spass am Basteln geht) mit
> Gleichstrom messen, wuerde ich definitiv so machen und nicht mit
> irgendwelchen megakomplexen Schnapsideen anfangen.

Auch ein Bastler sollte nicht nur irgendwie rumbasteln, sondern vor 
allem nach den allg. gültigen Wissensstand basteln.

von Ruttler (Gast)


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Mal im Ernst.
Es wurde jetzt schon zig mal auf den Giesomaten und deren Sensor 
verwiesen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat

Das Ding funktioniert.
Also warum das Rad neu erfinden?

Es ist schön, dass man sich über einiges im Leben Gedanken macht und man 
es nachbauen will.
Aber wirklich alles neu erfinden, ist doch schon übertrieben.

Danach gibt es im Forum wieder Gebläre, weil irgendwas panales nicht 
funktioniert.

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