Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Pin Belegung Gardena Bodenfeuchtesensor 1867-20 gesucht


von Rolf (princeton007)


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Hallo allerseits,

ich habe bisher einen älteren Gardene Bodenfeuchtesensor Typ 1188-20 im 
Einsatz, der hier bereits schon besprochen wurde. Dieser hat einen 
Einstellknopf für die gewünschte Feuchtigkeit direkt am Sensor und 
liefert an 2 Pins geschlossen oder 10kOhm. Der Sensor funktioniert 
ziemlich zuferlässig über Messung der Thermischen Kapazität an einem 
Vlies-Pad.

Jetzt gibt es neuere Sensoren vom Typ 1867-20, die haben diese 
Einstellungsmöglichkeit laut Bedienungsanleitung nicht mehr direkt am 
Sensor selbst, sondern in der jeweiligen Gegenstelle/Steuerung. 
Irgendwie liefert der Sensor also entweder mehrere Möglichkeiten (z.B. 
in 4 Widerstands-Stufen), oder es gibt irgendein 
Kommunikationsprotokoll, oder was ganz anderes... Das ist aber nirgends 
dokumentiert, oder ich habe es nicht gefunden. Hintergrund der Frage 
ist, dass ich gerne eine eigene Pumpensteuerung mittels µC (ESP8266, 
RP2040 o.ä.) bauen möchte.
Alternativvorschläge nehme ich natürlich auch gerne entgegen :-)
Nur nebenbei bemerkt: Die allseits gegenwärtigen kapazitiven 
Feuchtigkeitssensoren  sind eher als Thermometer als Feuchtesensoren zu 
gebrauchen. Ich habe mir mal 10 davon besorgt uns experimentiere damit 
herum, zufriedenstellend ist das aber alles bisher noch nicht. Es gibt 
da aber auch welche mit Temperaturmessung und digitalem Interface, 
vielleicht werde ich das mal versuchen, die Temperaturabhängikgeit damit 
zu kompensieren.

von Sebastian W. (wangnick)


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Das würde mich auch sehr interessieren. Auch ob man den Sensor extern 
mit Spannung versorgen kann, um sich das Gehampel mit den Batterien zu 
sparen. Allerdings ist wohl bei dem 1867-20 die Frequenz der Messungen 
gegenüber dem 1188-20 deutlich reduziert worden (statt alle 10min nun 
alle 30-60min), um mit 2*AA ein Jahr hinzukommen ...

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Rolf (princeton007)


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Tja, wenn man ohnehin schon ein Kabel zum Sensor hat, halte ich es für 
fraglich, überhaupt eine Batterie (Primärzelle) zu verwenden. Der ältere 
Sensor misst glaube ich alle paar (10?) Minuten. Das ist ohnehin öfter, 
als ich benötige (2-4 Messungen pro Tag würden es auch tun, eben 
rechtzeitig bevor die Bewässerung angehen soll). Ich habe mir schon 
überlegt einfach einen der neueren Sensoren zu bestellen und 
nachzumessen. Aber vielleicht hat das schon mal jemand gemacht und teilt 
sein Wissen mit uns.

von Sebastian W. (wangnick)


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Rolf schrieb:
> Irgendwie liefert der Sensor also entweder mehrere Möglichkeiten (z.B.
> in 4 Widerstands-Stufen), oder es gibt irgendein
> Kommunikationsprotokoll, oder was ganz anderes...

Hallo Rolf, liebe Leute,

ich habe mir jetzt so einen G1867-20 besorgt und ein wenig 
herumexperimentiert was die Steckerpins (links 1, unten 2, rechts 3 bei 
Draufsicht auf die Pins) so hergeben. Details 
https://wiki.wangnick.de/doku.php?id=gardena_1867_bodenfeuchtesensor.

Leider regiert der zusätzliche mittlere Pin 2 nicht auf Änderungen der 
Bodenfeuchte. Ich meine aber an diesem Pin 2 einen kleine Stromsenke zu 
Pin 3 (Batterieminus) messen zu können. Ein solcher Pulldown könnte für 
eine digitale Kommunikation sprechen.

Nun besitze ich allerdings keine der von Gardena unterstützen 
Bewässerungssteuerungen (1889, 1890, 1891, 1892), da meine 
Bewässerungssteuerung ein Eigenbau ist. Ich habe hier zwar eine ältere 
MultiControl 1862; diese nutzt aber die zusätzliche Information des 1867 
über den Feuchtegrad des Bodens noch nicht.

Rolf, bist du in dieser Sache vorangekommen?

Ansonsten könnte ich wohl eine Gardena Flex 1890 für 36€ erwerben, um 
dann die Kommunikation (oder was auch immer es ist) über Pin 2 zu 
belauschen und hoffentlich zu dekodieren, und die Flex anschließend 
wieder verkaufen ...

Eine andere Idee wäre, den Sensor von der Steuerung aus mit Strom zu 
versorgen, und dabei die Stromaufnahme genau zu messen, um darüber die 
Abkühlzeit zu detektieren. Dann könnte man auch häufiger als alle 30 
Minuten messen, also zum Beispiel während der Bewässerung. Dazu müsste 
man allerdings für Batterieplus durch den Deckel bohren.

LG, Sebastian

PS: Versteht jemand, warum Gardena in der Bedienungsanleitung davon 
abrät, für diesen Bodenfeuchtesensor Akkus zu benutzem?

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Mit einem Flachkabel gelingt es, den Deckel zu schließen ohne ihn 
anbohren zu müssen.

Hier noch eine Aufzeichnung des Stromverbrauchs des 1867 vom Einlegen 
der Batterie bis zum Signal des ersten Messergebnisses (trocken) und 
Entnahme der Batterie.

LG, Sebastian

von Rolf (princeton007)


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Hallo Sebastian,

da hast Du dir ja einige Mühe gegeben, und sehr schön aufbereitet, erst 
mal vielen Dank dafür! Ich hatte bisher keinen Sensor gekauft, weil ich 
ebenfalls kein Steuergerät habe, an den ich den anschließen könnte, wenn 
dann müsste man ja am Besten beides haben. Momentan verwende ich also 
den bisherigen alten Sensor weiter, so lange der noch funktioniert.

Was bedeutet denn in deiner Übersicht "Messwerte bei Einspeisung", also 
was ist mit Einspeisung gemeint? Eine Skizze würde vielleicht helfen. 
Verstehe ich das richtig, dass Du die Pins 2 und 3 auf "Verdacht" 
jeweils mit einem 1kΩ Widerstand auf 5,1V legst?

Du schreibst:

"Danach dauert es zwischen 9 Sekunden (bei feuchtem Sensor) und 40 
Sekunden (bei trockenem Sensor), bis das Messergebnis an Pin1 angelegt 
wird."
und
Feucht (0.3ml Wasser): Pin1 0.25V (50Ω zu Pin3), Pin2 5.0V (50kΩ zu 
Pin3)
Trocken: Pin3 4.6V (10kΩ zu Pin3), Pin2 5.0V (50kΩ zu Pin3)

Für mich klingt das so, als würden vielleicht die Zeiten ausgewertet. 
Also Pin 1-3 10kΩ bedeutet generell "trocken".

Pin 1-3 50Ω bedeutet "Feucht", und hier kommmt es drauf an, wann das 
passiert.

Wie ist denn der Widerstand, kurz bevor gemessen wird und während der 
Messung? Der Empfänger / Messcomputer müsste ja wenn die Zeit eine Rolle 
spielt, entsprechend getriggert werden, um erkennen zu können, wie lange 
es dauert, bis das "Feucht" Signal erscheint. Vielleicht spielt der Pin 
2 hierbei eine Rolle?

: Bearbeitet durch User
von Rolf (princeton007)


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Nachtrag: Ich sehe gerade auf dem Beispiel vom Oszilloskop, dass der Pin 
1 nach der Messung für ca. 15 Sekunden von 5,1 auf 4,5V gezogen wird, 
also 10kΩ bzw. "trocken" und dann wieder high wird (5,1V).
Wie sieht das aus, wenn er "feucht" meldet?

von Sebastian W. (wangnick)


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Rolf schrieb:
> und dann wieder high wird (5,1V)

Das passiert weil die Batterie wieder entfernt wurde.

Rolf schrieb:
> Wie sieht das aus, wenn er "feucht" meldet?

Der Widerstand zwischen Pin 1 und Pin 3 ist ganz ähnlich wie beim 1188 
10kOhm (4.6V bei 5.1V Speisung über 1k) bei trocken, 50Ohm (0.25V bei 
5.1V Speisung über 1k) bei feucht (der 1188 hat hier einen noch 
kleineren Widerstand), und >1MOhm (also 5.1V bei Speisung 5.1V) vor der 
ersten Messung. Der 1188 signalisiert mit >1MOhm auch noch eine schwache 
Batterie; ob der 1867 das ebenso tut habe ich noch nicht nachvollzogen.

LG, Sebastian

von Sebastian W. (wangnick)


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Rolf schrieb:
> Der Empfänger / Messcomputer müsste ja wenn die Zeit eine Rolle spielt,
> entsprechend getriggert werden, um erkennen zu können, wie lange es
> dauert, bis das "Feucht" Signal erscheint.

Nein.

Der 1867 misst alle 30 Minuten die Bodenfeuchte. Dazu heizt er den 
Sensor im Filz für 12 Sekunden mit einer definierten Energiemenge auf, 
und misst danach die Abkühlzeit zurück auf eine bestimmte Temperatur. 
Ich schätze mal, diese Temperatur ist die Mitte zwischen der 
Filztemperatur vor und nach dem aufheizen. Und sobald diese Temperatur 
erreicht ist, wird das Resultat auf Pin 1 als neuer Widerstandswert 
ausgegeben. Nach meinen Untersuchungen signalisiert der 1867 dabei eine 
Abkühlzeit <= 26 Sekunden als feucht, > 27 Sekunden als trocken. Der 
1867 wartet allerdings bis zu 40 Sekunden auf das Erreichen dieser 
bestimmten Temperatur.

Aber die Abkühlzeit selbst, also der Grad der Bodenfeuchte, ist an Pin 1 
nicht erkennbar.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Rolf (princeton007)


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Hallo Sebastian,

eins verstehe ich noch nicht, du schreibst:
Danach dauert es zwischen 9 Sekunden (bei feuchtem Sensor) und 40 
Sekunden (bei trockenem Sensor), bis das Messergebnis an Pin1 angelegt 
wird.

Bei feuchtem Sensor würde ich eine höhere Zeit vermuten, bei trockenem 
eine kürzere (weil ja durch weniger Wasserenteil im Filz weniger Energie 
gespeichert wird), aber sei's drum..

Worauf es mir ankommt: du schreibst erst, die Zeit, bis das Ergebnis an 
Pin 1 anliegt variiert, dann wieder nicht. (!?)

Und zu deiner Frage warum man keine Akkus verwenden soll kann meiner 
Meinung damit zu tun haben dass das Heizelement eine gewisse Energie 
benötigt und Akkus eine geringere Spannung haben, da die Leistung 
quadratisch von der Spannung abhängt, und wenn ich mich nicht verrechnet 
habe bei 2,4V exakt 100% PWM-Zyklus für dieselbe Leistung (54 mW) nötig 
sind, hat man bei Akkus keine Reserve mehr wenn die Spannung weiter 
runter geht. Das hätte man aber im Design vermutlich mit wenig Aufwand 
besser lösen können.

Hast Du eigentlich mal ein Foto vom Innenleben (der Platine) gemacht?
Vielleicht gibt das etwas Aufschluss.

Grüße, Rolf

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Rolf schrieb:
> Worauf es mir ankommt: du schreibst erst, die Zeit, bis das Ergebnis an
> Pin 1 anliegt variiert, dann wieder nicht. (!?)

Das Sensorelement wird erst aufgeheizt. Dann lässt man es abkühlen. 
Dieses Abkühlen geht bei feuchtem Filz schneller, und dauert bei 
trockenem Filz länger. Die Details dieses Mechanismus kenne ich auch 
nicht.

Der Widerstand von Pin 1 wird nach Abschluss der Messung auf "feucht" 
oder "trocken" geändert. Da die Messung unterschiedlich lange dauert, 
variiert auch die Zeit bis zur Pinänderung.

Aber: Nur vor der allerersten Messung hat der Pin 1 einen "unendlichen" 
Widerstand. Nach der ersten Messung wird er auf "feucht" oder "trocken" 
gestellt, und dann nach der zweiten Messung wird der Status von Pin 1 
beibehalten oder geändert. Aber man erkennt am Pin 1 nicht den Beginn 
einer neuen Messung; insofern kann man auch nicht auf die Zeit für die 
Messung und also den Grad der Bodenfeuchte zurückschließen.

Rolf schrieb:
> Hast Du eigentlich mal ein Foto vom Innenleben (der Platine) gemacht?

Ist alles vergossen, man kann kaum etwas sehen.

LG, Sebastian

von Rolf (princeton007)


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Danke! Dann fällt mir jetzt auch nichts mehr ein..
Bei der Antwort zu Akkus war ich von 3V ausgegangen, du hattest aber 
bereits Akkus verwendet! Hab es jetzt nicht mehr nachgerechnet, aber der 
Punkt an dem es grenzwertig wird liegt dann natürlich unter den von mir 
genannten 2,4V. Wüsste also auch nicht warum Akkus nicht funktionieren 
sollten, du könntest mal die Spannung ändern und dann messen wie sich 
der Strom ändert.
Gruß, Rolf

von Sebastian W. (wangnick)


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Sebastian W. schrieb:
> Aber: Nur vor der allerersten Messung hat der Pin 1 einen "unendlichen"
> Widerstand. Nach der ersten Messung wird er auf "feucht" oder "trocken"
> gestellt, und dann nach der zweiten Messung wird der Status von Pin 1
> beibehalten oder geändert. Aber man erkennt am Pin 1 nicht den Beginn
> einer neuen Messung; insofern kann man auch nicht auf die Zeit für die
> Messung und also den Grad der Bodenfeuchte zurückschließen.

Was allerdings natürlich geht, und das probiere ich gerade aus, ist 
folgendes: Man schaltet die externe Stromversorgung des 
Bodenfeuchtesensors ein, wartet dann bis der Pin 1 von "unbekannt" auf 
"feucht oder "trocken" wechselt, und schaltet den Sensor dann wieder 
aus. Die Zeit zwischen Einschalten und Ende der Aufheizphase scheint 
nämlich recht konstant zu sein (bei mir 19151 ms). Insofern kann man 
dann, wenn man diese 19151 ms von der Wartezeit abzieht, sehr wohl die 
Dauer der Abkühlphase ermitteln, auch ohne eine genaue 
Stromverbrauchsüberwachung.

Ich habe jetzt 0.2ml Wasser auf den trockenen Filz geträufelt und 
beobachte so gerade dessen langsame Trocknung ...

LG, Sebastian

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von Rolf (princeton007)


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Hi Sebastian,

heißt das, Du verwendest statt Batterien eine externe Stromversorgung, 
die Du dann steuerst? Du solltest dann die Versuche auch mal mit 
unterschiedlichen Temperaturen machen, der Sensor sitzt ja vermutlich 
draußen und je nach dem wo der steckt, bei mir im Blumenkasten, kann die 
Temperatur möglicherweise die Aufheizzeit beeinflussen. Es würde mich 
interessieren, was da bei Dir am Ende herauskommt.

Ich habe mir für meinen alten 1188-20 jetzt neue Filz-Spitzen bestellt 
und werde den vermutlich doch noch eine Weile als einzigen Sensor 
weiterverwenden. Inzwischen lese ich dessen Zustand per API aus meiner 
Homematic CCU mit einem RaspPi Pico W aus und kann damit dann eine 
zweite Bewässerung steuern. Mein "Referenzblumenkasten" steuert somit 
die Balkonbewässerung Zuhause und im Büro (anderes Haus aber per LAN 
angeschlossen). :-)

Grüße,
Rolf

von Sebastian W. (wangnick)


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Rolf schrieb:
> heißt das, Du verwendest statt Batterien eine externe Stromversorgung,
> die Du dann steuerst?

Das ist mein aktueller Ansatz, ja.

Rolf schrieb:
> Du solltest dann die Versuche auch mal mit
> unterschiedlichen Temperaturen machen, der Sensor sitzt ja vermutlich
> draußen und je nach dem wo der steckt, bei mir im Blumenkasten, kann die
> Temperatur möglicherweise die Aufheizzeit beeinflussen. Es würde mich
> interessieren, was da bei Dir am Ende herauskommt.

Ich hab den Sensor mal mit Druckluft auf unter Null gekühlt. Da hat er 
sofort nach der Aufheizphase direkt "feucht" gemeldet. Die Aufheizphase 
hat sich allerdings dadurch nicht sichtlich verändert.

Sebastian W. schrieb:
> Die Zeit zwischen Einschalten und Ende der Aufheizphase scheint
> nämlich recht konstant zu sein (bei mir 19151 ms).

Dies ist leider nicht der Fall. Die Austastung der Aufheizphase scheint 
mit der unbelasteten Batteriespannung, die Dauer mit dem Innenwiderstand 
der Batterie (also mit dem Zusammenbruch der Batteriespannung während 
des Heizvorgangs) zusammenzuhängen. Ich habe Zeiten zwischen 12 und 20 
Sekunden beobachtet. Insofern muss man das Ende des Aufheizvorgangs doch 
über die Stromaufnahme detektieren. Es reicht dazu aber ein 10 Ohm 
low-side shunt. Ich habe meine Erkenntnisse dazu auf meinem o.g. Wiki 
dokumentiert.

LG, Sebastian

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von Achim (hortz)


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Hallo,
ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit der Einbindung des Sensors 
1867-20 in meine Homematic-Sytem (Raspberrymatic) auf diesen tollen 
Thread gestoßen.
Leider fehlen mir verschiedene Grundlagen, um mein Projekt zu 
verwirklichen, vielleicht kann mir ja hier im Forum geholfen werden 
(habe allerdings keine umfassenden Kenntnisse).
Mein Ziel wäre, dass ich den 1867 mit einem Arduino Nano auslesen kann 
und in Verbindung mit einem  Drehwinkelgeber KY-040 und einem 
LCD-Display HD44780- 1602 sowie einem Schaltaktor den ausgelesenen 
Feuchtewert anzeigen und über den Drehregler eine Schwellenwert für die 
Bewässerung einstellen kann.
Im ersten Schritt würde ich gerne den Sensor 1867 wie unter 
https://wiki.wangnick.de/doku.php?id=gardena_1867_bodenfeuchtesensor 
beschrieben auslesen. Dazu hätte ich die Frage (@Sebastian aus diesem 
Thread), ob das von mir nachgebildete Schaltbild so richtig ist oder ob 
Jemand das funktionierende Schaltbild hochladen könnte?
Viele Grüße
Achim

von Achim (hortz)


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Ich habe - soweit ich das überschauen kann - meine eigenen Fehler im 
Schaltplan gefunden und korrigiert und hänge diesen hier noch einmal an, 
falls Jemand mit ähnlichen Kenntnissen auf der Suche sein sollte.
Bei mir funktioniert es mit dem leicht abgeänderten  Script aus dem Link 
im vorigen Beitrag. Darüber hinaus habe ich den IRLML6244 durch einen 
2N7000 ersetzt, da dies für die testweise fliegende Verdrahtung und das 
spätere Zusammenlöten für mich deutlich einfacher ist.
Vielen Dank für die Beiträge in diesem Thread und insbesondere die 
"Forschungsarbeit" und Entwicklung von Sebastian!!!
Viele Grüße
Achim

von Monk (roehrmond)


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Sebastian W. schrieb:
> Versteht jemand, warum Gardena in der Bedienungsanleitung davon abrät,
> für diesen Bodenfeuchtesensor Akkus zu benutzem?

Das Problem bei Akkus ist  dass sie selten auslaufen und dabei das 
Produkt zerstören. Mit Akkus würden die Verkäufe sinken.

von Monk (roehrmond)


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Rolf schrieb:
> warum man keine Akkus verwenden soll kann meiner Meinung damit zu tun
> haben dass das Heizelement eine gewisse Energie benötigt und Akkus eine
> geringere Spannung haben, da die Leistung quadratisch von der Spannung
> abhängt

Eine Primärzelle gilt erst bei 0,9 Volt als verbraucht. Wenn das Produkt 
mehr Spannung braucht, ist es eine Fehlkonstruktion.

von Rainer W. (rawi)


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Steve van de Grens schrieb:
> Wenn das Produkt mehr Spannung braucht, ist es eine Fehlkonstruktion.
Trotzdem wird so etwas von KMUs, wie z.B. Siemens, auf den Markt 
geworfen.

von H. H. (hhinz)


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Rainer W. schrieb:
> Steve van de Grens schrieb:
>> Wenn das Produkt mehr Spannung braucht, ist es eine Fehlkonstruktion.
> Trotzdem wird so etwas von KMUs, wie z.B. Siemens, auf den Markt
> geworfen.

Und es gibt keinen Bonus für bessere Geräte, für billigere schon.

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