Warum sollte man hochwertige Bodenfeuchtesensoren einsetzen?

Auf der Suche nach kostengünstigen Bodenfeuchtesensoren stößt man unweigerlich auf meist fernöstliche Produkte und Platinenbausätze für Mikrocontroller und Raspberry Pi. Damit wird entweder die elektrische Leitfähigkeit des Bodens oder seine Kapazität bestimmt. Auch auf Youtube finden sich zahlreiche Videos mit diesen low-cost Sensoren, die eine Lösung zum unschlagbaren Preis versprechen. Die Enttäuschung ist damit aber aus mehreren Gründen vorprogrammiert.

Als erstes ist die fehlende oder mangelhafte Wasserdichtigkeit zu nennen. Vollkommen untauglich sind Platinen mit blanken Elektroden, die innerhalb kürzester Zeit im Boden korrodieren. Aber auch die als besser angepriesenen kapazitiven Platinensensoren sind oft nach kurzer Zeit defekt. Im Magazin Make des Heise Verlags Ausgabe 2/2000 S.40-46 wurde dies im Beitrag "Gewächshaus mit Arduino" von M. Sixt beschrieben und im Bild gezeigt. Der SMT50 wurde dabei mit einem China Sensor "Capacitive Soil Moisture Sensor V1.2" verglichen. Das Ergebnis nach ca. 6 Monaten Dauerbetrieb war: "Der SMT50 weist keinerlei Anzeichen von Korrosion auf, wohingegen der Billigsensor stark angegriffen ist".

Es ist aber nicht nur die unbedingt notwendige Wasserdichtigkeit, sondern auch die "inneren Werte" der Elektronik spielen eine große Rolle. Häufig wird vereinfachend angenommen, dass sich der Boden elektrisch gesehen bei Wechselstrom wie ein reiner Kondensator verhält. In Wirklichkeit ist es aber viel komplizierter. Neben den kapazitiven Eigenschaften hat auch die elektrische Leitfähigkeit einen Einfluss auf das Wechselstromverhalten und führt zusammen zahlreichen weiteren Effekten zu einer starken Frequenzabhängigkeit der s.g. Impedanz des Bodens.

Durch die geeignete Wahl der Messfrequenz kann man diese Beeinflussungen erheblich reduzieren und eine stabile Messung erreichen. Dies erfordert jedoch schaltungstechnisch die Erzeugung hochfrequenter Signale mit deutlichen teureren Bauteilen als bei den low cost Produkten. Zudem ist in hochwertigen Sensoren wie dem SMT50, SMT100 oder AquaFlex immer ein Mikrocontroller eingebaut, der z.B. typspezifsche Kalibrierfunktionen oder individuelle Kalibrierparameter enthält. Die Hochfrequenzbauteile, der Mikrocontroller und die Kalibrierung erhöhen natürlich die Herstellkosten, genauso wie der wasserdichte Verguss der Elektronik. Auch das erdverlegungsgeeignete und mikrobenresistente Kabel TrueFlex ist eine Besonderheit. Mit weniger sollte man sich für sorgenfreien Langzeitbetrieb nicht zufrieden geben.

Ein hochwertiger Bodenfeuchtesensor ist deshalb auch ein Präzisionsprodukt, in dem sowohl viel Know-How als auch Fertigungstechnik und Kalibrierafwand enthalten sind.