Vochtsensor zelf maken

Transcriptie

1 Vochtsensor zelf maken Een vochtsensor bestaat uit twee goed geleidende metalen staafjes (meetpennen) die in serie geschakeld zijn met een 1½ Volt batterij en de meetpennen van een digitale multimeter. Zoals de foto laat zien, is een batterijhouder in een aluminium U-profiel gemonteerd tussen twee kroonsteentjes. In het linker kroonsteentje zijn twee meetpennen vastgezet. Deze bestaan uit een messing staafje van 4 mm in doorsnede en 75 mm lengte. In het rechter kroonsteentje zijn de meetpennen van de digitale multimeter vastgeklemd. De batterijhouder is via de bruine draad verbonden (soldeerverbinding) met het bovenste blokje van het linker en rechter kroonsteentje. Het onderste blokje van het linker en rechter kroonsteentje zijn via de blauwe draad met elkaar verbonden. Als de meetpennen van de digitale multimeter aangesloten zijn en de twee meetpennen van de vochtsensor d.m.v. een meer dan 3 cm lang stukje messing staafje kortgesloten zijn, wordt bij vochtsensor 1 een "systeemweerstand" gemeten van -37,5 kω. Bij vochtsensor 2 (meetpennen van 100 mm) is dat -37,6 kω. Als de meetpennen in water worden gestoken, wordt de weerstand iets minder negatief namelijk -36,8 kω. Foto 1 Boven: vochtsensor 1, lengte meetpennen = 75 mm Onder: vochtsensor 2, lengte meetpennen = 100 mm Voor het in elkaar knutselen van de hier getoonde vochtsensoren zijn de volgende materialen nodig: 1. messing staafje, diameter 4 mm, lengte 1 meter, bv. 3,99 bij Gamma 2. kroonklem, Gamma 6qmm, 6-del, 2 stuks, 18 mm breed, bv. 0,95 bij Gamma 3. aluminium U-profiel, 25 x 25 x 2 mm, lengte 1 meter, bv. 6,30 bij Formido 4. batterijhouder met soldeeraansluitingen voor 1½ V, betaald voor 5 stuks 8,45 (incl. verzending) bij de fa. allekabels ( 5. oplaadbare batterij type AA, per 4 stuks 16,00 bij Hema Als je berekent wat de kosten zijn als je alleen rekent wat je per vochtsensor nodig hebt kom ik op ongeveer 8,00 uit, maar je kunt messing staf en aluminium profiel helaas niet per de benodigde lengte van ca. 13 cm kopen. Als je er maar een wilt maken moet je dus toch ca. 30 uitgeven. Voor nadere details; stuur een mailtje naar henk.ruinaard@tiscali.nl Digitale multimeters zijn in diverse prijsklassen te koop. Zelf kocht ik bij de fa. Conrad ( een Voltcraft VC 250 Handmultimeter voor 60,00, maar mogelijk is de Voltcraft VC155 Handmultimeter van 30,00 ook goed genoeg. Bij de fa. Action ( zijn zelfs eenvoudige digitale multimeters te koop voor de stuntprijs van 3,99. Daarvan kocht ik er drie om ze te kunnen vergelijken met de Voltcraft VC 250. Om de vochtsensor te testen stelde ik een serie ijkmonsters samen op basis van bims. Uitgaande van 500 gram goed gedroogde bims stelde ik eerst vast hoeveel water dit kon opnemen om geheel verzadigd te zijn. Na uitlekken bleek dat 250 gram te zijn. Vervolgens voegde ik, in een met "zipper" afsluitbare plastic zak, aan een portie van 500 gram droge bims 25 gram water toe (= 10% van de maximale hoeveelheid). Na afsluiten en goed door elkaar schudden werd dit zakje minstens een dag bewaard om het vocht goed homogeen door alle

2 Weerstand in kω korrels op te laten nemen. Op dezelfde wijze werden monsters met 20% vocht, 30% vocht enz. t/m 100% vocht samengesteld. De ervaring leerde dat de meetwaarde beïnvloed wordt door het contact tussen de bimskorrels en de meetpennen. In plastic zakjes liggen de korrels los en maken geen goed contact met de meetpennen. Door dit slechte contact loopt de weerstand sterk op en fluctueren de meetwaarden sterk. Om dit te voorkomen werden de monsters overgebracht in afsluitbare glazen groentepotjes van het merk Hak. Hierin liggen de korrels goed tegen elkaar aan en worden veel stabielere meetwaarden gevonden. Deze monsters kunnen langere tijd gebruikt worden omdat het vocht in de glazen potjes goed bewaard blijft. Na de serie ijkmonsters van bims werd ook ijkmonsters aangemaakt van potgrond, een potgrondmengsel (65% potgrond, 25% zand en 10 % löss) en Seramis. Met de Voltcraft VC 250 Handmultimeter wordt bij bims met 0% vocht een weerstand gemeten van meer dan 200 kω, dus buiten de 200 kω schaal van de multimeter. Alle andere metingen vallen binnen de 200 kω schaal; bij 100% vocht is dat ca. -38 kω. De weerstand van de andere vochtpercentages ligt daar tussenin, echter niet op een rechte lijn. Grafiek 1: IJklijnen van Voltcraft VC Invloed vochtgehalte op weerstand Bims Seramis Potgrond Potgrondmengsel Vochtgehalte in % Aanvankelijk werden bij lage vochtgehaltes grote verschillen in weerstand gemeten, echter met een vrij grote spreiding. Later bleken deze grote verschillen en grote spreiding veroorzaakt te zijn door het slechte contact van de korrels met de meetpennen. Bij lage vochtpercentage (tussen 0% en 10%) kan de weerstand hoog oplopen, ook bij een goed contact van de korrels met de meetpennen. Tussen 0% en 5% vocht geeft de VC 250 positieve waarden aan, daarboven gaat dit over in negatieve waarden. Boven 20% vocht zijn de verschillen in weerstand klein en is de spreiding in de meting gering.

3 Weerstand in kω Dezelfde procedure werd gevolgd voor potgrond. Uit de metingen blijkt dat er nauwelijks verschil in weerstand is tussen 10% vocht en 100% vocht. Pas bij minder dan 10% vocht begint de weerstand op te lopen naar positieve waarden. Door het grote aandeel zeer kleine deeltjes van de potgrond is er een zeer goed contact met de meetpennen. Hierdoor kan niet goed vastgesteld worden hoeveel vocht de potgrond bevat, maar wel dat er vocht in de potgrond aanwezig is. Ditzelfde is het geval bij het geteste potgrondmengsel. Hiervan verschillen de meetwaarden nauwelijks van die van potgrond. Seramis geeft bij dezelfde vochtpercentages een iets lagere weerstand dan bims. Een test met een tweede exemplaar van de Voltcraft VC 250 gaf een afwijkende systeemweerstand te zien ten opzichte van het eerste exemplaar, namelijk -44,6 kω i.p.v. -37,6 kω, en daardoor ook een afwijkende ijklijn. De GS Select Plus Digital multimeter van de fa. Action blijkt in combinatie met vochtsensor 2 een heel andere ijklijn op te leveren dan de Voltcraft VC 250. De systeemweerstand van de GS Select Plus wijkt sterk af (-18,2 kω i.p.v. -37,6 kω), maar is voor de drie geteste exemplaren wel min of meer gelijk (resp. 18,2 kω, 18,3 kω en 18,4 kω). De gemeten weerstand geeft iets grotere verschillen aan tussen de verschillende vochtpercentages dan bij de Voltcraft VC 250. Dit geldt zowel voor bims als voor potgrond. Voor bims verloopt de weerstand tussen 10% en 100% vocht van ca. -6 kω tot ca. -11 kω (zie grafiek 2). Bij 5% vocht wordt regelmatig een positieve weerstand gemeten, vanaf 10% vocht is de weerstand negatief. Bij 0% vocht is de weerstand altijd hoger dan 20 kω. Voor Seramis geldt min of meer hetzelfde als voor bims. Voor potgrond en het potgrondmengsel varieert de weerstand van ca -9 kω tot ca. -16 kω. Grafiek 2: IJklijnen van GS Select Plus 20 Invloed vochtgehalte op weerstand 15 Potgrond Potgrondmengsel Seramis bims Vochtgehalte in %

4 Een nadeel van de GS Select Plus is dat de meetwaarden, vooral in potgrond en potgrondmengsels, niet stabiel zijn. Dat wil zeggen dat de meetwaarde in de tijd verloopt, dus oploopt of daalt. Voor het aantonen van vocht onder in de potten maakt dat echter niets uit. Met deze multimeter kan je bij benadering het vochtgehalte van het potsubstraat inschatten. Je kan in elk geval heel goed vaststellen of het substraat droog of vochtig is. Hoe werkt deze vochtsensor in de praktijk? Je steekt de meetpennen langzaam in de potgrond of het inerte substraat, bijvoorbeeld in bims. Als de bovenlaag van de bims in de pot droog is, slaat de Voltcraft VC 250 bij een diepte van 10 mm nog niet uit in de 200 kω schaal (zie foto 2). Als de potkluit onderin vochtig is slaat de meter eerst uit naar een hoge waarde, daarna loopt de weerstand terug naarmate de potkluit vochtiger is (bv. naar -41,6 kω zoals op foto 3). Is de potkluit helemaal nat, dan slaat de meter meteen uit naar een weerstand van ca. -37 kω. Is de potkluit helemaal droog, dan slaat de meter (op de schaal van 200 kω) helemaal niet uit. Bij potgrond daalt de weerstand meteen naar ca. -37 kω als er 10% of meer vocht in de potkluit aanwezig is. Zo kan in elk geval wel vastgesteld worden op welke diepte in de pot de potgrond nog vochtig is. Foto 2 Vochtgehalte in de bovenlaag van de pot is 0%

5 Foto 3 Vochtgehalte onder in de pot is ca. 5% Ervaringen met de vochtsensor Na ca. 3 maanden ervaring met deze vochtsensor blijkt het een zeer nuttig hulpmiddel te zijn voor het meten van de aan- of afwezigheid van vocht onderin de potten en daarmee voor het bepalen van het moment waarop een plant of een groep planten water nodig heeft. De verschillen met de andere vochtmeetmethoden zijn: 1. werkt veel sneller dan peilstokjes en vochtindicatoren. 2. is veel beter in de potkluit te steken dan peilstokjes, vochtindicatoren en vochtmeters. 3. is veel gevoeliger dan peilstokjes, vochtindicatoren en vochtmeters. 4. werkt zowel in inerte substraten (bv. bims en Seramis) als in potgrond(mengsels). In die ca. 3 maanden heb ik van de metingen met de vochtsensor geleerd dat: 1. grote potten (vanaf 11 x 11 x 12 cm) onderin veel langer vochtig blijven dan ik had gedacht; ze hebben dus minder vaak water nodig dan ik gewend was te geven (dit geldt eigenlijk ook al voor potten van 9 x 9 x 10 cm). 2. grote terracotta schalen veel sneller hun vocht verliezen dan ik had gedacht; ze moeten dus vaker water hebben dan ik gewend was te geven (zie foto 5). 3. de spreiding in de meetwaarden is bij potgrond veel kleiner dan bij bims, waarschijnlijk t.g.v. het betere contact van de potgrond met de meetpennen. 4. de vochtsensor peilstokjes en vochtmeters overbodig maakt. 5. ik voor het eerst in mijn lange cactuscarrière kan meten wanneer een cactus water nodig heeft. Inmiddels heb ik een derde vochtsensor gemaakt met meetpennen van 12,5 cm lengte. Evenals die met een meetpenlengte van resp. 7,5 cm en 10 cm heeft deze min of meer dezelfde systeemweerstand (-37,2 t/m -37,6 kω). Ze geven ook allemaal vrijwel dezelfde

6 meetresultaten bij de bims- en de potgrond -ijkmonsters en zijn eigenlijk volledig uitwisselbaar. Zelf heb ik een voorkeur gekregen voor meetpennen van 10 cm. Deze voorbeelden laten zien dat iedereen die handig genoeg is, om met gebruikmaking van de hier beschreven materialen deze vochtsensor te maken, tot ongeveer hetzelfde resultaat moet kunnen komen. Helaas hebben niet alle digitale multimeters dezelfde systeemweerstand. Daar deze bepalend is voor de ijklijn is het aan te bevelen om zelf een ijklijn op te meten als je het exacte verband tussen vochtgehalte en gemeten weerstand wilt weten. Als je de vochtsensor uitsluitend wilt gebruiken om te meten of er nog vocht in de potten aanwezig is, is dit niet nodig. Als je niet handig genoeg bent om zelf een vochtsensor te maken of niet alle overtollige materialen zelf wilt kopen, vraag dan hulp bij De ervaring leert echter ook dat de nauwkeurigheid van de metingen verstoord kan worden door externe omstandigheden. Zo blijkt dat de batterij gevoelig is voor verhoogde temperaturen. Als de batterij enige tijd (minuten) blootgesteld wordt aan de volle zon, worden de metingen erg instabiel (de weerstand blijft oplopen). Om die reden is het aan te bevelen om de metingen uit te voeren aan het einde van de dag, als de zon niet meer vol in de kas staat. Verder loopt de systeemweerstand op als de batterij leeg begint te raken. Dit pleit ervoor om voor elke meetserie eerst de systeemweerstand te testen. Als deze sterk afwijkt van de waarde bij een volle batterij (ca. -37,6 kω voor de Voltcraft VC 250 en -18,3 kω voor de GS Select Plus) moet de batterij opgeladen worden. Foto 4 Vochtmeting in terracottaschaal van Melocactus lanssensianus. De gemeten weerstand van -61,4 kω komt overeen met 0-5% vocht, dus ook onderin bijna droog..

7 Foto 5 Vochtmeting met GS Select Plus in pot 11 x 11 x 12 cm van Echinocereus bakeri. De gemeten weerstand van - 3,89 kω komt overeen met 5-10% vocht. Foto 6 De 5 geteste vochtsensoren