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. 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. kroonstrip, Exin 10 qm, 6 polig, 4 stuks, 18 mm breed, bv. 5,95 bij Formido 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 berekend 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 nu eenmaal niet per de benodigde lengte van ca. 13 cm kopen. Voor nadere details; stuur een mailtje naar [email protected] 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 9,25. De digitale multimeter moet wel voorzien zijn van een meetbereik van 200 kω. 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 dit 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 korrels op te laten nemen. Op dezelfde wijze maakte ik monsters met 20% vocht, 30% vocht enz. t/m 100% vocht.

2 Weerstand in kω Van deze monsters werd 2 maal per dag op 5 achtereenvolgende dagen de weerstand gemeten. Van deze 10 metingen werd het gemiddelde en de standaarddeviatie (afwijking) berekend. Bij 0% vocht is de gemeten weerstand meer dan 200 kω, dus buiten de 200 kω schaal van de multimeter. Alle andere metingen vallen binnen de 200 kω schaal, namelijk bij 10% is de weerstand 60 kω en bij 100% is dat 38 kω. De weerstand van de andere vochtpercentages ligt daar tussenin, echter niet op een rechte lijn (zie grafiek). 70 Invloed vochtgehalte op weerstand bims 40 potgrond Vochtgehalte in % Bij lage vochtgehaltes zijn de verschillen in weerstand groot en goed meetbaar, maar boven 40% vocht zijn de verschillen in weerstand vrij klein en is de spreiding in de meting vrij groot. Als een weerstand van 40,0 kω wordt gemeten, kan het vochtgehalte tussen 60% en 80% liggen. Dat neemt niet weg dat de verschillen in weerstand tussen droog (0% - 20%), vochtig (20% - 50%) en nat (50% - 100%) zeer duidelijk meetbaar zijn. Dezelfde procedure werd gevolgd voor potgrond. Uit de metingen blijkt dat er nauwelijks verschil in weerstand is tussen 20% vocht en 100% vocht. Pas bij 20% vocht begint de weerstand op te lopen. Hierdoor kan niet vastgesteld worden hoeveel vocht de potgrond bevat, maar wel dat er vocht in de potgrond aanwezig is. Hoe werkt deze vochtsensor in de praktijk? Je steekt de meetpennen langzaam in de potgrond of het inerte substraat. Als de bovenlaag droog is, slaat de meter 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 (bv. 157,8 kω zoals op foto 3), daarna loopt de weerstand terug naarmate de potkluit vochtiger is (bv. naar 41,6 kω zoals op foto 4). Is de potkluit helemaal nat, dan slaat de meter meteen uit naar een weerstand van ca. 37,6 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. 37,6 kω als er 20% 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.

3 Foto 2 Vochtgehalte in de bovenlaag van de pot is 0% Foto 3 Vochtgehalte op ca. 3 cm diepte is 0-5%

4 Foto 4 Vochtgehalte onder in de pot is ca. 50% Na vier weken ervaring met deze vochtsensor blijkt het een zeer nuttig hulpmiddel te zijn 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 vier weken 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. Alle drie hebben ze min of meer dezelfde systeemweerstand van 37,1-37,6 kω bij een voltage van 1,30-1,33 Volt. Ze geven ook allemaal vrijwel dezelfde meetresultaten bij de bims- en de potgrond- ijkmonsters en zijn dus volledig uitwisselbaar. Dit betekend dat iedereen die handig genoeg is om met gebruikmaking van de hier beschreven materialen deze vochtsensor te maken, tot hetzelfde resultaat moet komen en ook mijn ijklijn moet kunnen gebruiken.

5 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) moet de batterij opgeladen worden. Foto 5 Vochtmeting in terracottaschaal van Melocactus janssenianus. De gemeten weerstand van 61,4 kω komt overeen met ca. 10% vocht.