Bodenfeuchtesensor: Automatische Pflanzenbewässerung mit Arduino

Ein Bodenfeuchtesensor ist ein einfacher Sensor, der misst, wie feucht die Erde im Topf oder Garten ist. Er ist die Grundlage vieler Projekte – von einer Warnleuchte, die meldet, wenn eine Pflanze Durst hat, bis zu einem System, das deine Blumen im Urlaub selbst gießt. Er ist günstig, wird mit drei Kabeln an den Arduino angeschlossen, und mit einem Relais und einer kleinen Pumpe entsteht eine Automatisierung, die wirklich etwas bringt.

Wie funktioniert ein Bodenfeuchtesensor?

Wasser im Boden verändert, wie gut die Erde Strom leitet und Ladung speichert. Resistive Sensoren messen den Widerstand zwischen zwei Metallzinken in der Erde: Je feuchter die Erde, desto kleiner der Widerstand. Kapazitive Sensoren messen die Kapazität um eine beschichtete Elektrode; das Metall berührt die Erde gar nicht. Bei den meisten Modulen ist der Messwert bei trockener Erde hoch und bei nasser Erde niedrig.

Anschluss

Feuchtigkeit mit dem Arduino lesen und kalibrieren

Jeder Sensor und jeder Boden liefert andere Werte, daher kalibrierst du zuerst deinen Sensor: Notiere den Messwert an der Luft (völlig trocken) und in einem Glas Wasser (völlig nass). Mit map() rechnest du diesen Bereich dann in einen Prozentwert von 0 bis 100 um. Ersetze DRY und WET im Code durch deine eigenen Messwerte:

1const int SENSOR_PIN = A0;
2const int POWER_PIN = 7;       // sensörü yalnızca ölçerken besle / power only while measuring
3const int DRY = 850;           // havadayken okunan / reading in air (kendin ölç / measure yours)
4const int WET = 380;           // sudayken okunan / reading in water (kendin ölç / measure yours)
5
6void setup() {
7  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
8  Serial.begin(9600);
9}
10
11int readMoisture() {
12  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);
13  delay(10);                                              // değerin oturmasını bekle / let it settle
14  int raw = analogRead(SENSOR_PIN);
15  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
16  return constrain(map(raw, DRY, WET, 0, 100), 0, 100);   // % nem / % moisture
17}
18
19void loop() {
20  int moisture = readMoisture();
21  Serial.print("Toprak nemi / Soil moisture: %");
22  Serial.println(moisture);
23  delay(2000);
24}

Automatische Bewässerung: Relais und Pumpe

Machen wir aus der Messung jetzt eine echte Aktion: Sinkt die Bodenfeuchte unter 30 %, läuft die Pumpe 4 Sekunden, dann wird 1 Minute gewartet, bis sich das Wasser in der Erde verteilt hat, und erst danach erneut gemessen. Diese Pause verhindert, dass die Pumpe ununterbrochen läuft und den Topf flutet, weil der Sensor noch nicht nass ist. Die Pumpe lässt sich nicht direkt aus einem Arduino-Pin versorgen; sie wird über ein Relais oder einen MOSFET geschaltet. Zum Relais siehe Was ist ein Relaismodul?

1const int SENSOR_PIN = A0, POWER_PIN = 7, PUMP_PIN = 8;   // PUMP_PIN → röle IN / relay IN
2const int DRY = 850, WET = 380;
3const int START_BELOW = 30;          // %30'un altında sula / water below 30%
4const unsigned long PUMP_MS = 4000;  // her seferde 4 sn / 4 s per run
5const unsigned long SOAK_MS = 60000; // suyun yayılması için bekle / wait for the water to soak in
6
7int readMoisture() {
8  digitalWrite(POWER_PIN, HIGH);
9  delay(10);
10  int raw = analogRead(SENSOR_PIN);
11  digitalWrite(POWER_PIN, LOW);
12  return constrain(map(raw, DRY, WET, 0, 100), 0, 100);
13}
14
15void setup() {
16  pinMode(POWER_PIN, OUTPUT);
17  pinMode(PUMP_PIN, OUTPUT);
18  digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);      // aktif LOW röle: kapalı başla / active-LOW relay: start off
19}
20
21void loop() {
22  if (readMoisture() < START_BELOW) {
23    digitalWrite(PUMP_PIN, LOW);     // pompayı çalıştır / pump on
24    delay(PUMP_MS);
25    digitalWrite(PUMP_PIN, HIGH);    // pompayı durdur / pump off
26    delay(SOAK_MS);                  // tekrar ölçmeden önce bekle / wait before measuring again
27  }
28  delay(5000);
29}

Bodenfeuchte mit ESP32 und Raspberry Pi Pico

Am ESP32 schließt du den Sensor an einen der ADC1-Pins (GPIO 32–39) an, die auch bei aktivem WLAN funktionieren; die Werte reichen von 0 bis 4095, also kalibrierst du neu. Mit einem ESP32 kannst du die Bodenfeuchte als Benachrichtigung aufs Handy schicken oder einen Topfsensor bauen, der im Tiefschlaf einmal pro Stunde misst und monatelang mit Batterie läuft. Am Pico sieht das Auslesen mit MicroPython so aus:

1from machine import ADC, Pin
2import time
3
4sensor = ADC(26)               # GP26 → AOUT
5power = Pin(15, Pin.OUT)       # sensörü yalnızca ölçerken besle / power only while measuring
6DRY, WET = 52000, 24000        # kendi değerlerinle değiştir / replace with your readings
7
8def moisture():
9    power.value(1)
10    time.sleep_ms(10)
11    raw = sensor.read_u16()
12    power.value(0)
13    pct = (DRY - raw) * 100 // (DRY - WET)
14    return max(0, min(100, pct))
15
16while True:
17    print("Toprak nemi / Soil moisture: %", moisture())
18    time.sleep(2)

Wie feucht sollte die Erde sein?

Diese Prozentwerte beziehen sich auf den Trocken-nass-Bereich deines Sensors und sind nicht der wissenschaftliche Wassergehalt des Bodens. Die beste Schwelle findest du, indem du einige Tage beobachtest, was der Sensor anzeigt, wenn deine Pflanze wirklich Wasser braucht.

Projektideen mit dem Bodenfeuchtesensor

• Automatische Topfbewässerung: ein System, das deine Blumen selbst gießt, auch wenn du im Urlaub bist.
• "Ich habe Durst"-Warnung: eine LED, die leuchtet, oder ein Buzzer, der piept, wenn die Erde austrocknet.
• Benachrichtigung aufs Handy: mit einem ESP32 eine Telegram-Nachricht senden, wenn die Feuchte sinkt.
• Bewässerung mehrerer Töpfe: jedem Topf einen Sensor und ein kleines Ventil geben und die Pflanzen einzeln gießen.
• Mini-Gewächshausstation: mit einem DHT11 auch die Luftfeuchte und mit einem LDR das Licht messen und alles auf einem Display zeigen.
• Intelligenter Garten: das Gießen automatisch auslassen, wenn ein Regensensor Niederschlag erkennt.

Typische Fehler und ihre Lösungen

• Der Wert ist immer 1023 oder immer 0: Statt AO wird der DO-Pin gelesen, die Versorgung fehlt oder das Kabel zur Sensorplatine ist gebrochen.
• Die Zinken sind korrodiert und die Werte unsinnig: Der resistive Sensor wurde dauerhaft versorgt; versorge ihn über einen Pin oder steig auf ein kapazitives Modell um.
• Die Werte driften mit der Zeit: Verdichtet sich die Erde oder wird gedüngt, ändert sich die Leitfähigkeit; kalibriere ab und zu neu.
• Die Pumpe hört nicht auf: Das Relais ist Active LOW und HIGH/LOW sind im Code vertauscht, oder es wird gemessen, bevor das Wasser eingezogen ist; ergänze eine Pause zwischen den Messungen.
• Der kapazitive Sensor liefert seltsame Werte: Die Elektronik oben ist nass geworden; mach die Platine wasserdicht.
• Am ESP32 spinnen die Werte, sobald WLAN startet: Der Sensor hängt an einem ADC2-Pin; leg ihn auf einen Pin zwischen GPIO 32 und 39.

Ein Bodenfeuchtesensor kann dein erstes Projekt sein, das nicht nur misst, sondern in der echten Welt etwas verändert. In der BlueGrays-App findest du eine intelligente Bewässerungsstation und ein ESP32-System zur Pflanzenbewässerung Schritt für Schritt mit Schaltplänen und Code.