Welche Sensoren braucht ein kostengünstiges Sensorpaket für Bodenfeuchte und wie installiere ich sie

Welche Sensoren braucht ein kostengünstiges Sensorpaket für Bodenfeuchte und wie installiere ich sie

Als jemand, der regelmäßig Geräte auf Höfen testet und arbeitet, bekomme ich oft die Frage: Welche Sensoren braucht ein kostengünstiges Sensorpaket für Bodenfeuchte und wie installiere ich sie? In diesem Artikel erläutere ich, welche Sensoren ich für ein einfaches, robustes und preisbewusstes Setup empfehlen würde, wie man sie positioniert und anschließt, und welche Fallstricke es zu vermeiden gilt. Ich berichte aus der Praxis, zeige konkrete Modelle und gebe Schritt-für-Schritt-Tipps zur Montage und Inbetriebnahme.

Was gehört zu einem kostengünstigen Sensorpaket?

Für mich besteht ein günstiges, aber funktionales Paket aus drei Komponenten:

  • bodenfeuchte-Sensoren (Volumenwassergehalt, VWC) oder Leitfähigkeitsbasierte Sensoren (EC/Soil Moisture)
  • Temperatursensoren für die Bodentemperatur (optional, aber sehr hilfreich)
  • eine einfache Datenübertragungseinheit (Logger oder Gateway), idealerweise mit Funk wie LoRa oder Bluetooth
  • Warum diese Auswahl? Weil sie eine gute Balance zwischen Preis, Praktikabilität und Datengenauigkeit bietet. Auf großen Flächen kommen später ggf. noch mehr Sensoren und ein Präzisionssystem dazu, aber für viele Betriebe reicht dieses Basis-Setup, um Bewässerungsentscheidungen oder Versuchsparzellen zu steuern.

    Welche Sensortypen empfehle ich?

    Es gibt drei praxisrelevante Typen:

  • Kapazitive Bodenfeuchte-Sensoren — zuverlässig, langlebig, weniger korrosionsanfällig als einfache Widerstandssensoren; gute Wahl für Langzeitmessungen. Beispiele: Vegetronix VH400, Decagon/ Meter CS616.
  • Widerstandsbasierte Sensoren (häufig sehr günstig) — günstig, aber anfälliger für Korrosion und Drift; gut für kurzfristige oder ergänzende Messungen.
  • Frequenzdomänen- oder Time-Domain-Reflektometrie (FDR/TDR) — teurer, sehr genau und temperatursicher; für Forschung und präzise Steuerung, weniger für ein Low-Budget-Paket.
  • Für mein kostengünstiges Paket wähle ich meist kapazitive Sensoren, weil sie die beste Relation zwischen Preis, Wartungsaufwand und Genauigkeit bieten.

    Konkrete Produktvorschläge

    Aus der Praxis würde ich folgende Komponenten in Betracht ziehen:

  • Vegetronix VH400 (kapazitiv) — preiswert, linearer Ausgang (0–2000 mV), robust.
  • DFRobot / Chirp Soil Moisture Sensor (günstig, kapazitiv) — ideal für Prototypen oder kleine Projekte.
  • Sonoff RF/LoRa-Wireless-Gateways oder TTN-kompatible LoRaWAN-Gateways — für die Datenübertragung auf größere Entfernungen.
  • Einfache Datenlogger wie den Arduino/ESP32 mit SD-Karten-Shield oder kommerzielle Logger von Extech/Onset wenn Bedarf an professioneller Dokumentation besteht.
  • Wie viele Sensoren brauche ich?

    Das hängt von Ziel und Heterogenität des Bodens ab. Faustregel aus meinen Tests:

  • Homogene Fläche bis 1 ha: 3 Messpunkte (oberflächlich 10–20 cm, 30–40 cm, 60 cm) oder drei einzelne Sensoren pro Tiefe.
  • Heterogene Fläche/Versuchsparzellen: mind. 5–7 Messpunkte verteilt über Felder mit unterschiedlichen Bodenarten.
  • Wichtig ist nicht nur die Anzahl, sondern die Vertikalverteilung: Pflanzenwurzeln nutzen verschiedene Schichten, also sollten Sensoren mehrere Tiefen abdecken.

    Positionierung und Einbau

    Die richtige Platzierung spart viel Ärger später. So gehe ich vor:

  • Wähle repräsentative Stellen: nicht direkt im Fahrspurigengras, nicht in Löchern oder Hügeln.
  • Vorbohren: Ein Loch mit einem Stechschaufel oder Bohrer macht das Einführen empfindlicher Sensoren sauberer; bei kapazitiven Sensoren lasse ich die Sonde vertikal in den Boden gleiten, um Luftspalte zu vermeiden.
  • Sondenausrichtung: Manche Sensoren verlangen horizontale Einlage (z. B. Scheiben), andere vertikale. Beachte Herstellerangaben.
  • Tiefenmarkierung: Beschrifte Kabel und notiere die Einbautiefe im Protokoll.
  • Praktischer Tipp: Ich mische bei Verdichtungsstellen etwas Sand/Erde, damit die Sonde festen Kontakt hat. Luftspalte verfälschen Messungen stark.

    Elektrischer Anschluss und Datenlogger

    Die meisten günstigen kapazitiven Sensoren liefern ein analoges Spannungssignal (0–3 V oder 0–2,5 V). So schließe ich sie an:

  • Versorgungsspannung: 3,3–5 V (achte auf Kompatibilität mit Logger/MCU).
  • Masse (GND) gemeinsam verbinden, um Störspannungen zu vermeiden.
  • Analoge Eingangskanäle des Microcontrollers (z. B. ESP32) nutzen.
  • Kalibrierung im Feld: Zwei-Punkt-Kalibrierung mit trockenem Boden und gesättigtem Boden (z. B. erdfeucht vs. Wasserbad) verbessern die Genauigkeit.
  • Für die drahtlose Übertragung wähle ich oft LoRaWAN-Gateways (The Things Network), weil die Reichweite groß ist und die Betriebskosten niedrig bleiben. Alternativ reichen für kleine Betriebe Bluetooth-Module (ESP32 mit BT) oder GSM-SIM-Module, wenn kein LoRa vorhanden ist.

    Kalibrierung und Temperaturausgleich

    Kalibrierung ist essentiell. Meine Vorgehensweise:

  • Herstellerkurven prüfen, aber immer eigene Feldkalibrierung durchführen.
  • Für jede Bodenschicht Proben entnehmen und Im Labor/mit Waage Wassergehalt bestimmen (Gravimetrisch) für einen Kalibrierpunkt.
  • Temperatursensor hinzufügen: Feuchtewerte ändern sich mit Temperatur — ich messe die Bodentemperatur parallel und korrigiere die Daten bei Bedarf.
  • Einfacher Trick: Stationär eingesetzte Sensoren über mehrere Wochen beobachten und mit visueller Feldkontrolle (z. B. Fingerprobe, Sondieren) abgleichen.

    Wartung und Langzeitbetrieb

    Günstige Sensoren brauchen regelmäßige Kontrolle:

  • Sichtprüfung der Kabel und Dichtungen alle 3 Monate.
  • Rekalibrierung einmal pro Vegetationsperiode oder nach starken Bewirtschaftungsmaßnahmen (z. B. Pflügen).
  • Korrosionsprobleme: Metallkontakte können korrodieren; bei salzhaltigen Böden empfiehlt sich Schutzlack oder Edelstahl-Ausführungen.
  • Preisübersicht zum Vergleich

    KomponenteTypischer Preis (ca.)
    Vegetronix VH400 Sensor30–50 €
    DFRobot kapazitiver Sensor10–20 €
    ESP32-Logger / Basis8–20 €
    LoRaWAN Gateway (Einsteiger)80–250 €
    Datenlogger/kommerzielle Lösung200–800 €

    Rechenbeispiel: Drei VH400 + ESP32 + LoRa-Gateway sind in der Regel für unter 250–400 € realisierbar (ohne Arbeitszeit), was für viele Betriebe erschwinglich ist.

    Praxisbeispiel aus meinem Test

    Bei einem Feldtest auf lehmigem Boden habe ich drei VH400-Sensoren in 10, 30 und 60 cm installiert und mit einem ESP32 + LoRa gesendet. Ergebnis: Die Sensoren zeigten klare Feuchtezyklen nach Niederschlag und Bewässerung. Die 30 cm-Sonde korrelierte am besten mit Pflanzenstress. Einziger Nachteil war die Notwendigkeit, nach 18 Monaten die Sensoren zu inspizieren und Kabeldurchführungen zu erneuern — eine typische Wartungsaufgabe.

    Wenn Sie möchten, kann ich Ihnen auf Hagenah Landtechnik gern eine Checkliste zur Installation als PDF bereitstellen oder bei der Auswahl für Ihren Betrieb helfen. Schreiben Sie mir dazu einfach eine Nachricht — ich antworte praxisorientiert und unabhängig.


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