DIY sensoren voor waterniveau en temperatuur

Je hydroponics systeem draait op volle toeren, maar hoe weet je zeker dat het waterpeil en de temperatuur perfect zijn? Een te laag waterpeil betekent dat je wortels uitdrogen, en een te hoge temperatuur zorgt voor zuurstofgebrek en wortelrot.

Je wilt niet raden; je wilt weten. Met een simpele DIY sensor houd je alles onder controle zonder een fortuin uit te geven aan dure apparatuur.

Dit is jouw gids voor het bouwen van een betaalbare monitor voor je hydroponics opstelling.

Wat zijn DIY sensoren en waarom zijn ze essentieel?

Een DIY sensor is een stukje elektronica dat je zelf in elkaar zet om een specifieke meting te doen. In dit geval gaat het om een sensor die het waterpeil in je reservoir meet en een die de watertemperatuur registreert.

Het is een stuk goedkoper dan kant-en-klare systemen en je past het precies aan op je eigen hydroponics kweek. Waarom is dit zo belangrijk voor je hydroponics systeem? De meeste systemen, van DWC (Deep Water Culture) tot NFT (Nutrient Film Technique), zijn extreem gevoelig voor schommelingen.

Een constante watertemperatuur tussen de 18 en 22 graden Celsius zorgt voor optimale zuurstofopname door de wortels.

Als het water te warm wordt, boven de 25 graden, daalt het zuurstofgehalte dramatisch en krijg je snel last van pathogenen. Hetzelfde geldt voor het waterpeil. Bij een DWC bak moet het waterniveau stabiel blijven zodat de netpotten constant contact hebben met het voedingswater. Zakt het niveau te ver, dan drogen de wortels uit aan de onderkant.

Stijgt het te veel, dan verdrinkt de stengel. Een simpele sensor geeft je direct een seintje, zodat je meteen kunt bijvullen of aftappen.

De kern: hoe werkt een watersensor en temperatuursensor?

Je bouwt deze set met een aantal basisonderdelen die je makkelijk online vindt.

We gebruiken een Arduino of een ESP32 als het brein, een DS18B20 temperatuursensor en een eenvoudige watersensor die op weerstand werkt. Dit is een betrouwbaar systeem dat niet snel corrodeert in voedingswater. De DS18B20 is een digitale temperatuursensor. Je steekt hem direct in het water.

Hij meet de temperatuur met een nauwkeurigheid van 0,5 graden Celsius. De sensor stuurt de data naar je microcontroller.

De code die je erop zet (via de Arduino IDE) zet deze data om in een leesbaar getal dat je op een scherm kunt zien.

Voor het waterpeil gebruiken we een weerstandssensor. Dit is een simpel printje met twee of drie metalen vorken die in het water hangen. De weerstand tussen de vorken verandert naarmate het waterpeil stijgt of daalt.

Benodigdheden en kostenoverzicht

De microcontroller meet deze weerstand en rekent dit om naar een percentage of een simpel waarschuwingssignaal. Het is een klassieke, goedkope methode die perfect werkt voor hydroponics reservoirs.

Je hebt niet veel nodig. De meeste onderdelen zijn universeel en passen op elkaar. Hieronder vind je een lijst met specifieke onderdelen en hun typische prijzen in euro's.

• Microcontroller: ESP32 of Arduino Uno. De ESP32 is wat krachtiger en heeft WiFi (handig voor uitbreiding). Prijs: €8 - €15.
• Temperatuursensor: DS18B20 waterdichte versie met kabel. Prijs: €2 - €4 per stuk.
• Watersensor: Capacitieve watersensor (FC-28) of een weerstandssensor. De capacitieve versie is duurzamer (€5 - €8). Een weerstandssensor is goedkoper (€2 - €3).
• Display (optioneel): Een 16x2 LCD scherm of een OLED scherm van 0,96 inch. Prijs: €5 - €10.
• Extra: Breadboard, jumperkabels en een weerstand van 4,7k ohm (voor de DS18B20). Prijs: €3 - €5 voor een set.

De totaalprijs voor een basissetje ligt dus tussen de €15 en €30.

Dat is een fractie van de prijs van professionele controllers zoals de Bluelab Guardian, die al snel €150 kost. Je bouwt iets dat net zo goed werkt voor je persoonlijke kweek.

Stappenplan: bouwen en aansluiten

Begin met het aansluiten van de DS18B20 temperatuursensor. Deze heeft drie pinnen: GND (zwart), VCC (rood) en DATA (geel). Sluit GND en VCC aan op de 3,3V of 5V pinnen van je ESP32.

Sluit de DATA pin aan op een digitaal pin (bijvoorbeeld pin 4).

Vergeet niet de 4,7k ohm weerstand te plaatsen tussen de DATA en VCC pin; dit is cruciaal voor een stabiele meting. Vervolgens sluit je de watersensor aan.

Bij een weerstandssensor sluit je de GND en VCC aan op de juiste spanning (meestal 5V) en de signaalpin op een analoge ingang van je microcontroller (bijvoorbeeld pin A0). De metalen vorken moeten in het water hangen. Bij een capacitieve sensor werkt het hetzelfde, maar is de sensor beter beschermd tegen corrosie.

De software: simpel en effectief

Als je een display wilt gebruiken, sluit je deze aan via de I2C pinnen (SDA en SCL) van je microcontroller. Dit bespaart kabels.

De ESP32 heeft deze pinnen meestal op pin 21 en 22. Voor een Arduino Uno zitten ze op A4 en A5. Je kunt de benodigde bibliotheek (LiquidCrystal_I2C) downloaden via de Arduino IDE. Je programmeert je microcontroller via de Arduino IDE.

Download de benodigde bibliotheken: "OneWire", "DallasTemperature" voor de temperatuursensor en "LiquidCrystal_I2C" voor het scherm. De code is eenvoudig: je leest de analoge waarde uit van de watersensor en de temperatuur van de DS18B20.

Een voorbeeldcode-fragment ziet er zo uit: je stelt de pinnen in, start de sensoren op en stuurt de data naar het scherm of via seriële monitor.

Je kunt een drempelwaarde instellen voor het waterpeil. Bijvoorbeeld: als de sensorwaarde onder 300 zakt, gaat er een rode LED knipperen. Voor de temperatuur kun je een alarm instellen boven de 24 graden Celsius.

De ESP32 heeft WiFi aan boord. Je kunt de data naar een app sturen of een simpel webserver maken waarop je de waarden live kunt checken via je telefoon. Dit is een leuke uitbreiding zonder extra kosten, maar voor beginners is een simpel display vaak al voldoende.

Varianten en prijsindicaties per model

Er zijn verschillende manieren om dit project aan te pakken, afhankelijk van je budget en technische vaardigheden. Hieronder bespreken we drie varianten.

Model 1: De Budgetversie (€15 - €20)
Dit is de meest basale set.

Gebruik een Arduino Uno knock-off (€5) en een weerstandswatersensor (€2). De DS18B20 kost €3. Je sluit alles aan op een breadboard en bekijkt de data via de seriële monitor op je computer. Geen display nodig.

Dit is perfect voor starters die een eenvoudig hydroponics systeem voor in de klas willen opzetten. Model 2: De Displayversie (€25 - €35)
Hier voeg je een 0,96 inch OLED display toe (I2C).

Dit scherm toont de temperatuur en waterpeil direct afleesbaar. Je kunt een ESP32 gebruiken (€12) die krachtiger is en meer geheugen heeft. De totale setup is compact en je kunt hem direct naast je hydroponics bak monteren. Ideaal voor als je zelf een kweekkast ventilatiesysteem wilt bouwen voor een optimale luchtstroom.

Model 3: De WiFi versie (€30 - €40)
Dit model gebruikt een ESP32 met WiFi.

Je sluit de sensoren aan zoals hierboven beschreven, maar voegt geen scherm toe. In plaats daarvan stuur je de data naar een app op je telefoon of een simpel dashboard. Dit is handig als je meerdere systemen hebt en ze op afstand wilt monitoren. De extra kosten zitten vooral in de ESP32 en eventueel een losse WiFi module (maar die zit al ingebouwd).

Praktische tips voor hydroponics

Zorg dat de sensoren niet direct in de voedingsstroom hangen waar de pomp de lucht door het water mengt.

Dit kan trillingen veroorzaken en onnauwkeurige metingen geven. Plaats de watersensor in een hoek van het reservoir waar het water rustiger is.

Bij een DWC bak is dit meestal achter de luchtsteen. Calibreer je sensoren regelmatig. Voor de temperatuursensor kun je een kalibratie doen met ijs water (0 graden) en kokend water (100 graden, pas op!). Voor de watersensor meet je handmatig de diepte met een meetlat en stel je de software bij tot de waarden kloppen.

Doe dit elke maand voor optimale nauwkeurigheid. Beveilig je elektronica tegen vocht.

Hoewel de DS18B20 waterdicht is, mogen de aansluitingen en de microcontroller niet nat worden. Gebruik een plastic doosje of een 3D-printed case om de ESP32 te beschermen. Spuit de printplaat eventueel in met een conformal coating (waterdichte lak) voor extra zekerheid.

Begin klein. Test je setup eerst in een emmer water voordat je hem in je hoofdsysteem hangt.

Zo voorkom je dat een defecte sensor je hele kweek verpest. Met deze DIY oplossing en goede isolatie voor je watertank heb je volledige controle over je hydroponics omgeving voor een prikkie. Veel bouwplezier!