gophering on
HN Gopher Feed (2017-06-27) - page 1 of 10
Show HN: GreenPiThumb - A Raspberry Pi Gardening Bot
450 points by mtlynch
amelius - 7 hours ago
Some kickstarter projects doing the same (some in non-obvious ways)
splitbrain - 9 hours ago
I recently build something similar for my balcony. But instead of a
$30 raspberry I used a $9 NodeMCU:
just took me a few evenings instead of months.
  Dowwie - 9 hours ago
  Great work!  This is inspiring.
ajarmst - 7 hours ago
I dislike the use of the "robot" for anything that doesn't have
autonomous movement (those were "RC Wars", not "Robot Wars"---
although I, for one, would have delighted, at a safe distance, in
someone strapping a circular saw to something autonomous).  Nor is
watering a single indoor potted plant the same thing as
"gardening."  An actual Gardening Robot would have been very
interesting (I envisioned something trundling around with a spade
and actuators for pulling weeds when I saw the title).I actually
love the Pi---one is now my primary computer---but it seems to have
created a niche for "let's add a website and database to my really
trivial control systems project" that I'm not sure really advances
much of anything.
  LordKano - 3 hours ago
  I understand your argument but I disagree.According to the
  Merriam-Webster, this arguably fits two of the three definitions
  of "robot".I guess you could say that measuring soil moisture and
  adding water isn't "complicated" but I would also disagree with
  that assessment.https://www.merriam- a device that automatically
  performs complicated often repetitive tasks3: a mechanism guided
  by automatic controls
pjc50 - 1 hours ago
On this subject, does anyone know what the state of the art is in
using machine learning to identify (and preferably eliminate)
  semi-extrinsic - 1 hours ago
  Do we really want to start down the road of teaching computers to
  identify beings that are slightly different from the rest and
  then killing them?
jnty - 10 hours ago
So great to read. This is exactly the kind of project the Raspberry
Pi was designed to enable - doing something a bit odd (and arguably
pointless!) but having fun and learning loads along the way.
inetknght - 10 hours ago
One of the better laid out Pi project summaries I've seen. Good
work, I say.
  mtlynch - 10 hours ago
  Thanks for reading!
grw_ - 5 hours ago
A raspberry pi is the wrong choice for this project from my
perspective, complexity is far too high for a simple project. I
looked at building the same thing (minus watering) because it
seemed commercial products were way too expensive (Parrot Flower
Power is $60!).The cheapest DIY solution I could think of was
ESP8266 ($2), Vreg ($.5), moisture sensor ($.5) and LiPo battery (i
have many of these..) but I decided I didn't have time or
inclination to write the software.I continued looking for
commercial products, and ordered one of these:
Xia...Pros- Cheap ($15). Has temperature, light and 'fertility'
(capacitance?) sensor. Cons- Logs to phone app (in chinese) via
BTLE instead of WiFi.After a few weeks it seems to be working
satisfactorily and I will probably order a few more units.
  kingosticks - 4 hours ago
  It's only wrong if you are optimising for cost, which they are
    grw_ - 4 hours ago
    You are right, i edited my comment. I think it's wrong for most
    perspectives- cost, power use, complexity, security, but it's a
    good choice if you need high-level programming environment or
  urethrafranklin - 4 hours ago
  Come on. Maybe unless you live in India or Africa (and even then,
  still), $60 is nowhere near as expensive as designing and
  building your own device.Not that there's anything wrong with
  building your own device. Just don't lie about it.
    grw_ - 4 hours ago
    True, I had discounted my time spent on DIY as 'hobby time',
    which I do for fun and learning. Had I included this then of
    course it would have been far greater.I have a few plants I
    wanted to monitor, so price is more relevant- $300 is more than
    I'm willing to pay. I think you underestimate how much of the
    world thinks $60 is unreasonable for such a device, but i don't
    suppose there's a way to know which of us is right :)
krylon - 5 hours ago
I dig the writing style! I find that putting in a joke or two every
now and then makes it far easier for me keep up my attention.Also,
this makes me think. I have two Raspberry Pis lying around. One is
a glorified video player, the other one is just catching dust right
now. I have wanted to do some kind of hardware project with it for
a while, but I am kind of lazy and have pretty much no knowledge of
electronics.I have wanted to build a weather station, though, that
keeps a long term record of its measurement in some kind of
database. A Pi would be well suited for that, so I might get around
to it one day after all.
_devillain_ - 8 hours ago
This was a hilarious read (as well as informative).  Fantastic
work, fantastic writing!
hammock - 9 hours ago
>GreenPiThumb: a gardening bot that automatically waters
houseplants, but also sometimes kills them.Quite an advanced bot:
as close to a human as you can get!
pavel_lishin - 5 hours ago
Questions to everyone who's tried similar things:1. why use a water
pump, instead of a gravity-fed system with a valve you could
control with a servo?2. Would a scale be able to measure soil
moisture? Dump in X grams of water, wait until scale registers X/2
before adding more. (Some fiddling would be required to see how
much of the water is retained by the plan as building material.)
  exelius - 5 hours ago
  1. Because solenoid valves that can work with a very low pressure
  differential (a few feet worth of gravity often isn't enough to
  "force open" the valve) are expensive and require higher power
  draw than an Arduino / RPi. If you already need an external power
  source, might as well go with a pump. A pump is going to be a
  more consistent flow rate, and thus easier to control.2.
  Generally not; a plant's water consumption is not steady over its
  lifetime.I eventually moved on to hydroponics. Soil is just too
  "analog" for most of this stuff to work. Hydroponic kits are
  available on Amazon for cheap, though the main measurement you
  end up doing with hydroponics is pH measurement -- and I am not
  aware of any "hands off" sensors capable of accurate pH
  measurement that are remotely affordable.
    s73ver - 5 hours ago
    Aren't the kinds of plants you can grow in hydroponics limited,
    though? I like having flowers on my balcony, and I'm not sure I
    could get the same stuff with a hydroponic setup.
      exelius - 5 hours ago
      Not sure, but pretty much any plant with a root system will
      grow in hydroponics (which includes most flowers). The
      fertilizer mix may be different for different plants, but the
      concept is the same.The biggest pain with hydroponics is that
      you do have to totally change out the water periodically.
      That gets difficult, because you have to add nutrients, and
      those nutrients are pretty caustic, cannot be pre-mixed and
      actually need to be mixed into the solution in a certain
      order...After a while, these "automated garden projects" end
      up becoming basically industrial control/automation projects
      with complex rulesets, programming schedules, etc. It was fun
      and I learned a lot, but it ends up being a much bigger
      project than you assume when you start.
    pavel_lishin - 5 hours ago
    I had imagined a ball valve mechanically hooked up to a servo -
    afaik, ball valves take the same amount of force to operate,
    independent of pressure (within sane limits).Thanks for your
    reply, though. I'm starting to think about doing something like
    this, despite all the warnings in the original post and all the
    comments that it's basically doomed to failure.
  Dnguyen - 5 hours ago
  I like the scale idea! But as the plant grows, you would need to
danhardman - 10 hours ago
Did the pot you use have holes in the bottom? It looks like you
have it just sat on a desk so I'm assuming it's basically just a
bucket?Your moisture problem could just be that you were relying
too much on the water evaporating/being absorbed rather than
needing to drain out. Gravel at the bottom of a pot with holes in
helps water drain really well. Alternatively, without the gravel
you could place the pot on a dish, fill the dish and let the water
be absorbed from the bottom up.
  mtlynch - 10 hours ago
  Yeah, it drains into a little tray underneath. I'm trying to
  figure out a better solution for that because we can't see how
  much water is in the tray, so if too much has drained out, it
  starts overflowing onto the table with no warning.Also I get the
  sense that I shouldn't just be leaving standing water in the tray
  forever, but it's also pretty difficult to remove the tray and
  empty it.
    mholmes680 - 8 hours ago
    what if the tray was the way to detect moisture level? or, you
    could drip it back into the supply water?
    andegre - 8 hours ago
    Put another sensor in your tray wired up to your UI, so as soon
    as the sensor goes from 0% to 100% for moisture, you know to
    empty your tray.
    hammock - 9 hours ago
    Put some pebbles on top of the tray to raise the pot off of it,
    so it's not sitting in the standing water.
      mtlynch - 8 hours ago
      Oh that's a good idea. Thanks!
        and0 - 8 hours ago
        I usually throw a base of pebbles / marbles into the bottom
        of any pot before I put the dirt in, which also aids in
    Ham5ter - 7 hours ago
    Why not connect your tray, back into the Watter reservoir?This
    way, it cannot get to Wet, and you could just Pump that Pot
    full with watter, any excess watter, will just drain through
    the Soil back into the reservoir :)
      ZirconCode - 6 hours ago
      Dirty water in the pump is bad.
  kingosticks - 10 hours ago
  If you are growing from seed, does the bottom up absorption still
  work or do you need roots first? I tried googling this but I'm
  reluctant to visit some of the "green" websites that dominate the
  results from my work computer.
    roel_v - 8 hours ago
    You'll probably want to germinate in small containers, which
    work fine when bottom fed. I use styrofoam cups that are placed
    on top of a capillary mat, which draws water from a container
    underneath. Works great, keepz the soil moist but not wet. I
    have these in my indoor seed starter; it has temperature
    controls and fans to keep young plants moving. Works great for
    mint, tomatoes and peppers. Peppers actually like to be
    'abused' a bit - periods of drought, hard winds, large
    variation in temperature. Makes them very bushy with thick
    stems. With a computerized system this is easy to implement,
    but the problem is how to measure the response variable in such
    a system (or even define it) to set up a fully self-regulating
    system. The hard- and software in these systems are easy, it's
    the botany, biochemistry and horticulture that is hard.
    adrianN - 10 hours ago
    It depends on how deep your pot is. For normal pots it probably
    doesn't work without roots.
    Thews - 9 hours ago
    Lots of plants like to be top fed.  Also roots of different
    plants can grow differently for aeration. Probably best to
    educate yourself on horticulture more so than software and
  reitanqild - 7 hours ago
  Agree.Alittle more details about watering:IIRC many plants grows
  best in the long run if watered thoroughly and then left to dry
  up a bit in between.The reason for the drying is the drying
  causes the roots to grow. And the reason for why it should be
  really soaked when watered is so that the roots will stretch
  towards the bottom instead of spreading out on top.(Correct me if
  I'm wrong, I left farming school almost half my life ago &&
  English is not my mother tongue.)
bitJericho - 9 hours ago
The Color Computer from Tandy started because of a project called
"Green Thumb". Hurray for gardeners and farmers!
dbrgn - 10 hours ago
I also thought about doing a project like that, thanks for the
write-up. I somehow can't really believe that it's that hard to
measure soil moistures.Are there any industrial plant moisturing
robots? What approaches do these use?Edit: I met this guy a few
months ago at a faire: The
project doesn't seem to have advanced since then, but maybe he'll
get better results with his epsilon node.
  schiffern - 4 hours ago
  >Are there any industrial plant moisturing robots? What
  approaches do these use?Sure there are. They look like this:
  assume you mean the second/third definition of "robot," since
  GreenPiThumb  doesn't look like a human. https://www.merriam-
zfunk - 9 hours ago
Love this. I went down a similar path last year, using a Raspberry
Pi to water an outdoor vegetable patch. In the end I used a package
[1] to control a remote controlled plug socket. I also hit similar
problems with soil moisture, so went down the route of pulling a
weather feed - pump water if it isn't going rain. Easy if you are
watering outside![1]
  mtlynch - 9 hours ago
  Oh, that's awesome! Doing it outside is interesting because there
  are a whole different set of challenges. I like your project
INTPenis - 5 hours ago
As a city dweller who has grown a lot of plants on balconies and in
apartments I have also been down that road but I found a much
easier solution to the watering. Autopots[1].With those you can
have 6 plants on a single 47l tank and only re-fill it every month.
(depends on how thirsty they are)It's a gods send when I want to go
away for a few weeks vacation.For other house plants that are not
connected to a huge water tank I tend to just turn over a 2l
plastic bottle into the soil after thoroughly saturating it first
with water.So with this the only real requirement I had for my grow
op was monitoring. Because I have hard wood floors and I don't want
them to swell up due to a leaking tank.1.
  schiffern - 4 hours ago
  Nice product, and nice KISS approach.For those who don't want to
  / can't pay for it (eg the developing world), burying unglazed
  pots will also work. It's probably the most water-efficient
  method in arid land. The technique is at least 4000 years
thedaniel - 6 hours ago
In the water distribution section the author mentions the other
gardening software doesn't mention how they distribute water.
There's a longer history of irrigation than there is of embedded
software development, so maybe he should have talked to someone
that actually does agriculture or googled 'irrigation system parts'
and bought one of the thousands of existing drippers for a buck.Of
course the later heading "the gardening wasn't supposed to be hard"
seems to imply that he assumes non-coding skills are easy to figure
out or obvious, which is a sadly too-common trend in the tech
  bennyp101 - 5 hours ago
  I think you might be taking this a tad too seriously ;)
ldp01 - 9 hours ago
I'm not much of a gardener but the idea of measuring the moisture
level seems ill-conceived... Namely because you are measuring at
only a single point in your 3D region of soil, and you don't know
what range of moisture should be maintained without
experimentation.Using our guy's own sawtooth model of
watering/drainage, it would make more sense to just water at fixed
intervals and experiment with the frequency to see if the plant
grows.Still a fun project!
  thatcat - 6 hours ago
  As the plant grows the rate of water being removed from the soil
  increases, so the amount of water supplied will need to increase.
  Varience in illumination, temp, and humidity will also change
  transpiration rates.
Eduardo3rd - 9 hours ago
I really like the addition of the web camera - it's a nice bonus on
top of the more traditional temperature/humidity/light/moisture
readings that most people incorporate into these DIY systems. Much
better than what I made the first time I built one of these
things.[0]The one thing that made my scratch my head was your
approach to measuring moisture. There are several very reliable
methods for measuring soil moisture directly (changes in
resistance, capacitance, time domain reflectometry, etc) that will
give you exactly what you are looking for here."Therefore, we felt
it was fair to assume that watering based on moisture level is
impossible and that GreenPiThumb is doing the best it possibly can,
given certain inexorable limits of the physical world."This just
isn't true. The sensor you picked up from Sparkfun should give you
decent measurements for a while before degrading gradually
depending on your soil chemistry.[0] I ran a consumer soil moisture
IOT company for a few years that was sold to Scotts Miracle Gro in
  nrs26 - 3 hours ago
  Oh you may be exactly the person I need to talk to! I'm looking
  for a soil humidity sensor that is able to permanently sit in my
  garden and accurately measure soil humidity and soil temperature.
  Do you have any advice?Currently I'm using this one: after 3-4 waterings, it
  reads 95-100% consistently, regardless of the temperature. I've
  tried 2 of their sensors and have had the same problem.
  dethswatch - 7 hours ago
  > time domain reflectometryCan you point us in the right
  direction on this? The wiki doesn't make it clear how it would be
  used for measuring soil moisture.
    Eduardo3rd - 5 hours ago
    Sure - this paper (PDF warning) is a decent place to start
    learning about how the process works. http://quebec.hwr.arizona
    .edu/classes/hwr432/2014/jones02-TD...I haven't looked at the
    industry in a couple of years, but I think that many of the
    high-end commercial sensors use some variation of this
    kaybe - 2 hours ago
    Behold the wonder that is wikipedia!
z3t4 - 2 hours ago
it would be interesting to see if its possible to make a closed
system. a black box that gives tomatos ...
stevehiehn - 9 hours ago
This is inspiring.  I've been thinking about hand rolling a rain
water reserve style irrigation system that essentially just
pulls/scrapes a weather forecast and waters my garden.  Not nearly
as precise as this but hopefully useful.
theandrewbailey - 10 hours ago
I'm sorta thrown off by the use of "we" and "our" in the middle of
this article. From the top of the article (which doesn't use
we/our), I understand that this is just one guy doing this. Is
there someone else in the process that I'm missing?
  weavie - 10 hours ago
  > My friend Jeet had just started learning to program, so I asked
  if he?d be interested in collaborating with me on GreenPiThumb.
  mtlynch - 10 hours ago
  It's the royal "we". I should have mentioned in the post that I
  reign over a small kingdom.Kidding, it's a project I worked on
  with my friend. I maybe should have made that more visible at the
  top of the post.
LordKano - 8 hours ago
I have been thinking about making a homebrew Phototron using an
arduino, grow lights, temp+moisture sensors and a water
reservoir.The addition of the camera makes me think that a Pi might
be a better solution.
peter_retief - 7 hours ago
I used a fish tank pump with surgical tubing and a moisture sensor
with an arduino to switch the pump on when it got dry but as you
say, its never that easy, the whole thing is lying in a drawer
somewhere, it didn't make anything easier. Another project involved
load cells and LPG gas bottles. That was a bit more useful but it
needed to be constantly powered and the wires kept falling out, so
that's also in a drawer somewhere. I still haven't made a useful
project yet
2III7 - 10 hours ago
I bought this moisture sensor for a gardening
sen...Haven't had the chance to try it out in soil yet, but reading
the comments it looks promising. It uses capacitance instead of
resistance and connects directly to the I2C pins of the Pi. So,
easier to setup and should be more reliable.On the software side I
use Grafana really made for gardening
projects but its monitoring and alerting capabilities are pretty
much perfect for this kind of application. Not to mention how easy
it was to set it up on the Pi and get all (temperature, moisture,
light) the sensor data in.
  heavyweight - 9 hours ago
  Another, more polished, option is I've
  used their probes for years and can't believe they're not more
  popular.They use capacitive sensing and they're enclosed and
  waterproof.I highly recommend them.
    tthayer - 6 hours ago
    Have you had any fail yet? $40 seems like a lot until you add
    up replacement of failed units for the cheaper stuff.
      heavyweight - 3 hours ago
      I admit the price is steep, but it's worth it for me. They're
      more for a professional application than the hobby side of
      things.I have found them to be reliable and accurate. No
      failures yet in about a year and a half.I usually adhere to
      the old "you get what you pay for" mindset, so I have no
      problem spending more on something I can rely on.
    splitbrain - 8 hours ago
    $40 is quite steep compared to the rest of components usually
    used in such a project.
  mtlynch - 10 hours ago
  Thanks for the tip! I hadn't seen this.
    2III7 - 9 hours ago
    Beware of the delivery time though. It took them 3 weeks to
    ship the sensor from Lithuania to Estonia :)For pump and other
    peripheral control I plan on using an opto-isolated relay
    board. You can get one for really cheap and they're easy to
    setup with the Pi. Check this wiki on how to use the board in
    isolation mode.
  05 - 7 hours ago
  Or.. you can use a $2 Arduino Nano clone, a 1? 10M? resistor and
  some aluminum foil strips to build one
    HeyLaughingBoy - 5 hours ago
    Thank you for that. I was really beginning to give up hope for
    the site :-)
un-devmox - 7 hours ago
> The first time we pumped water into our planter, the tube
directed a small stream into one spot, completely soaking that area
but leaving the rest of the soil dry.I use irrigation tubing with
drip line emitters in my garden. That might be a solution for you.
The cool think about the emitters is that they control the flow of
water and are easily positioned. I think they start at .5ga/hour on
up to 10ga/hour.
  glup - 7 hours ago
  One could hook the RPi up to a solenoid valve and then standard
  Orbit drip tubing or variable drop line emitters.
nrs26 - 9 hours ago
I am so excited to see this! I've been working on a very similar
project to monitor my outdoor vegetable garden using a raspberry pi
and some ESP8266's. Like you, I'm using this as a project to better
learn javascript, angular and django. It's in the very early
stages, but I'm really loving the experience so far.Here's a
picture of my setup. have a enclosure
(that I recently made waterproof) that sits out in my garden that
has the ESP8266 wireless chip in there, which works very similar to
an Arduino with built in WiFi. I have it reading data in from a
soil humidity / temp sensor, an air humidity sensor, a light
sensor, and a air temperature sensor.That data gets sent back to a
simple django webserver that I have running (indoors) off of a
raspberry pi. It records all the sensor readings every 10 minutes
and registers them to various plots in my garden. And then, if
there are any big issues (no light for 2 days, lower than average
soil humidity or soil temperature, etc), it texts me.Eventually
I'll connect it to my irrigation system, but I don't trust it
enough yet!I have the exact same problem with soil humidity sensors
that you mentioned. I even sprung for some fancy ones
( that claim to be waterproof. I cannot make
them read useful information and, once it rains or I water
outdoors, the sensors read 99% for the next few days. It's very
frustrating and the missing piece to make all of this work.Like
you, this started as a quick, month-long project and now it's
become something a lot bigger :)I think eventually I'd like to
build this out to be a vegetable garden planner, so I can plan my
vegetable garden at the start of the season, monitor what's
happening with them, and automatically trigger my irrigation system
if needed.Anyway - it was great to read this! I'd love to hear how
this project evolves and would be happy to share any of my
experiences as I've put this together.P.S. And, it's a long shot,
but if you (or anyone is reading this) figures how to accurately
measure soil humidity temperature in a waterproof environment, I
would be forever grateful!
  faster - 7 hours ago
  Soil moisture measurements can be scientific if you have enough
  money. Look up Time Domain Reflectometry and Soil Moisture
  Tension.I don't understand TDR well enough to explain it, so I
  will let you search for your own info. The cheapest usable TDR
  sensor is about $350.Tension has a simple analogy; a Slurpee (is
  that trademarked?) is easy to drink through a straw in the
  beginning, but it gets harder to pull the liquid up the straw as
  you drink more of it. That's tension and plants also struggle to
  pull the water from the soil depending on lots of factors
  including the composition of the soil, the amount of water
  present, drainage, etc.There are several sensors that can be used
  to measure tension but none are accurate in all conditions, so
  people who want to measure tension tend to use multiple sensors
  of different types and triangulate on a useful number.Large scale
  farming (in dirt across thousands of acres) is where the complex
  sensors are needed because the soil attributes are not
  uniform.When you're gardening in a pot indoors or in a greenhouse
  with the same soil everywhere (because you bought bags of it),
  you can use those $0.43 resistance probes and just calibrate your
  watering amounts and intervals over time. Pump on for X units of
  time, ignore for Y units to let the water move through the soil,
  then sample every Z units until it needs more.
    kaybe - 2 hours ago
    It should be possible to hack together a basic TDR device,
    especially if you can calibrate it.Then one needs a/two metal
    piece of defined length, and a high-frequency oscilloscope,
    that can also give a pulsed signal (ideally of high
    frequency).The biggest issue I see is that you'd need something
    like at least 0.5 GHz resolution in the oscilloscope with a
    metal piece of 25cm (quick mental math and some guesses, don't
    hold me to it). Probably better to have at least 2 GHz. I don't
    think computers and software alone is up to it after a quick
    search. Maybe one can increase the travel time in the probe
    (metal stick) somehow to lower the needed resolution, but not
    by orders of magnitude.
  jbeales - 8 hours ago
  That looks cool. Does having your electronics enclosed in a
  greenhouse bring them close to any temperature limits?
    nrs26 - 3 hours ago
    Probably! But I haven't had any issues yet.
  mtlynch - 8 hours ago
  Thanks for reading.Your project looks really cool! Is your code
  open source? I'd love to check it out.
option_greek - 9 hours ago
I had good results with using a simple timer board that switched
the pump on and off at fixed intervals. The total setup (for 5
potted plants) costed around $25 including the timer board. The
results were great especially with tomato and okra where we had a
hard time collecting the produce :)Edit: Was using something
similar to this board:
LED-Display-Digita...I think RPi is a overkill for this project.
  kingosticks - 9 hours ago
  > I think RPi is a overkill for this project.Not when you
  consider the goals of their particular project and the experience
  of the author(s), as he does explain.
setq - 9 hours ago
I love these projects. They are always destined to fail from
experience but are great fun anyway. I've tried a few times to do
similar things. I'll catalog my disasters quickly:1. Seedlings need
blowing around a bit when they pop out or they get all spindly. Cue
wiring up two 80mm PC case fans to a chain of a single astable then
two monostable 555's to generate an oscillating wind field that
goes on for 5 seconds each direction after a delay of 10 minutes.
Dried the compost out, blew most of it it away and then killed the
plants dead. No tomatoes for me!2. Watering robot version 1.
Similar to above but with a 74hc390 dividing down the clock so it
only ran once every day. Used an unprotected MOSFET to control a
small water pump from ebay. Back EMF blew the MOSFET up and jammed
it as a short. Emptied the entire water reservoir into the pot,
down the wall and into the carpet.3. Watering robot version 2. Same
as above with problems fixed. Apart from I ran out of bipolar 555's
so I used CMOS ones which are a little more tetchy about noise. Cue
last 555 getting jammed in an on state and the same thing
happening. This time, the tupperware box with the electronics ended
up getting wet and the wall wart exploded.Edit: meant to say to the
OP - nice work. This is the spirit of all things interesting :)
  zild3d - 7 hours ago
  Why not use a relay? Less to worry about for a side project like
  that. If you don't need sub-millisecond switching then you gain
  complete isolation, constant voltage output, and AC or DC
    setq - 7 hours ago
    Relay has a considerably lower drive impedance than a MOSFET
    for switching so you end up having to drive the relay with
    something anyway because the 555 will probably die. Might as
    well skip the middle man and use a MOSFET which has a crazy
    high source impedance.(you need to stick a transistor between
    the 555 and the relay anyway so you might as well just use a
      HeyLaughingBoy - 5 hours ago
      Nope. 555 has drive capability of over 100mA. More than
      enough to drive a small relay directly. Just make sure you
      have a spike suppression diode in circuit.
        setq - 4 hours ago
        Take a look at the output switching on different variants
        of 555s (there are about 6). This isn't always the case.
        Not only that if you pull lots of current through them, and
        100mA is a lot, then the Pd of the sink transistor is
        pushed a bit hard.  I've let the smoke out of a few over
        the years working on that assumption.Good tip: measure
        voltage between the output pin and gnd or Vcc in both
        states and then have a think.Plus when you're not an idiot
        like I was, a MOSFET is cheaper.
          HeyLaughingBoy - 4 hours ago
          Fair point.I sometimes overestimate the ability of the
          average electronics hobbyist to properly understand a
          setq - 4 hours ago
          I don't think many people read the data sheets to be
          honest even some of the professional engineers.  It's
          mainly gluing canned circuits together and see if they
          work or not. This is a little difficult if you didn't
          start with analogue and work up.
  joshvm - 6 hours ago
  Fun story: we're doing a project at work to do with
  agriculture.We bought some pot plants to keep alive and some
  cheap soil sensors; they're just two electrodes and you pass a
  current through the soil, measure the resistance and get a proxy
  for soil moisture. We left the sensor continuously logging on
  Friday, came back on Monday to find the plant very unhappy and
  the probe contacts almost completely corroded. Within a day or
  two it was a stump, never recovered.Turns out you're not supposed
  to leave these things powered on 24/7 and capacitative sensors
  are a much better solution. TIL you can electrocute plants.
    setq - 4 hours ago
    You plated your plant! :)
    kaybe - 2 hours ago
    Put a metal stick in the soil and check the travel time of the
    reflected signal:
      setq - 9 minutes ago
      This is a really cool idea actually. However you're likely
      talking sub nanosecond rise times which makes things a little
      difficult in the signal processing space. For example my
      scope (knackered old 1971 Tek 475) can barely manage 1.8ns on
      a properly terminated transmission line which this will
      likely not be.
    detaro - 4 hours ago
    Probably not so much electrocuted as poisoned with metal ions.
  danesparza - 8 hours ago
  Solidarity.  :-)What a lovely way to learn about the world ... by
  taking copious notes about all of the (surprising) things that
  don't work.
    setq - 8 hours ago
    It's fantastic. When it fails miserably I am usually in
    hysterics at the sheer carnage my creation unleashed. So much
    to learn.I'm slightly tempted to do a 4th attempt now inspired
    by the original poster :)
      lloydjatkinson - 8 hours ago
      That's a very positive outlook to have, the bit about
      unleashed carnage made me laugh :)
      weaksauce - 3 hours ago
      Have you seen great fun
      with the carnage
        setq - 16 minutes ago
        Yes this is a favourite bit of reddit for me. Highly
        recommended :)
      hox - 6 hours ago
      you should play dwarf fortress.
  trevos - 7 hours ago
  Seedlings need _light_ when they pop out or they get all spindly.
  The sun does something like 1 kW/m3, so if you're using
  artificial light, you will need plenty of (preferably LED/CFL)
  lighting. Source: the generations of spindly tomato plants who
  went before the thick-stalked purple-green-leaved ones.
    setq - 7 hours ago
    Indeed. This was on the kitchen window sill with sunlight 50%
    of the day. We got there in the end unaided by technology but
    it was so much fun trying with it.Ones that worked eventually: - note cable ties :)
    polyfractal - 5 hours ago
    While that's true, the OP's solution is one way to help promote
    thicker stems if your lighting is sub-par.  E.g. more light is
    best, but failing that for some reason (budget, space,
    whatever), stimulating the stems is a reasonable backup.
tp3z4u - 9 hours ago
The plants look waterlogged; the roots need air to breathe.Drain
the water back into the reservoir (use a simple filter to prevent
damage to the pump) and just use a schedule for watering.I used a
mechanical timer switch for 15 mins every hour for my hyrdo setup.
For soil, such tiny plants, and no lights you would need far less
frequency. A general rule of thumb is to give it enough time
between waterings to let it get a bit dry.
  mtlynch - 9 hours ago
  Oh, thanks for the feedback. There are holes at the bottom of the
  planter. Is there something different we need to be doing to get
  it to drain properly?How much time do you think it should go
  between waterings? The first batch, we kept waiting for the soil
  to get really dry, but weren't sure if it should just be not very
  damp to the touch or like as dry as before we put water in at
    heavenlyblue - 8 hours ago
    I would think a purely technical approach to this is flooding
    the plant every hour, and then measuring the differential of
    how much water had flooded the roots vs. how much water was
    pumped out.If the differential is tending to 0 then it means
    that not only the soil is saturated, but the plant is as well.
    This is _quite_ a basic concept, since you do not want a fully
    saturated soil all of the time.A proper biological approach is
    to estimate how much water exactly the plant needs per unit of
    time, and then make sure the differential is always exactly
    that amount. This is not an exact science, especially when
    you're only working with a single plant and your conditions are
    probably far from ideal.This approach would easily take into
    account other hidden variables, such as the rate of evaporation
    of water from the soil that depends on the ambient temperature.
    It also scales to hydroponics.
      exelius - 5 hours ago
      This is basically hydroponics. And by "basically" I mean
      "exactly". Replace the soil with an inert, porous medium like
      hardened clay. And if you aerate the water with say, an
      aquarium pump/stone, you don't even need to drain it...
    tp3z4u - 8 hours ago
    The drain back into the reservoir is so you don't have to worry
    adding too much water in one go as it'll just drain back out
    right away. The soil will only hold a certain amount. By not
    having the soil soak water back up from the pan you don't need
    to worry about controlling the amount of water you just need to
    time the period between waterings. The drier the soil the more
    water it'll absorb every watering period so it's reasonably
    self correcting.A rough ballpark on watering cycles is usually
    good enough. I'd watch the leaves to give you an idea. I'd stop
    watering and wait until the leaves show signs of under-watering
    and then use slightly less time as my watering period. I'd
    guesstimate based on your setup that the period will be
    measured in days.IMHO if you're going to have that much set-up
    you might as well go hydro.And, as I'm assuming the real aim is
    to build cool things perhaps you could use Deep Learning to do
    leaf classification (Over Watering | Under Watering | OK). That
    way you could use a webcam to control the watering instead of
    the sensors. Knowing your watering times and regular
    classification samples you could use a fourier transform to
    help identify the optimum watering period. Perhaps someone
    could do this as an API service. I do Deep Learning on images
    as my job so if you want I could tell you how to create the
    training data and once you have that I could train a classifier
    for you.
bfu - 10 hours ago
Instead of measuring soil moisture try:    - measuring air moisture
of small upside down cup on top of the soil      - measuring weight
of the whole pot  Or don't measure at all and instead use precise
amount of water on precise times (RTC module, medical grade piezo-
electric pump). My similar project is on hold at 20 or so sketches
of various types of water pumps.
  kpil - 6 hours ago
  Wouldn't two temperature sensors tell a bigger difference for wet
  soil, as the wick temperature is lower in damp soil. If it's
  little difference it's probably dry.That's at least partially how
  my finger works as a sensor. A finger test probably picks up
  sponginess too.
  criddell - 8 hours ago
  I wonder if you could use the camera to detect when the plant
  needs water? I have a plant on my desk that I dump water into
  whenever it starts looking sad and it's been alive for years now.
    Diederich - 7 hours ago
    > I have a plant on my desk that I dump water into whenever it
    starts looking sad and it's been alive for years now.I've grown
    some glorious plants on my desk at work with exactly that
    method.  When the ends get a little droopy, I water them
  hvidgaard - 9 hours ago
  > Or don't measure at all and instead use precise amount of water
  on precise timesThis may or may not work depending on location of
  the plant. If it's in changing temperaturs and direct sunlight,
  there will be periods where it needs more water.
  rwmj - 9 hours ago
  Wouldn't the weight of the pot increase as the plant grows
  (because it's absorbing carbon from the air in fact).
    jbeales - 8 hours ago
    This could be accounted for - for example, if the weight of
    everything drops by 100 grams, then at least 100 grams of water
    has been used or evaporated. Eventually any increase in weight
    from the plant could probably be calculated, but for many
    plants, (like bush beans), it's a relatively small amount,
    probably less than a pound.OTOH indeterminate tomato plant, for
    example, weighs a lot, and the weight would also be affected by
    picking the fruit.
fpgaminer - 7 hours ago
I vaguely remember that when I read about soil moisture sensors,
they all needed to be cleaned and dried after every use.
Basically, you couldn't leave them in the soil.  Seemed odd to me,
but I never dug further into it.Is that true?  If so, that would
explain why the sensor doesn't work here, but leaves me wondering
why I've seen so many projects try to use the sensors that way.
  ShakataGaNai - 5 hours ago
  Many soil sensors use electrical conductivity between two
  contacts, using the resistance to gauge the moisture. The more
  water, the lower the resistance. Unfortunately those contacts
  will start to corrode after being left in a damp (and
  electrified) environment.
yellowapple - 5 hours ago
The traditional answer to automated irrigation for indoor plants
(and outdoor plants when you need better water efficiency than with
a sprinkler system) is typically a drip system (background info:  Interesting that
this project didn't seem to go that direction, seeing as how water
distribution is kind of a solved problem in
agriculture/horticulture (at least in terms of the mechanical
aspects; efficiency can still use improvements, and little projects
like GreenPiThumb are definitely steps in the right direction).
rdez6173 - 7 hours ago
I wonder, for a container plant, if you can reliably use weight as
a measure of soil saturation.  Of course plant growth would add to
the weight, but I suspect that could be accounted for.
  ShakataGaNai - 5 hours ago
  Interesting thought, probably could. USB scales are cheap, but
  your plant with water (draining through) would be sitting on top
  of said scales electronics. Could get messy.
soheil - 6 hours ago
I once setup something similar but with solar panels in Mojave
desert to water a peach tree. Needless to say that didn't work oht
as planned.
banderman - 6 hours ago
I am excited to see projects like this. I believe that it will be
important to be able to deploy fully autonomous food production
facilities to Mars ahead of any colonization effort.
betolink - 9 hours ago
This project reminds me of an installation at MOMA NY, the same
concept but they used an Arduino. Now there are even kits to do it
for whole garden
lloydjatkinson - 10 hours ago
Hmm. A MOSFET for a motor switch might be overkill. Also, there's
no flyback diode. So your Pi pretty much will let its blue smoke
out when you get a flyback voltage, or at least the MOSFET.
  nerdponx - 10 hours ago
  I haven't done much electronic stuff in a good seven years, but
  this is typically what you would use a relay for, right?
    dhartsfield - 10 hours ago
    You'd still want a flyback diode, as the voltage spike will arc
    across the contacts of a relay as well, shortening their life.
      lloydjatkinson - 8 hours ago
      Yep was going to say exactly this. Anything involving
      collapsing magnetic fields, eg solenoids, relays, motors,
      absolutely simply has to have a flyback diode.
        setq - 8 hours ago
        Incidentally you can demonstrate this by wiring up the
        relay so it oscillates i.e. use the NC contacts in series
        with the coil. Then stick your fingers across the coil.
        It'll give you a nice shock. Not enough to hurt you but
        enough to go "hmm, I'm not going to do that again" like
        licking a 9v battery.Attempts to measure these spikes on a
        cheap scope years ago ended up blowing the scope input FET
        up. Whoops. Good job it was a university owned scope :D
          cr0sh - 7 hours ago
          > Attempts to measure these spikes on a cheap scope years
          ago ended up blowing the scope input FET up.Yeah - they
          make special high-voltage probes for this kind of thing
          (some can go up to 10 Kv and beyond - just depends on how
          much money you want to spend).I believe that the main
          difference between a standard probe and an HV probe is
          one of resistance; I think the HV probe puts a large
          value (mega-ohm) resistor into the mix (not sure if it's
          in series, or between the probe input and ground - see my
          further note below).If you have a scope, it's handy to
          have one around "just in case" if you can afford it. I
          got lucky myself; I found one for a few dollars at a
          local Goodwill thrift store (the strange stuff you can
          find there...)Note:Hmm - I decided to look a bit more
          into this - I guess things on HV probes can get
          quickly! - a
          basic probe is just a voltage divider with large value
          resistors (like I alluded to earlier); but as the
          frequency increases, lots of other weird and fun stuff
          come into play (and in the comments section of that
          article, someone mentions special chemicals that had to
          be added to certain special probes he used in the past!).
          setq - 4 hours ago
          Yeah the Tektronix HV probes used to come with an aerosol
          can and you had to fill them up.Technically frequency
          compensation is required across all voltage dividers for
          scopes so not to accidentally create a low pass filter
          with the parasitic capacitance in the cables and input
          circuits. It's all quite fun.Disclaimer: was an obsessive
          compulsive scope collector for a while.
      cr0sh - 6 hours ago
      Something that also exists (but are mainly used on pure or
      nearly pure electrical systems - think old-school, pre-
      microcontroller/cpu ladder logic relays and controllers) are
      "quencher resistors"; these were resistors placed across the
      coil to absorb the voltage spike. You sometimes see them on
      automobiles, mainly older vehicles.
    kefka - 10 hours ago
    Long and short, motors store power in magnetics when
    electricity is flowing. When its not, the coil loses its
    magnetization and turns back into electricity.Now think of all
    the electricity as one big wave. Cause that's what it is. If
    you were running  12v , you can see upwards of 30v surge. This
    is bad.The key is to equalize the power on the motor. And
    that's done by putting a diode in the reverse flow across the
    terminals. So that big flow of electrons can equalize itself
    BEFORE hitting other silicon (like the MOSFET or your
    RasPi).Ideally, you want to do this for motors, electromagnets,
    solenoids, and inductors(well, unless you're doing an L-based
    filter , but aside the point). They all have this magnetic
    energy->electricity->surge thing going for them.
  mtlynch - 10 hours ago
  That sounds... undesirable. Electronics is definitely not my area
  of expertise, so I'm very open to feedback. What do you
    dbrgn - 10 hours ago
    This helped me to understand flyback diodes:
    lloydjatkinson - 8 hours ago
    Read up on flyback diodes. There are additionally numerous
    motor driver IC's specifically for this purpose.A flyback is
    critical in anything involving a magnetic field, especially a
    collapsing magnetic field from a motor that stops spinning. The
    field collapse induces a relatively huge current which will be
    many many many times greater than anything a normal component
    is designed for.Not having one is like driving your car down
    the highway without any breaks. The only way to stop is to
    motardo - 9 hours ago
    When MOSFETs get hot, that usually means the gate voltage is
    too low. It looks like your driving the MOSFET gate through a
    resistor voltage divider. It would be better to drive the gate
    straight from the PI's GPIO pin. Also a flyback protection
    diode would be a very good idea.
    Jaruzel - 9 hours ago
    Wouldn't a relay be easier to integrate? and also keep the pump
    power circuit isolated from the pi power circuit?
      lloydjatkinson - 8 hours ago
      Anything involving collapsing magnetic fields, eg solenoids,
      relays, motors, absolutely simply has to have a flyback
      diode.So your suggestion is actually introducing a second
      magnetic field, so now you've doubled the chances of blowing
      up your Pi and or the MOSFET.Whether you're using a
      transistor/MOSFET directly with a motor or instead with relay
      + motor you need the flyback diode.
        cr0sh - 7 hours ago
        > So your suggestion is actually introducing a second
        magnetic field, so now you've doubled the chances of
        blowing up your Pi and or the MOSFET.No. You haven't fixed
        the original problem, but your motor is now isolated from
        the rest of the circuit.You've just now have a relay with
        an inductive element instead of a motor. Ultimately, you
        haven't solved anything (unless you are using an AC motor,
        and you don't have a triac or something else solid state to
        control the motor). You still need the flyback diode.But
        you haven't doubled your problem by introducing a relay,
        merely moved the issue to another part.Now - in regards to
        the mosfet - many mosfets (not all!) have a built in
        protection diode between the source and drain. Check your
        datasheet for details (including what kind of back-feed
        voltage/current can be handled by them - some may need an
        added diode with better ratings in detail).EDIT: Also -
        some relays have built-in protection diodes (or can be
        ordered as such) as well (again, check the datasheet). You
        see this more on relays for automotive applications (ie -
        standard BOSCH style relays) than ordinary bare PCB relays.
exelius - 5 hours ago
So the reason your moisture sensor project failed is because those
types of moisture sensors are really designed for "stick it in,
test it, and pull it out" testing. If left powered on in a moist
environment, the conductive material on the sensor will quickly
corrode (quickly as in the span of a few hours, as is seen on the
graph).However, Vegetronix makes an ultrasonic soil moisture sensor
that does not have electrodes, and thus does not corrode. It is far
more complex and expensive ($40) but it's designed as a moisture
sensor for sprinkler systems and as such is engineered to be left
in the ground.Edit: Link to Vegetronix sensor: . I have used it and it
works well, but as it turns out, even this is not sufficient to
really automate a garden. You need fertilizer. Hydroponics make
dealing with that complication much easier -- until you realize
that the fertilizers are caustic / acidic enough that you have to
flush the lines with water as well...In other words, there's a
pretty good reason you can't buy a kit off the shelf that will grow
plants :)
  mtlynch - 4 hours ago
  We did plan for this. The moisture sensor is only powered when
  we're performing a reading, so probably only a few seconds per
  day, cumulatively.
    exelius - 3 hours ago
    Maybe you're oxidizing the soil around the sensor? In any case,
    oxidization (especially with gold-plated sensors) is a concern.
    I was unable to get these simple resistive sensors to work
    consistently long-term.
  atourgates - 3 hours ago
  > In other words, there's a pretty good reason you can't buy a
  kit off the shelf that will grow plants :)Actually - I've had
  great luck with an AeroGarden.  A friend got me their Harvest
  Touch model in the fall, and I successfully grew herbs all
  winter.Then this spring I started tomato seedlings in it, and had
  far-and-away the most successful tomato seedling starts in my
  decade of trying.My model is the Harvest Touch - which tells you
  when to add water and fertilizer on a screen.  But there are more
  advanced models that connect via WiFi:
  don't see much value in the "smart" features, but as far as easy-
  indoor hydroponics, they really can't be beat.
  HeyLaughingBoy - 5 hours ago
  The sensors corrode due to oxidation caused by the DC current.
  It's a pretty simple design change to alternate the current flow
  through the sensor and prevent that oxidation by toggling the
    mdorazio - 2 hours ago
    Exactly this.  I created a soil moisture setup with cheap
    sensors that worked consistently for several months.  The key
    was to send the current flow one direction for a few seconds,
    then reverse high/low on the pins for the exact same time.
    This prevented excessive oxidation.
ShirsenduK - 9 hours ago
You may also hack this product by
Smar...There are many wifi enabled switches to enable the water
pump. Try out the ESP8266 and/or ESP32 in your next project.Your
mind will blown with the possibilities :DAlso, you may loose the
soil and go for hydroponics, that would make this really from the
  danesparza - 8 hours ago
  "loose the soil and go for hydroponics"What a great idea!
  (Especially since his "dirt is broken").  :-)
  dbrgn - 7 hours ago
  That's an interesting product :) I found a teardown:
crb002 - 7 hours ago
Why computer vision of plant stress is better than fancy sensors.
  glup - 7 hours ago
  I've run into trouble with human vision in this case: I can see
  that a plant is stressed, but it's often much harder to figure
  out what is stressing it.
crusso - 9 hours ago
But I?m a programmer, not a gardener. If I had a plant, I?d have to
water it and check the plant?s health a few times per week. I
decided it would be much easier if I just spent several hundred
hours building a robot to do that for me. If the plant lives to be
80 years old, I come out slightly ahead.The mark of the start of
any good hobby project is a sense of humor about the time it really
takes to accomplish something simple with technology on the first
  F_J_H - 5 hours ago
  Reminds me of this:
    ryfm - 1 hours ago
    expected that one
      branchan - 1 hours ago
      expected this one
joshribakoff - 7 hours ago
As for the faulty soil moisture, check out tropf blumat. It's made
in Germany (you know the Germans make good stuff). It uses osmosis
and gravity to keep the soil moisture consistent, no electricity.
I've had great success with roots even growing up out of the soil
towards the drippers
somecallitblues - 3 hours ago
I'm building a space bucket atm using Arduino instead of Pi. It's a
lot of fun. There are some amazing projects on has a good Pi setup with
schematics etc. I think his reddit post is very detailed with
tylerjaywood - 5 hours ago
This is awesome. I did something similar at was running through moisture
sensors on a weekly basis until I hooked it up to the GPIO on only
flipped the power on when I was taking a reading. Now I get
readings every 10seconds and haven't had to replace the sensor in
over 6 months.
  nrs26 - 3 hours ago
  Interesting -- was this indoors or outdoors?
Dlotan - 8 hours ago
I have a pretty similar project. But the problem with the
mainstream moisture sensors is that they break after some time (or
I did not find a good one). For myself I found the expensive
solution a flower power from parrot a handy
solution. It workes with bluetooth and they have some
documentation. I did some working for python: and
get good results over a long perioud without too many outliers