Теперь по пятому пункту вашего «техзадания». Пытаться мерить влажность субстрата — занятие глупое и бесполезное. Объективных данных вы не получите. Есть гораздо более простое решение. Ограничение времени полива до момента появления дренажа. Просто. Дешево. Сердито.
Субстрат берет только то количество воды (рабочего раствора), которое он может взять. Появление дренажа, это индикация насыщения субстрата влагой. Так что регулирование влажности субстрата — примитивно просто. Задаешь интервал между поливами, а продолжительность полива ограничена временем появления дренажа.