Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wasserpegelsensor für Aquarium


von Christian R. (cmrudolph)


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Hallo zusammen,

ich möchte für die Steuerung eines automatischen Wasserwechsels in einem 
etwas größeren Aquarium drei Wasserpegelsensoren an einem 
8-Bit-AVR-Mikrocontroller betreiben.
Naiv stelle ich mir vor, dass je Sensor zwei Kontakte blank im Wasser 
auf einer definierten Höhe angebracht werden. Wenn Wasser die Kontakte 
umgibt, wird der Kontakt geschlossen, was der Mikrocontroller an einem 
Eingang wahrnimmt.

Die Kontakte wären allerdings dauerhaft unter Wasser, sodass es 
Edelstahlkontakte sein müssten. Ich habe da auch etwas scheinbar 
brauchbares gefunden (H-Tronic Wassersensor, Foto siehe Anhang). Ein 
Straßenpreis von etwa 10 Euro erscheint mir aber ganz schön viel für 
das, was geliefert wird.

Gibt es preisgünstigere Alternativen? Oder einen besseren Ansatz?

Vielen Dank und viele Grüße

Christian

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Reed-Relais und schwimmender Magnet.

von micha (Gast)


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Hi

Der Preis ist +- OK wenn man den Sensor mit (+-) definierten Elektroden 
und angespritztem Kabel nimmt. Allerdings ist das mehr ein 
"Wasserbruch"-Melder, sprich der sollte nicht dauerhaft im Wasser sein 
sondern nur "kurz".

Das Problem (wie Du selbst schon erkannt hast) ist wahrscheinlich 
Elektrolyse. Man kann mit Wechselstrom arbeiten, aber selbst dann würde 
ich bei Dauerbetrieb im Aquarium früher oder später Probleme erwarten. 
Mach es am Besten von Aussen (optisch oder Magnet-Schwimmer) oder 
Induktiv; Schau die mal den Faden mit der automatischen Bewässerung an 
Giess-o-mat. Da wird der Sensor imho gut erklärt, man kann den auch 
als "Doppel-Rohr" bauen.

von Christian R. (cmrudolph)


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micha schrieb:
> Mach es am Besten von Aussen (optisch oder Magnet-Schwimmer) oder
> Induktiv

Eine Wasserstandsmessung von außen hatte ich mir auch schon überlegt. 
Die Variante mit Magnetschwimmer und Reedkontakt ist in meiner 
Kaffeemaschine auch so realisiert, allerdings befürchte ich, dass die 
Führungsschiene / Führungsrohr sich relativ schnell mit organischem 
Material zusetzt (Algen, Schwebstoffe) und der Sensor dann nicht mehr 
zuverlässig ist. Wenn das Becken aufgrund fehlender Sensorwerte dann 
leerläuft, wäre das äußerst ungünstig ;-)

Nichtsdestotrotz werde ich mal recherchieren, was für Führungssysteme es 
da gibt, die ggf. auch mit ausreichend Spiel ausgestattet sind, dass ein 
Algenbefall keine Probleme darstellen sollte.


Unter der optischen und induktiven Version kann ich mir derzeit nichts 
vorstellen. Hast du dazu vielleicht nähere Informationen?

Die beim Giess-O-Maten verwendeten kapazitiven Sensoren hatte ich auch 
gefunden (kann man bspw. auch bei Aliexpress fertig kaufen). Die werden 
allerdings auch in das Medium eingebracht und unterliegen einem 
verhältnismäßig hohem Verschleiß.

Edit: ich habe jetzt nochmal den im Wiki-Artikel verlinkten Thread 
gelesen, dort steht ein Baubeispiel für einen kapazitiven Sensor, der 
nicht mit dem Medium in Berührung kommt und daher keine Nebenwirkungen 
haben sollte. Das sollte wohl auch mit Luft / Wasser funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von Schreiber (Gast)


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Christian R. schrieb:
> Die beim Giess-O-Maten verwendeten kapazitiven Sensoren hatte ich auch
> gefunden (kann man bspw. auch bei Aliexpress fertig kaufen). Die werden
> allerdings auch in das Medium eingebracht und unterliegen einem
> verhältnismäßig hohem Verschleiß.

Kapazitive Sensoren sind, bei sacherechter Auslegung, praktisch 
Verschleißfrei. Chinaman-Sensoren sind meist weder kapazitiv noch 
sachgerecht ausgelegt.

micha schrieb:
> Das Problem (wie Du selbst schon erkannt hast) ist wahrscheinlich
> Elektrolyse. Man kann mit Wechselstrom arbeiten, aber selbst dann würde
> ich bei Dauerbetrieb im Aquarium früher oder später Probleme erwarten.

Man muss ja nicht ununterbrochen Messen. Empfehle ein Relais um den 
Sensorstromkreis bei nichtbenutzung zu unterbrechen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ein mechanisches System, wie es oft für Abwassergruben verwendet wurde, 
bestand aus einem Schwimmer, einer Umlenkrolle über dem Becken und einem 
Gegengewicht. Das entwickelt genug Kraft, um direkt einen mechanischen 
Schalter für die Pumpe zu bedienen. Wenn man sowas etwas kleiner 
aufbaut, reicht das sicher für eine zuverlässige Funktion am Aquarium.

Ansonsten halt Backup-Systeme wenn das ganze extrem wichtig ist oder 
sehr lange unbeaufsichtigt funktionieren soll.

von (prx) A. K. (prx)


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Christian R. schrieb:
> Wenn Wasser die Kontakte
> umgibt, wird der Kontakt geschlossen, was der Mikrocontroller an einem
> Eingang wahrnimmt.

Kann sich auf Dauer auch bei geringem Strom auf die Kontakte auswirken. 
Besser wärs, die Schaltkontakte hätten keinen Kontakt zum Wasser.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Solche Schwimmerschalter sind äusserst widerstandsfähig und arbeiten 
auch in übelstem Schwarzwasser:
https://www.pollin.de/p/schwimmerschalter-pns-85-10w-551000
Bei dem Preis kann man auch 2 installieren, um ein Backup zu haben.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Christian R. schrieb:
> Unter der optischen

Laser, reflection/lichtbrechung.
Schwimmer, Lichtschranke.

Induktiver Näherungsschalter

Christian R. schrieb:
> Führungsschiene / Führungsrohr sich relativ schnell mit organischem
> Material zusetzt

Das muss doch nich mit im Wasser hängen.

von Leroy M. (mayl)


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Du brauchst sowas:

https://www.de.endress.com/de/messgeraete-fuer-die-prozesstechnik/F%C3%BCllstandmesstechnik/Vibronik-Liquiphant-FTL80


Für den Fall, dass es im Aquarium mal
•Temperatur: -60 bis +280 °C
•Druck: -1 bis +100 bar
werden ;)


Aber im Erst, ein magnetischer Schwimmer, geführt von einem Draht mit 
etwas Spiel, das setzt sich nicht zu.

Abfrage per Reed-Kontakt oder per Hallsensor. Fertig ist die Laube.

von Christian R. (cmrudolph)


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Teo D. schrieb:
> Das muss doch nich mit im Wasser hängen.

Wie soll das dann funktionieren? Der schwimmende Magnet muss ja 
irgendwie in der Spur gehalten werden, damit er die Sensoren auch 
wirklich passiert. Ein ringförmiger Schwimmer, der auf einem "Faden" 
geführt wird, klingt schonmal sehr robust.

Die Verwendung selbstgebauter kapazitiver Sensoren wie im Thread vom 
Giess-o-Maten klingt für mich allerdings sehr attraktiv. Wenn man das 
passend dimensioniert bekommt, sollte der Unterschied zwischen Luft und 
Wasser eine Kapazitätsänderung von deutlich mehr als dem Faktor 10 
ergeben, was für eine zuverlässige Messung wohl ausreichend wäre.
In Punkto Zuverlässigkeit hätte das auch den Vorteil, dass mehrere 
Sensoren gleichzeitig "ein" oder "aus" anzeigen.

von Johannes S. (Gast)


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oder Schwimmer + https://www.adafruit.com/product/3316
Für die Anwendung kann man ja relativ lange integrieren, dann hat man 
sogar einen stabilen Analogwert für den Füllstand.
Adafruit ist eine Quelle für den Sensor, ich habe den bei 
https://eckstein-shop.de/Adafruit-VL6180X-Time-of-Flight-Distance-Ranging-Sensor-VL6180 
gekauft. Gibt es in zwei Entfernungsbereichen.

von Fred R. (fredylich)


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Habe ich beim freundlichen Chinamann für 1,20 € gekauft.

Ultraschall Entfernungsmesser HC-SR04
Produktbeschreibung
Der Ultraschall Entfernungssensor HC-SR04 eignet sich zur Messung im 
Bereich zwischen 2cm und ca. 4m (Auflösung von 2mm).
Er benötigt nur eine einfache Versorgungsspannung von 5V bei einer 
Stromaufnahme  weniger als 2mA.
Nach Triggerung mit einer fallenden Flanke (TTL - Pegel) misst das Modul 
selbstständig die Entfernung und wandelt diese in ein PWM Signal welches 
am Ausgang zur Verfügung steht.
Ein Messintervall hat eine Dauer von 20ms, es können somit bis zu 50 
Messungen pro Sekunde durchgeführt werden.
Anwendungsbereiche: Hinderniserkennung, Entfernungsmessung, 
Füllstandanzeiger.
Funktioniert bei mir auf 2mm genau. Hat auch keinerlei Berührung zum 
Medium.
Kannst du auch übers Aquarium an die Zimmerdecke nageln.

Gruß

von Teo D. (teoderix)


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Christian R. schrieb:
> Wie soll das dann funktionieren?

Bring was immer du  willst, OBEN auf dem Mast an, der auch das 
Bötchen am wegschwimmen  hindert...

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gibt einen Drucksensor für Waschmaschinen, der misst etwa einen 
halben Meter Wasserhöhe, mit Analogausgang. Da könnte man drei Schwellen 
vorgeben, und das Problem mit einem Sensor erschlagen (Mathematiker sind 
brutale Menschen, die erschlagen Probleme).
https://www.reichelt.de/Sensorik-SMD-bedrahtet-/MPXV-5004GC6U/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=82348&GROUPID=8097&artnr=MPXV+5004GC6U&SEARCH=%252A

von Teo D. (teoderix)


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Christoph K. schrieb:
> Es gibt einen Drucksensor für Waschmaschinen, der misst etwa einen
> halben Meter Wasserhöhe,

Christian R. schrieb:
> befürchte ich, dass die
> Führungsschiene / Führungsrohr sich relativ schnell mit organischem
> Material zusetzt (Algen, Schwebstoffe)

Trennschicht einbauen, Beutel am Ende, dest. Wasser...
Umständlich?!

von Thomas G. (thomas_g760)


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Kapazitiv von außen ist beim Aquarium die beste Lösung. Die Sensoren 
sind sehr leicht zu bauen, und Leiterplatten billig beim Chinesen.
So sieht das aus.
https://forum-raspberrypi.de/forum/thread/23082-erdfeuchte-bewaesserung/?postID=270008#post270008

Die klebst du einfach horizontal an die Scheibe.

Dann kannst du gleich einen ESP draufsetzen und über Internet deinen 
Wasserstand anzeigen lassen.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Man kann ein Aquarium auch wiegen. Ich wette sogar einen beträchtlichen 
Teil meines Schmuckes am Nachthemd, dass die Menge des im Aquarium 
befindelichen Wassers proportional zum Gewicht ist UND umgekehrt.

Damit die Organismen auch wirklich Wasser haben, solltest du wenigstens 
3 verschiedene Sensoren nutzen und mit einem Voting-Verfahren 
verknüpfen. Wenn du das dreifach redundant auslegst, geht es schon in 
Richtung 3 Sigma.

Mit der Temperatur könnte man auch noch spielen, da Wasser mit Fischen 
sich ja von der Umgebungsluft unterscheidet – Arbeitshypothese. Das käme 
ganz ohne Felder und Lichtstrahlen aus. Wobei ich mir das mit 
Brechungsindex-Änderung und 40W CO2-Laser schon gern ansehen würde. 
(Brennt Algen zuverlässig weg.)

von Benjamin M. (benjamin_m50)


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Ich würde zu einer kapazitiven Messung tendieren

2 Bahnen Kupfer/Alu Klebeband auf die Rückseite vom AQ kleben und diese 
als Kondensator für eine astabile Kippstufe mit NE555 o.Ä. verwenden die 
Frequenuz dann mit arduino/RasPi etc auswerten..

Gruß Ben

von Karls Q. (karlsquell)


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Edelstahlelektroden werden funktionieren. Ist in vielen KFZ im 
Wischwasserbehälter so geregelt.
Einfach drei Stück mit unterschiedlich länge und fertig.

Wenn man jede Stunde für 1 Sek misst, hält das ewig.
Wie gesagt, funktioniert in fast jedem Auto so!

von Christian R. (cmrudolph)


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Fred R. schrieb:
> Ultraschall Entfernungsmesser HC-SR04

Auch ein guter Einfall und preislich attraktiv. Allerdings bezweifle 
ich, dass es für den Einsatz in einer kondensierenden Umgebung geeignet 
ist. Denn zumindest "Lautsprecher" und "Mikrofon" müssten frei liegen.

Christoph K. schrieb:
> Es gibt einen Drucksensor für Waschmaschinen, der misst etwa einen
> halben Meter Wasserhöhe, mit Analogausgang.

Würde man den dann in ein Rohr einkleben, welches mit der Öffnung nach 
unten ins Wasser zeigt?

Teo D. schrieb:
> Bring was immer du  willst, OBEN auf dem Mast an, der auch das
> Bötchen am wegschwimmen  hindert...

Ok, so hätte die Sensorik keine Berührung mit dem Medium, wäre aber über 
dem Aquarium zu sehen.

Teo D. schrieb:
> Trennschicht einbauen, Beutel am Ende, dest. Wasser...
> Umständlich?!

Ginge theoretisch auch. Aber was halten die Fische von einem Beutel im 
Becken? ;-)


Derzeitiger Favorit ist ein Ringmagnet auf einer beliebig gearteten 
Führungsschiene unmittelbar neben der Glasscheibe und außen eine Reihe 
von Hallsensoren oder Reedschaltern. Nach kurzer Recherche scheint der 
TLE 4905L gut erhältlich zu sein und für den Zweck auch geeignet zu 
sein. Die Frage ist nur, ob gängige Schwimmer eine ausreichende 
Feldstärke haben, um den Schalter auszulösen. (Allein das Glas vom 
Aquarium ist 16mm stark.)

von Johannes S. (Gast)


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da wäre noch die Frage wo der Sensor eingesetzt werden soll, Edelstahl 
im Meerwasserbecken ist auch nicht gut. Ich hatte einen einfachen 
Schwimmerschalter mit Hallsensor im Technikbecken, da ist immer Bewegung 
und daher gibt es da keine Probleme mit Schwebeteilchen oder Algen. Das 
Ding hat auch 2 Jahrzehnte funktioniert.

von Christian R. (cmrudolph)


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Boris O. schrieb:
> Man kann ein Aquarium auch wiegen.

Denkbar. Ich wüsste nur nicht, wie ich einen Drucksensor unter die etwa 
1000kg Aquariengewicht bekommen soll ;-)

Benjamin M. schrieb:
> Ich würde zu einer kapazitiven Messung tendieren
>
> 2 Bahnen Kupfer/Alu Klebeband auf die Rückseite vom AQ kleben und diese
> als Kondensator für eine astabile Kippstufe mit NE555 o.Ä. verwenden die
> Frequenuz dann mit arduino/RasPi etc auswerten..

Dass das auch komplett außerhalb des Wassers funktioniert war mir nicht 
bewusst. Da werde ich mich dann wohl noch etwas einlesen.

Karls Q. schrieb:
> Einfach drei Stück mit unterschiedlich länge und fertig.
>
> Wenn man jede Stunde für 1 Sek misst, hält das ewig.

Das wäre mein ursprünglicher Ansatz gewesen. Theoretisch müsste sogar 
nur dann gemessen werden, während der Wasserwechsel im Gange ist.

Johannes S. schrieb:
> da wäre noch die Frage wo der Sensor eingesetzt werden soll, Edelstahl
> im Meerwasserbecken ist auch nicht gut.

Es handelt sich um ein Süßwasserbecken mit einer Wassertemperatur von 
etwa 28°C.

: Bearbeitet durch User
von Benjamin M. (benjamin_m50)


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von StefG (Gast)


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Man könnte auch am Boden des Aquariums ein Stück Uran einlegen und dann 
von oben mit einem Geigerzähler messen (Wasser schirmt ab) ;-)

von Frank M. (frank_41)


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Die Ultraschall Sensoren funkionieren bei
mir seit 1 Jahr tadelos.
Messung kontaktlos vom Wasser und man weiss
gleich den Wasserstand.

von Pa (Gast)


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Leroy M. schrieb:

> Für den Fall, dass es im Aquarium mal
> •Temperatur: -60 bis +280 °C
> •Druck: -1 bis +100 bar

-1 bar?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Man könnte auch am Boden des Aquariums ein Stück Uran einlegen
Au ja, und wenns zu kalt wird legt man ein zweites Stück dazu und mit 
dem Abstand der beiden Stücke kann man die Heizleistung einstellen.

von Johannes S. (Gast)


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Ultraschall gibts auch waterproof, DYP-ME007Y, im Auto sollen die ja 
auch funktionieren.

von Fred R. (fredylich)


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Christian R. schrieb:
> Fred R. schrieb:
>> Ultraschall Entfernungsmesser HC-SR04
>
> Auch ein guter Einfall und preislich attraktiv. Allerdings bezweifle
> ich, dass es für den Einsatz in einer kondensierenden Umgebung geeignet
> ist. Denn zumindest "Lautsprecher" und "Mikrofon" müssten frei liegen.

In der Praxis bestens bewährt. Ist doch vergleichbar mit 
Rückfahrsensoren am Auto.
Was soll das mit der kondensierenden Umgebung? Habe diese kleine Module 
in eine Hülse eingebaut. Somit können diese fast punktgenau messen. Na 
auch der Abgleich ist vorteilhaft macht halt die einfache Software.
Beispiel: Sensor ist 2 Meter über den Sollwasserstand. Dann sage ich 
wenn der Wasserstand 2,05 Meter entfernt ist dann füll nach oder ist der 
Wasserstand nur 1 Meter entfernt dann Ruf die Feuerwehr.
Gruß

von Stefan F. (Gast)


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Man könnte auch NTC Temperaturfühler verwenden. Diese mit so viel Strom 
belasten, dass sie sich deutlich erwärmen. Wenn sie in Wasser 
eintauchen, werden sie kalt, so dass sich eine höhere Spannung am 
Widerstand einstellt.

Die kann man fertig mit wasserfestem Gehäuse kaufen: 
http://www.ebay.de/itm/NTC10K-Temperaturfuehler-2-Meter-PVC-NTC-10K-Fuehler-2m-/300479392472

von Lukas (Gast)


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Oder auch per Lichtbrechung so ähnlich wie in einer Spülmaschine.

Ein Plexiglasstab oben flach unten ein Kegel mit passendem Winkel. In 
den Stab oben reinleuchten und schauen ob es Hell oder Dunkel ist.

von Leroy M. (mayl)


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Pa schrieb:
> Leroy M. schrieb:
>
>> Für den Fall, dass es im Aquarium mal
>> •Temperatur: -60 bis +280 °C
>> •Druck: -1 bis +100 bar
>
> -1 bar?

Von Endress+Hauser übernommen.
Mitunter rechnen die mit relativem Druck (0 bar im platten Reifen und 
2,5 bar im vollen Reifen) statt mit absoluten Druck (1 bar im platten 
und 3,5 bar im vollen Reifen)

Gemeint ist von 0 bar absolut (Vakuum) bis 101 bar absolut.
Oder uuuuungefähr 100 atü. ;)

von Harald W. (wilhelms)


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Fred R. schrieb:

> Kannst du auch übers Aquarium an die Zimmerdecke nageln.

Ja, so kennst Du immer millimetergenau den Abstand zwischen
Zimmerdecke und dem Deckel des Aquariums. :-)

von Fred R. (fredylich)


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Harald W. schrieb:
> Fred R. schrieb:
>
>> Kannst du auch übers Aquarium an die Zimmerdecke nageln.
>
> Ja, so kennst Du immer millimetergenau den Abstand zwischen
> Zimmerdecke und dem Deckel des Aquariums. :-)

Bin begeistert wie du ein Beispiel analysierst um zu helfen.
Was spricht dagegen den Sensor an der Unterseite des Deckel anzubringen.

von Michael P. (mipo)


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Weil ich grade darüber gestolpert bin:

https://www.aliexpress.com/item/5v-Liquid-Level-Controller-Sensor-Module-Water-Level-Detection-Sensor-pressure/32714232712.html

Kann allerdings nichts über das Funktionsprinip oder die Sicherheit 
sagen :-) Aber für den Preis sicher einen Test wert.

von Wolfgang (Gast)


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micha schrieb:
> Das Problem (wie Du selbst schon erkannt hast) ist wahrscheinlich
> Elektrolyse.

Elektrolyse passiert nur bei Stromfluss. Da der Wasserstand sich kaum im 
Sekundenrhythmus ändert, bzw. ein Wasserwechsel in überschaubarer Zeit 
abgeschlossen ist, läßt sich der mittlere Strom - und der bestimmt die 
Elektrolyse - durch angepasste Messrate gut reduzieren.

Eleganter ist es jedoch, wenn man mit dem Sensor gar nicht ins Wasser 
muss.
Eine kleine Laserdiode und eine Photodiode auf der Außenseite des 
Aquariums, dürfte den Zweck als Wassersensor genauso erfüllen, wenn man 
die Totalreflektion an der Scheibeninnenseite bei fehlendem Wasser 
nutzt. Evtl. muss man den Auswertealgorithmus etwas gegen 
"Scheibenputzer" härten ;-)

von Sebastian S. (amateur)


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In erster "Näherung" würde ich mir einfachste Schwimmerschalter 
besorgen.

Eine weitere Möglichkeit ist ein Schwimmer mit einem langen Stab. An dem 
kannst Du an Deinen Lieblings Positionen ein paar Magnete anbringen. 
Lauschen tust Du dann mit Hallsensoren.

Eine etwas aufwändigere Möglichkeit wäre es: Geh' zum Schrotti und 
besorg Dir ein paar wasserdichte Ultraschallsensoren, wie sie in den 
aktuellen, aber verbogenen Autos verwendet werden. Die brauchen ja nicht 
im Dauerbetrieb laufen.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Giesomat Sensoren aussen ran.
Aber nicht die vom Chinesen!

von Christian R. (cmrudolph)


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Bei einer kapazitiven Messung mit einer "großen", langgezogenen 
Kondensatorfläche habe ich die Befürchtung, dass das Ergebnis sehr 
ungenau sein würde. Ein cm Wasserstand bedeutet ca. 9 Liter Wasser. Wenn 
dann noch unterschiedlich viele Schwimmpflanzen im Kondensatorbereich 
sind, ändert sich die Kapazität wohl auch. Und bei dem, was ich über 
diese Methodik gelesen habe, müsste das System sowieso regelmäßig 
kalibriert werden.

Ich habe mir günstig 50 Hallsensoren gekauft und favorisiere die 
Methode, im Aquarium einen magnetischen Schwimmer laufen zu lassen und 
die Sensorik außerhalb des Aquariums anzubringen. Als potenzielles 
Problem betrachte ich derzeit dabei die ggf. mangelhafte Stärke der 
Magnetschwimmer. Ringmagneten sind darauf ausgelegt, in ihrem Inneren 
einen Hallsensor zu bedienen. Das hätte ich mit einer 10mm Röhre und 
einer länglichen Platine vllt. auch hinbekommen, allerdings ist in dem 
Röhrchen dann kein Platz mehr für die Datenleitungen.
Folgenden Schwimmer habe ich noch gefunden: 
http://www.farnell.com/datasheets/1866245.pdf
Da ist jedoch auch fraglich, ob die Leistung ausreicht. Das gefundene 
Datenblatt gibt keinen Aufschluss darüber, wie groß der Magnet selbst 
ist. Auch die Dichte des Schwimmers lässt keine Rückschlüsse zu, weil 
die Dichte vom geschäumten PP unbekannt ist. Ggf. ist der Magnet zu 
klein, um die Hallsensoren auszulösen. (Einen Rechner für die 
magnetische Flussdichte habe ich hier gefunden: 
https://www.ibsmagnet.de/knowledge/flussdichte_berechnung.php und die 
gekauften Hallsensoren sind TLE4905L)

Eine Messung von außen mittels Photosensoren klingt auch interessant. 
Diesbezüglich habe ich aber offenbar noch nicht die richtigen Stichworte 
für die Suchmaschine gefunden...

von Christian R. (cmrudolph)


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Ich möchte mich noch einmal mit einem Projektupdate melden.
Mittlerweile ist das Projekt weitestgehend abgeschlossen, abgesehen von 
einigen kleineren Optimierungen in der Programmierung.

Wie oben geschildert, habe ich mich für den Einsatz von Hall-Sensoren 
(TLE4905L) entschieden. Hiervon habe ich 48 Stück im Abstand von jeweils 
1cm auf einen Platinenstreifen gesetzt (Bilder Sensor_vorn und 
Sensor_rueck). Damit die Daten auch vom Mikrocontroller ausgewertet 
werden können, ist auf jedem Platinenmodul ein Schieberegister 
(74HC165), welches die acht Sensoren zusammenfasst. Über den Pinhead am 
Ende der Platine kann ich dann mittels SPI die Sensoren hardwaregestützt 
auslesen.

Der Schwimmer ist eine Eigenkonstruktion, da ich in der benötigten 
Leistungsstärke kein passendes Produkt gefunden habe. Das auf dem Foto 
"Schwimmer" abgelichtete Modell hat einen Neodymmagneten mit 15mm 
Durchmesser und einer Höhe von 10mm. Ein anderes Modell hat den selben 
Durchmesser aber nur eine Höhe von 5mm, was bei der Glasstärke von 12mm 
noch ausreichend ist.
Den Magneten habe ich in in Form gebrachtes Styropor eingesetzt und dann 
zum Schutz in aquarientauglichem Epoxidharz vergossen. Der Schwimmer 
läuft in einem in das Aquarium eingeklebten Kabelkanal.
Den Umstand, dass der Schwimmer nicht gleichmäßig mit dem Wasser steigt 
und sinkt, hatte ich im Vorfeld nicht berücksichtigt. Dieser Effekt 
tritt zumindest beim Schwimmer mit dem kleinen Magneten auf, da er sehr 
leicht ist und die Adhäsionskräfte hier stärker ins Gewicht fallen.


Um das ganze komplett zu machen, habe ich noch ein Foto von der (fast) 
fertigen Schaltung angehängt. Diese übernimmt jetzt die Lichtsteuerung 
(über I2C mittels einem schon vor ein paar Jahren entwickelten 
Dimmermoduls), die Steuerung einer Luftpumpe (die Anschlussklemme oben 
rechts, 230V), die Steuerung eines 12V-Magnetventils für CO2 (die noch 
fehlende Anschlussklemme, CO2 wird derzeit sowieso nicht benötigt) sowie 
natürlich die Ansteuerung der vier Magnetventile für den Wasserwechsel 
und die Druckerhöhungspumpe der Umkehrosmoseanlage.
Zusätzlich eingebaut ist noch ein Überlaufschutz als redundanter Sensor, 
falls der Schwimmer mal versagt. Dieser besteht einfach nur aus einem 
Paar von Metallstiften, die über der Wasseroberfläche angeklebt sind. 
Sobald zwischen diesen ein Kurzschluss besteht, wird ein Warnsignal 
ausgegeben und ein ggf. laufender Wasserwechsel gestoppt.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Das hier ist ein kapazitiver Sensor, denn könntest du mit Hilfe von 
klebe-Alufolie an die Glasscheibe des Aquariums anbringen.

https://www.youtube.com/watch?v=BEwNEg1KWpg

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Christian R. schrieb:
> Hiervon habe ich 48 Stück im Abstand von jeweils 1cm auf einen
> Platinenstreifen gesetzt

Beeindruckender Aufwand.

Sollte der Wasserpegel im Aquarium nicht auf wenige cm genau gehalten 
werden?

Fast ein halber Meter Pegelunterschied ist schon mehr als der Tidenhub 
in der westlichen Ostsee ...

von Mike J. (linuxmint_user)


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@Rufus
Christian R. schrieb:
> Steuerung eines automatischen Wasserwechsels

Also "full-swing" style. Voller Messbereich. :-D

von Christian R. (cmrudolph)


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Sollte der Wasserpegel im Aquarium nicht auf wenige cm genau gehalten
> werden?

Richtig. Ich habe mich deshalb entschlossen, diesen Aufwand zu 
betreiben, da ich auch Zwischenstände während des Wasserwechsels 
benötige. Darüber wird das Mischungsverhältnis aus Umkehrosmosewasser 
und Leitungswasser gesteuert.

Dazu würden theoretisch drei Sensoren (tiefster Wasserstand, Wasserstand 
nach Zugabe vom Leitungswasser, Becken voll) ausreichen, allerdings kann 
ich das Verhältnis so nachträglich mittels Konfiguration ändern.
In der derzeitigen Programmierung sind drei Speicherplätze für maximal 
möglichen Wasserwechsel (kurz bevor die Pumpe Luft zieht), einen 
mittleren, der wöchentlich durchgeführt wird, und einen kleinen, der nur 
dann genutzt wird, wenn man aus irgend einem Grund Wasser nachfüllen 
muss.

Obendrein ist der Vorteil, dass anhand der Sinkrate des Wassers gemessen 
werden kann, ob der Filter mit voller Leistung arbeitet oder 
anderweitige Anomalien vorliegen.

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