Füllstandsmessung per Pegelsonde.

Atifan

@Superdad Du musst das INA219 auch mit Spannung versorgen, 3.5,5V wird supportet, am besten nimmst du die 3,3V die du schon hast.
Ja an den grünen oder blauen Block kommt der Pegelsensor selbst.
Du hast am INA219 insgesamt 8 PINS die alle belegt sein müssen.

Superdad

@Atifan Danke für deine Antwort.
Jetzt hat sich meine nächste Frage mit deiner zweiten Antwort überschnitten.

Superdad

@Atifan Habe jetzt noch einen INA219 fertig gelötet und alles noch einmal zusammen gebaut.
Bevor ich jetzt einschalte noch eine Frage.
Muss der Pegelsensor schon dran sein oder kann ich dann an dem Block noch einmal messen ob 24V anliegen?

Atifan

@Superdad muss nicht dran sein.

Superdad

@Atifan Es funktioniert nicht.
Am StepUp Board habe ich 24V und wenn der INA219 verbunden ist mit dem StepUp, bricht der Strom zusammen.
Dann sind es nur noch 0,1V.
Der INA219 fiept auch.
Stecke ich ihn wieder ab, habe ich wieder 24V.
Komisch!
Hatte mir 2 INA219 bestellt.
Entweder sind beide defekt oder ich bin zu dämlich!

Superdad

Vielleicht kann ja mal jemand drüber schauen.
Ich habe es wie folgt verdrahtet:

IMG_0783[1].JPG
Grau/Schwarz ist 3,3V.
Müsste ich es nicht wie folgt machen?

Statt der 9V halt die 24V.
Oder liege ich total daneben? Als Laie, der ich nun einmal bin!

Superdad

@Atifan
Ich habe es jetzt nach Bild2 angeschlossen und es funktioniert!

Habe es mit Sonoff Adapter verbunden und alle Werte drin.
Bei mir ist 0cm 0.035A.
Wie rechnest du die Ampere in cm oder Prozent um.

Atifan

@Superdad Alles klar wunderbar.
Bei mir ist 0cm auch 0.035A.
Hast du in der console den Befehl "Sensor13 11" eingegeben? Ja oder?

100% genau auf den Milliliter bekommst du es nicht hin, aber bei mir entspricht 0.001A einer Wassersäule von 3,225cm, das sollte bei dir genauso sein, unabhängig vom Radius bzw. vom Durchmesser deiner Zisterne.

Du musst halt schauen was für Behälter du hast und das Volumen berechnen. Hast du einen Zylinder oder ein Rechteck?
Sage mir mal den Durchmesser bzw. Radius deiner Zisterne und die Höhe. Bzw. falls rechteckig die Länge und Breite.

Atifan

Bzw. am einfachsten Testen kannst du wenn du die Sonde ins Wasser lässt. 0,5m, 1m usw. und dann schaust wieviel mA dann angezeigt werden.
Wenn du den Sondenkopf 1m ins Wasser steckst, sollte ein Wert von 0,066A angezeigt werden.
Musst du einfach mal testen ob es so ist.

Superdad

@Atifan Ich habe einen Zylinder und Oberkante ist ebenfalls 3m.
Ich versuche mal eine Gleichung in Blockly zu programmieren um dann die Ampere in cm umzurechnen.

Ich hatte mich verschrieben.
Bei mir ist 0,032A = 0cm.
Also sollten 3m = 0,125A sein.
Ausgegebener Wert x - 0,032A = Wert y
Wert y : 0,001 = Wert z
Wert z x 3,225 cm

Das sollte dann die Füllhöhe ergeben.
Nun muss ich das nur noch in Blockly einmeißeln. Zumindestens versuchen!

Atifan

@Superdad
Ja und für die Umrechnung in Liter

PI * r * r * h ist das Volumen

Hier ist mein Berechnungsscript. Bin kein Programmierer, von daher ist es bestimmt nicht perfekt :) Aber funktioniert.

Superdad

Ist wohl doch nicht so einfach mit Blockly.
Bekomme immer 0cm in der Debug Ausgabe.
Mein Blockly:

<xml xmlns="https://developers.google.com/blockly/xml">
  <variables>
    <variable id="HBB:E$N1C0DLXs9ur-so">summe x</variable>
    <variable id="2LGagD(oRPbeP[3^@)JR">summe y</variable>
  </variables>
  <block type="on_ext" id="RwS}U~yAI-qu:Gk4$)%l" x="-287" y="63">
    <mutation xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" items="1"></mutation>
    <field name="CONDITION">ne</field>
    <field name="ACK_CONDITION"></field>
    <value name="OID0">
      <shadow type="field_oid" id="|IayS%`5E.Mvqm0=O-?B">
        <field name="oid">sonoff.0.Pegelsensor.INA219_Current</field>
      </shadow>
    </value>
    <statement name="STATEMENT">
      <block type="control" id="q@Mi%VefQh.AFUtC-r;u">
        <mutation xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" delay_input="false"></mutation>
        <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Ampere</field>
        <field name="WITH_DELAY">FALSE</field>
        <value name="VALUE">
          <block type="math_arithmetic" id="c]T.wZ6thXVU8CG5~xdi">
            <field name="OP">MINUS</field>
            <value name="A">
              <shadow type="math_number" id="[YwQk07x*$_Bi1gf2S{j">
                <field name="NUM">0</field>
              </shadow>
              <block type="get_value" id="ffYElRYvG*QYnRU$yT{H" inline="false">
                <field name="ATTR">val</field>
                <field name="OID">sonoff.0.Pegelsensor.INA219_Current</field>
              </block>
            </value>
            <value name="B">
              <shadow type="math_number" id=".dB4=_wCwIy5R?!47_nl">
                <field name="NUM">0.033</field>
              </shadow>
            </value>
          </block>
        </value>
        <next>
          <block type="debug" id="Lb**=^$?1u(8-8d=M}Pf">
            <field name="Severity">log</field>
            <value name="TEXT">
              <shadow type="text" id="1d8l7V5EwDIWv+(:f6Ot">
                <field name="TEXT">test</field>
              </shadow>
              <block type="get_value" id="!t*GQque2E[6fh5`D7hF">
                <field name="ATTR">val</field>
                <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Ampere</field>
              </block>
            </value>
            <next>
              <block type="controls_if" id="GwB=eYmk@fTnO@gd|*(M">
                <value name="IF0">
                  <block type="logic_compare" id="Vv#b4x*pEgE-Beh8|S9E">
                    <field name="OP">GTE</field>
                    <value name="A">
                      <block type="get_value" id="G7ly?Fr~Tx|FF{+LdtYZ">
                        <field name="ATTR">val</field>
                        <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Ampere</field>
                      </block>
                    </value>
                    <value name="B">
                      <block type="math_number" id="KCBlol`*kLBIK^VwZO#i">
                        <field name="NUM">0</field>
                      </block>
                    </value>
                  </block>
                </value>
                <statement name="DO0">
                  <block type="variables_set" id="U;wTU6,f+B0QQMulQYfC">
                    <field name="VAR" id="HBB:E$N1C0DLXs9ur-so">summe x</field>
                    <value name="VALUE">
                      <block type="math_arithmetic" id="D$oV;aI0?$g+{pg?w)ev">
                        <field name="OP">DIVIDE</field>
                        <value name="A">
                          <shadow type="math_number" id="k$y_jvOv|F[-(_6~Xp|.">
                            <field name="NUM">1</field>
                          </shadow>
                          <block type="get_value" id="By}9*y3j7jM{y1qH_44L">
                            <field name="ATTR">val</field>
                            <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Ampere</field>
                          </block>
                        </value>
                        <value name="B">
                          <shadow type="math_number" id="*{{lI83b5[v7w9j[3$Z4">
                            <field name="NUM">0.001</field>
                          </shadow>
                        </value>
                      </block>
                    </value>
                    <next>
                      <block type="debug" id="caKu*$q`T,=GgVGilNf5">
                        <field name="Severity">log</field>
                        <value name="TEXT">
                          <shadow type="text" id="hX[e+Tu+26A%bai}ND$r">
                            <field name="TEXT">test</field>
                          </shadow>
                          <block type="variables_get" id="IUIT}R:q,uNOeBn%DmVN">
                            <field name="VAR" id="HBB:E$N1C0DLXs9ur-so">summe x</field>
                          </block>
                        </value>
                        <next>
                          <block type="variables_set" id=",_a/T!i#2s{:y,[,cB]W">
                            <field name="VAR" id="2LGagD(oRPbeP[3^@)JR">summe y</field>
                            <value name="VALUE">
                              <block type="math_arithmetic" id="}KWq]Qdz6YPmC0)!n;KD">
                                <field name="OP">MULTIPLY</field>
                                <value name="A">
                                  <shadow type="math_number" id="zk=VLtPwvO^LCSR2{%}m">
                                    <field name="NUM">1</field>
                                  </shadow>
                                  <block type="variables_get" id="N;{SwNbiXof0k_?.g2+n">
                                    <field name="VAR" id="HBB:E$N1C0DLXs9ur-so">summe x</field>
                                  </block>
                                </value>
                                <value name="B">
                                  <shadow type="math_number" id="tE5B=5BbT}P*T6[qG|n{">
                                    <field name="NUM">3.225</field>
                                  </shadow>
                                </value>
                              </block>
                            </value>
                            <next>
                              <block type="debug" id="IX|w+cYjuBA#;cUBYYl5">
                                <field name="Severity">log</field>
                                <value name="TEXT">
                                  <shadow type="text">
                                    <field name="TEXT">test</field>
                                  </shadow>
                                  <block type="variables_get" id="`Y(+l^CHW,dE`s6NOf9u">
                                    <field name="VAR" id="2LGagD(oRPbeP[3^@)JR">summe y</field>
                                  </block>
                                </value>
                                <next>
                                  <block type="controls_if" id=":xThwNel4kk,k`fj/D|h">
                                    <value name="IF0">
                                      <block type="logic_compare" id="`v#8[pVQ[?XA2n#hhwkh">
                                        <field name="OP">GTE</field>
                                        <value name="A">
                                          <block type="get_value" id="9:)f*:hw[EtxP[d%@;Sq">
                                            <field name="ATTR">val</field>
                                            <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Füllstand_cm</field>
                                          </block>
                                        </value>
                                        <value name="B">
                                          <block type="math_number" id="_))d-=4{.Hwg%[!qgB{w">
                                            <field name="NUM">0</field>
                                          </block>
                                        </value>
                                      </block>
                                    </value>
                                    <statement name="DO0">
                                      <block type="update" id="v~8v(Tejxk%B59p7D?7:">
                                        <mutation xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" delay_input="false"></mutation>
                                        <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Füllstand_cm</field>
                                        <field name="WITH_DELAY">FALSE</field>
                                        <value name="VALUE">
                                          <block type="variables_get" id="5qejMuwFbM~nc#wH2EZu">
                                            <field name="VAR" id="2LGagD(oRPbeP[3^@)JR">summe y</field>
                                          </block>
                                        </value>
                                        <next>
                                          <block type="debug" id="|]=P@l9r)=CfpmFbKe4^">
                                            <field name="Severity">log</field>
                                            <value name="TEXT">
                                              <shadow type="text" id="f5+Cz)_{CwfU$[`+E4IG">
                                                <field name="TEXT">test</field>
                                              </shadow>
                                              <block type="get_value" id=":(96#NeBT9Q#(z$O$6kq">
                                                <field name="ATTR">val</field>
                                                <field name="OID">0_userdata.0.Zisterne.Pegelsonde_Füllstand_cm</field>
                                              </block>
                                            </value>
                                          </block>
                                        </next>
                                      </block>
                                    </statement>
                                  </block>
                                </next>
                              </block>
                            </next>
                          </block>
                        </next>
                      </block>
                    </next>
                  </block>
                </statement>
              </block>
            </next>
          </block>
        </next>
      </block>
    </statement>
  </block>
</xml>

Mein Debug Output:

12:18:52.060	info	javascript.0 (1563) Stop script script.js.Garten.Pegelsensor_Fuellhoehe_cm
12:18:52.198	info	javascript.0 (1563) Start javascript script.js.Garten.Pegelsensor_Fuellhoehe_cm
12:18:52.202	info	javascript.0 (1563) script.js.Garten.Pegelsensor_Fuellhoehe_cm: registered 1 subscription and 0 schedules
12:19:03.832	info	javascript.0 (1563) script.js.Garten.Pegelsensor_Fuellhoehe_cm: 0
12:19:03.832	info	javascript.0 (1563) script.js.Garten.Pegelsensor_Fuellhoehe_cm: 0
12:19:03.832	info	javascript.0 (1563) script.js.Garten.Pegelsensor_Fuellhoehe_cm: 0

Superdad

@Atifan Habe jetzt dein Script für die Berechnung genommen und dann noch die Prozente ausgerechnet.
Eingebaut ist es auch schon und funktioniert super!

Vielen Dank noch einmal!

ElseKling

@Eisbaeeer heute kam endlich mein Strom2Spannungs-Converter. Entsprechend dem Bild angeschlossen. Leider liefert ESp-Easy keine Anzeige. Beim Messen ist mir aufgefallen, dass der Converter eine negative Spannung ausgibt.

Eisbaeeer

@ElseKling Warum ESPEasy? Meine Firmware basiert auf dem LAN Chip. Sorry, aber ich unterstütze kein ESPEasy. Da ist doch gerade Superdad und Atifan aktiv. Bei unserer Lösung ist kein Umrechnen nötig. Außerdem kann eine untere Grenze und vieles mehr direkt in iobroker über MQTT definiert werden. Falls Bedarf ist, kann ich das auch noch auf ESP8266 portieren. Gruß Eisbaeeer

ElseKling

@Eisbaeeer
Ah sorry, aber die Auswertung des Signals ist wäre ja dann der zweite Schritt. Hier noch mal der Aufbau als Schema. Wieso habe ich am Ausgang des Spannungskonverters (grün zu GND) eine negative Spannung :thinking_face: ?
Die Sonde wird ja über den Konverter gespeißt oder braucht sie noch mal 24V?

Superdad

@ElseKling Muss denn nicht GRD auf Minus und Plus auf VCC?

ElseKling

@Superdad war ein Fehler im Diagram :slightly_frowning_face:
Die Sonde braucht doch Versorgungsspannung (24V), zusammen mit dem gemeinsamen GND klappt es jetzt. Am Wochenende werde ich mal kalibrieren. Und dann ein komplettes "Rezept" schreiben.

Superdad

@ElseKling Also der gleiche Fehler wie bei mir.

ElseKling

Wie versprochen hier das "Kochrezept".
Füllstandsmesser per Pegelsonde

Einleitung:
Um dem Wasserpegel meiner Zisterne zu messen und an meinen io-broker zu übermitteln habe ich lange im Netz gesucht und auf Dauer scheinen alle Lösungen mit Ultraschall-sensor nicht beständig zu sein. Am Ende habe ich den Thread (https://forum.iobroker.net/topic/16773) gefunden. Ich habe mich für den Weg mit dem NodeMCU und ESPEasy entschieden, da bei letzterem die MQTT-Einbindung und die Konfiguration per Weboberfläche sehr einfach ist. Dank also an alle Beteiligten im Thread, ich habe nur alle Infos zusammengefasst und eine Schritt-für-Schritt-Anleitung draus gebastelt.

Hardware:
• Pegelsonde (Level Transmitter Level Transducer Level Sensor)
Achtet bitte drauf eine zu nehemn deren maximaler Pegelstand auch Eurem entspricht. Ansonsten kann es zu starken Schwankungen führen.
z.B. https://www.aliexpress.com/item/32611346968.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.2df14c4dDaJs7G

• NodeMCU (andere ESP8266 Module sollten auch gehen)
z.B. https://www.az-delivery.de/products/nodemcu
• Spannungswandler (Voltage Step Up Adjustable)
z.B. https://www.aliexpress.com/item/32833505298.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.2df14c4dDaJs7G

• Strom zu Spannung Konverter (Current to Voltage Converter Signal Conversion Module)
z.B. https://www.aliexpress.com/item/4001108601098.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.2df14c4dDaJs7G

• Optional Display (2-zeilig HD44780 1602 oder 4-zeilig HD44780 2004)
z.B. https://www.az-delivery.de/products/bundlelcd-schnittstelle?_pos=5&_sid=72565279b&_ss=r

Verkabelung:
Entsprechend der Skizze

Mit optionalem Display:

Am Strom zu Spannung Konverter mit dem 2 Schrauben den Maximal- und Minimalwert einstellen. Der Minimalwert sollte über 0V liegen um zu erkennen, ob ein Fehler (Kabelbruch) vorliegt.
Sollte das Display nichts anzeigen, am Potentiometer auf der Rückseite den Kontrast kontrollieren.

Software:
Den ESP mit ESPEasy flashen und über die Weboberfläche konfigurieren.
Ich verwende 20111 – Mega vom Sep 29 2020 09:50:20 „ESP_Easy_mega_20200929_normal_ESP8266_4M1M“. Abweichende Versionen können Probleme machen.

MQTT-Client

A: IP-Adresse des MQTT-Servers
B: User / Passwort des MQTT-Servers

Devices

Display

A: I2C-Adresse, kann über Tools -> I2C Scan ermittelt werden
B: Größe des Displays;

A: Anschluss pins des Displays

Analog Eingang

A: Oversampling glättet den Eingang der Messung
B&C: 2Punktkalibrierung der Meßwerts. A=Messwert ohne Pegel B=Messwert Maximalpegel
In meinem Fall habe ich mich entschieden den Wert als 0%-100% zu nehmen, es wäre auch möglich die Höhe oder die Liter zu nehmen. Da ich eine quadratische Zisterne haben, sind alle Werte eh direkt proportional.

Umrechnung

Umrechnung der Prozent in Liter (bei mir 9500L maximal)

Allgemeine Tipps:

Kalibration
Zur Kalibrierung habe ich ein unten geschlossenes DN50 HT-Rohr genommen, so konnte ich verschiedene Pegelstände außerhalb der Zisterne simulieren. Das Rohr bekam dann einige Bohrungen und wurde am Ende in die Zisterne gehängt und die Sonde dann eingeführt, so dient es als Filter um die Sonde etwas vor Verunreinigungen zu schützen und die Wasseroberfläche im Rohr etwas zu beruhigen.

Updates:
26-05-2021: Ergänzung zum maximalen Pegelbereich der Sonde und zur ESP_Easy Version

Das Ganze als PDF: Füllstandsmesser per Pegelsonde2.pdf

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