Füllstandsmessung per Pegelsonde.

[ElseKling]

@happyuser20 Schön, dass es "nur" die Ursache war

[Happyuser20]

Hab heute mal einen Test unter realen Bedingungen durchgeführt.
Da tauchten für mich als Laien noch Fragen auf.

Wenn ich die Sonde Max. In den Brunnen eintauche komme ich beim einstellen des Maximalwertes am Strom zu Spannung Konverter nur auf Max. 2,6V. Ich denke mal das passt so, dann ist eben 2,6V mein Maximum!?

Das andere ist, das der Wert immer so +- 2% Schwank, was bei bei mir dann 60l pro % ist.
Habt Ihr auch Schwankungen im Aktuellen Wert?

Gruß
Happyuser20

[ElseKling]

@happyuser20 Hast Du "oversampling" beim analog Input aktiviert?

[Happyuser20]

@elsekling
Ja, ist aktiviert!

[ElseKling]

@happyuser20 Dann wundert es mich doch etwas. Ist denn Deine Pegelsonde passend zu Deinem maximalen Pegelstand?
Ich habd einen max Pegelstand von 1.60m und zu erst eine 5m Pegelsonde, da schwankte es auch stark, mit einer 2m Pegelsonde war es weg.

[Happyuser20]

@elsekling
Max. Pegelstand ist bei mir 2m.

Ich vermute ich habe die falsche Pegelsonde ausgewählt, habe die in deinem Link genommen (aktuell nicht mehr verfügbar).

Da Stand was von 6m, das war dann vermutlich nicht die Kabellänge gemeint, sondern der max. Pegelstand.

40€ für die Tonne oder mit den Schwankungen leben.

[Beowolf]

@elsekling sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

@happyuser20 Dann wundert es mich doch etwas. Ist denn Deine Pegelsonde passend zu Deinem maximalen Pegelstand?
Ich habd einen max Pegelstand von 1.60m und zu erst eine 5m Pegelsonde, da schwankte es auch stark, mit einer 2m Pegelsonde war es weg.

Kann ich bestätigen. Hatte das gleiche Problem.

[ElseKling]

@happyuser20 sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

@elsekling
Max. Pegelstand ist bei mir 2m.

Ich vermute ich habe die falsche Pegelsonde ausgewählt, habe die in deinem Link genommen (aktuell nicht mehr verfügbar).

Da Stand was von 6m, das war dann vermutlich nicht die Kabellänge gemeint, sondern der max. Pegelstand.

40€ für die Tonne oder mit den Schwankungen leben.

Ich konnte bei dem Artikel die Messsäule wählen. Nehme es aber gleich in die Anleitung auf...

[Atifan]

Hi, habe auch eine 5m Pegelsonde und messe damit die Wassersäule in meiner ca. 3m tiefe Zisterne (Zylinderform, 1m Durchmesser).
Es dürfte egal sein ob man eine 2m oder 5m Sonde hat. Die 2m kann möglicherweise etwas genauer auflösen, aber auch eine 5m Sonde funktioniert wunderbar.
Bei einer 5m Sonde ist die darüberliegende Wassersäule ja auch nicht immer 5m sondern 0-5m. Also muss sie auch eine 2m Säule genau messen.

Ich habe es so realisiert.
Ein ESP8266, geflasht mit Tasmota.sensors liest einen INA219 aus. Der INA219 wird über I2C-Bus an den ESP8266 angebunden.
Der INA219 erzeugt ein current-Signal (Stromstärke), je nachdem wie hoch die Wassersäule über der Sonde steht.
Bei 0m Wassersäule zeigt der Sensor bei mir 0.035A in Tasmota an, das ist also mein Nullpunkt.
Steigt das Wasser, so steigt mit je 3,225cm Wassersäule die gemessene Stromstärke um 0.001A, das sollte bei euch genauso sein (bei einer 5m Sonde).
Über die Tasmota Konsole muss man noch folgende Settings einstellen:
Sensor13 11 -> damit wird der Messbereich der Stromstärke verzehnfacht, der Sensor also genauer
SetOption65 1 -> damit werden gehen die Settings nie verloren, sollte der ESP8266 mal zu oft hintereinander rebooten

Der StepUp-Wandler wird benötigt um aus 5V die 24-Versorgungsspannung für die Sonde zu erzeugen.

Ich habe zusätzlich noch ein Relais verbaut, das mir den Strom vom Hauswasserwerk kappt, wenn zu wenig Wasser in der Zisterne ist, damit die Pumpe nicht ohne Wasser läuft -> Trockenlaufschutz. Der 230V Teil mit Relais ist also optional. Wenn man nur den Pegel messen will braucht man das nicht.

Teilweise ist die Platine von unten gelötet und Leitungen liegen darunter, deshalb sieht man das hier nicht, hoffe ihr kommt trotzdem klar.
Habe das ganze dann noch in Grafana visualisiert.

Also bei mir funktioniert das wunderbar, ich habe sowohl bei niedrigem Wasserstand als bei mittleren und hohem Stand immer mal Probemessungen gemacht und die Höhe war immer plausibel und passte. Ich kann also im Prinzip in meiner 3m tiefen Zisterne den Wasserstand bis mit einer Abweichung von ca. 3,225cm genau sagen. Das entspricht bei meiner zylindrigen Zisterne mit Durchmesser von 1m einer Menge von ca. 25l, wenn ich mich nicht verrechnet habe.

Berechnung:
x = Höhe der Wassersäule (in m)
y = in Tasmota angezeigte Stromstärke (in A)
0.035 = Nullpunkt bei dem 0m Wassersäule über dem Sensor ist -> Der Wert muss vom angezeigten Wert in Tasmota abgezogen werden
0.03225m = Anstieg der Höhe der Wassersäule pro 0.001A
.
x = (y - 0.035) * 0.03225
.
.
benötigte Hardware:

• Netzteil mit 5V Spannung
• Wemos D1 Minis oder sonstiges Board mit ESP8266 -> flashen mit Tasmota.sensors
• INA219 Spannungssensor Strom Sensor
• MT3608 DC-DC Step Up Wandler
• Füllstandssensor, DC24V 4-20mA Einwurf-Flüssigkeitsstandssensor Edelstahl-Füllstandssensor Wasserstandssensor zur Erfassung von 0-5 m Reichweitentiefe
  .
  .
  
  
  
  
  
  
  

[ElseKling]

@atifan sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

Hi, habe auch eine 5m Pegelsonde und messe damit die Wassersäule in meiner ca. 3m tiefe Zisterne (Zylinderform, 1m Durchmesser).
Es dürfte egal sein ob man eine 2m oder 5m Sonde hat. Die 2m kann möglicherweise etwas genauer auflösen, aber auch eine 5m Sonde funktioniert wunderbar.
Bei einer 5m Sonde ist die darüberliegende Wassersäule ja auch nicht immer 5m sondern 0-5m. Also muss sie auch eine 2m Säule genau messen.

Da hast Du natürlich Recht, vorrausgesetzt, dass man dann auch den Maximalwert auf 5Meter kalibiert. Wenn man z.B. 2 Meter als 100% setzt staucht man die Messkala entsprechend. Das führt wiederum dazu, dass kleinste Änderungen/Störungen einen extremen Ausschlag geben.

[ElseKling]

@happyuser20 sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

@elsekling
Max. Pegelstand ist bei mir 2m.

Ich vermute ich habe die falsche Pegelsonde ausgewählt, habe die in deinem Link genommen (aktuell nicht mehr verfügbar).

Da Stand was von 6m, das war dann vermutlich nicht die Kabellänge gemeint, sondern der max. Pegelstand.

40€ für die Tonne oder mit den Schwankungen leben.

Bevor Du sie entsorgst, versuche den Maximalwert Am Strom-zu-Spannungsregler auf 5 bzw 6 Meter zu kalibrieren. Dies verhindert dass Du die Messskala stauchst und dadurch kleine Änderungen so extreme Auswirkungen haben (s.o.). Du "verschenkst" natürlich etwas Messbereich.
Im ESP kannst Du dann ja bei der 2-Punktkalibierung die 100% auf 2 Meter setzen.

[Atifan]

@elsekling sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

@atifan sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

Hi, habe auch eine 5m Pegelsonde und messe damit die Wassersäule in meiner ca. 3m tiefe Zisterne (Zylinderform, 1m Durchmesser).
Es dürfte egal sein ob man eine 2m oder 5m Sonde hat. Die 2m kann möglicherweise etwas genauer auflösen, aber auch eine 5m Sonde funktioniert wunderbar.
Bei einer 5m Sonde ist die darüberliegende Wassersäule ja auch nicht immer 5m sondern 0-5m. Also muss sie auch eine 2m Säule genau messen.

Da hast Du natürlich Recht, vorrausgesetzt, dass man dann auch den Maximalwert auf 5Meter kalibiert. Wenn man z.B. 2 Meter als 100% setzt staucht man die Messkala entsprechend. Das führt wiederum dazu, dass kleinste Änderungen/Störungen einen extremen Ausschlag geben.

Ihr nutzt dieses andere Board wo man die Min und Max Werte kalibriert -> BIlinli Strom zu Spannungsmodul 0/4-20mA zu 0-3,3V 5V 10V Spannungsgeber.
Bei mir ist gar nix kalibriert, ich habe nur den Nullpunkt -> das ist wenn der INA219 eine Stromstärke von 0.035A misst.
Mit steigender Wassersäule steigt diese Stromstärke. Pro 3,225cm Wassersäule um 0.001A.
Da muss nix konfiguriert werden.
Man muss nur die Wassermenge bzw. die Höhe der Wassersäule berechnen: <Wert Stromstärke> - 0.035 * 0.03225m = Höhe der Wassersäule in m
Ich finde die Realisierung über dieses BIlinli Board komplizierter, bzw. habe es darüber gar nicht probiert, da bei mir alles direkt mit dem INA219 funktioniert hat.

[Happyuser20]

@elsekling

Ich habe das ganze fest installiert und versucht so einzustellen wie du vorgeschlagen hast.

Mein Brunnen hat den maximalstand bei 2m, das sind dann ca. 6000L
Auf der Sonde steht der Messbereich 0-5m

Wenn ich richtig rechne, sind
0m = 0V
5m (max sonde) = 3.3V

ergibt bei mir bei
2m (max Brunnen) = 1.32V

Die Schwankungen, +- 1,5% sind jedoch immer noch vorhanden. Oversampling ist aktiv.

Kann man das evtl. über die "Rules" noch glätten, so mit Mittelwert aus X Werten?

Gruß
HappyUser20

[ElseKling]

@happyuser20 sagte in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

@elsekling

Ich habe das ganze fest installiert und versucht so einzustellen wie du vorgeschlagen hast.

Mein Brunnen hat den maximalstand bei 2m, das sind dann ca. 6000L
Auf der Sonde steht der Messbereich 0-5m

Deckt sich ungefähr mit meinem Setup

Wenn ich richtig rechne, sind
0m = 0V

Wie geschrieben, hätte ich 0m nicht mit 0V gleich gesetzt. Dann kannst Du nicht einfach erkennen, ob die Zisterne leer ist oder Du ein Problem mit dem Signal (defekte Sonde/Kabelbruch) hast.

5m (max sonde) = 3.3V
ergibt bei mir bei
2m (max Brunnen) = 1.32V

Wir scheinen den gleichen Taschenrechner zu haben, ich komme auf das selbe Ergebnis

Die Schwankungen, +- 1,5% sind jedoch immer noch vorhanden. Oversampling ist aktiv.
kann man das evtl. über die "Rules" noch glätten, so mit Mittelwert aus X Werten?

Ich habe ESP-Easy das erste Mal für das Projekt verwendet, daher keine Ahnung ob und wie Du da noch rechnen kannst.

3 Ideen, die mir noch einfallen:
a. Setze den Sendeinterval mal höher. Und glätte dann im Empfangsprogramm.
b. was sagt denn Deine Spannung? Schwankt sie wirklich mit?
c. Beiß in den saueren Apfel und bestell eine 2m-Sonde und berichte uns dann bitte.

Du musst entscheiden, ob Du wirklich einen so extrem genauen Pegelstand brauchst. Ich könnte gut mit den +/- 1.5% leben.

[Happyuser20]

@elsekling

b. was sagt denn Deine Spannung? Schwankt sie wirklich mit?

die Spannung schwankt bei 1.32V so um 0.01V, was natürlich bei meinem Baumarktmessgerät nicht so aussagekräftig sein dürfte.

Ich lebe erst mal damit und schau mir das über den Sommer mal an.

Gruß
HappyUser20

[Eisbaeeer]

@happyuser20 Wir haben wegen diesem Problem eine Glättung mit eingebaut. Der Sensor neigt schon zu Schwankungen. Vor allem in einem so kleinen Meßbereich. Bei meiner 6700 Liter Zisterne schwankt die Messung zwischen zwei Punkten mit bis zu 10 Liter. Effektiver Meßbereich 3,2 Meter mit einer 5 Meter Sonde. Da bleibt dir also nur eine Glättung übrig.
Aber sonst ist dies bisher die Beste Meßmethode mit dem Drucksensor.
Gruß Eisbaeeer

[A Former User]

@Happyuser20
falls Du ein Beispiel für eine Rule unter ESPEasy suchst:
https://forum.iobroker.net/topic/44527/beispiel-füllstandsmessung-mit-pegelsonde

Da wir uns aktuell ja wieder den Zeiten mit geringeren Füllständen nähern, habe ich festgestellt, dass nun Fehler wieder heftiger zuschlagen und Schwankungen enstehen.

Messfehlersind ja eigentlich prozentual also könnte es bei mir auch an Spannungsschwankungen vom Netzteil oder vom DC-DC-Booster liegen. Wenn ich da nichts finde, überlege ich die Rule noch abhängig vom Füllstand zu gestalten, dass Sie z.B. <30% stärker filtert.

[Zisterne]

Hallo Leute,

Ihr habt hier genau das gemacht, was ich gern umsetzen würde. Eine Füllstandsmessung der Zisterne.

Hab alles gelesen, paar Teile bestellt und zusammen gelötet auf eine Rasterplatine. Leider gibts bei mir Probleme und hoffe ihr könnt mir helfen.

So sieht das Ganze aus.

Eine Frage vorweg: Kann ich den Aufbau ganz ohne Pegelsonde testen? Also ob der Strom zu Spannungskonverter funktioniert?!
Direkt 0-3V am Analogeingang vom Wemos funktioniert. Über ESPEasy und dem Display wird mir der theoretische Füllstand angezeigt und verändert sich auch insofern ich die Spannung dank Labornetzteil verändere.

Hauptproblem ist, sobald ich den Step-Up Regler auf 24V einstelle, dieser fiept und die Rote LED vom Strom/Spannungswandler irre flackert. Außerdem geht er nach paar Sekunden aus weil ein Bauteil darauf (Ich denke der Spannungsregler)(das ist das Bauteil im Bild mit dem roten Kreis) tierisch heiß wird. Ich brauch doch aber 24V weil die Sonde darauf ausgelegt ist.
Gebe ich nur 10V drauf scheint die Sache zumindest nicht heiß zu werden. So kann ich aber keine Sonde damit betreiben.

Verkabelt ist alles so wie auf dem Schaltplan von ElseKling. Nur die Groundverbindung beim Step-Up zwischen Ground-IN und Ground-OUT hab ich weggelassen. Ich habs zwar auch mit getestet, hat aber keine Verbesserung gebracht.

MUSS ich zwingend eine Pegelsonde angeschlossen haben, oder sollte die Schaltung auch erstmal OHNE funktionieren (also keine heiß werdenden Bauteile).

Kann ich die Sonde irgendwie simulieren? Will die 40 Euro erst ausgeben wenn ich mir sicher bin dass der Rest soweit auch funktioniert.

Vielen Dank.

[Beowolf]

@zisterne
Wenn ein Spannungsregler heiß wird, stimmt etwas mit der Verdratung nicht.

Bitte noch einmal alles durchsehen/durchmessen. Da stimmt ganz sicher etwas nicht.

Ob eine Pegelsonde angeschlossen ist oder nicht, ist für den Regler egal. Er darf und soll nicht heiß werden.

Bitte zeichne mal alle Deine Verbindungen ein.

Grüße
Manfred

PS
Bitte mal ein gutes Foto von der Rückseite.

[Zisterne]

@beowolf

Leider hab ich die Sache mehrmals überprüft. Dort fängt ja die Fehlersuche an.

Hab ein Bild von der RS. Ausgehend vom ersten Bild hab ich das "Modul" nach rechts gekippt.

Der Rest funzt ja. Display geht, Wemos verbindet sich mit dem Wlan und ohne dem Strom zu Spannungsmodul (gibts da an Abkürzung für?) ist am Ende des Step-Up auch die Spannung auf 24V. Stecke ich aber den SzS (ist meine Abkürzung jetzt) dazu bricht die Spannung am Step-Up ein und der fiept. Spannungsregler LM-irgendwas auf dem SzS wird heiß und das Ding geht aus (Rote LED auf dem SzS erlischt).

die zwei Drähte ganz unten gehen vom SzS auf die Polklemmen. Die sind noch nicht richtig verkabelt, weil da noch 24V hingehen sollten. Aber ohne Sonde brauch ich die ja noch nicht.

Ich weiß wirklich nicht weiter....

Achso, vergessen:

Alles abgezogen und nur der Step-Up und das SzS Modul versorgt von Labornetzteil direkt an V-In vom Step-Up bringt das gleiche Ergebnis. SzS wird heiß und Spannung bricht am V-Out vom Step-Up ein.

Edit Nr3.
Hab mal nur den Szs direkt ans Labornetzteil gehängt. Sobald ich über 15V gehe, geht die rote LED direkt aus. Scheint also wohl ein defekt am Modul zu sein. Mist - die Dinger gibts ja nicht mit annehmbarer Lieferzeit aus Deutschland. Also wieder ewig warten....