Füllstandsmessung per Pegelsonde.

[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 ?
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
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:

1. 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

[Rand]

Lässt sich eine der Lösungen hier eigentlich so erweitern/umbauen das ich das Board über Ethernet betreiben kann (PoE) und idealerweise noch einen (wasserfesten) Temperatursensor (oder 2) dran packen kann?

Nehme mal an ich bräuchte da mehr Spannungswandler (1x 48V auf 24V, einmal 24/48 auf Boardeingang [5V oder was auch immer], ggf auf 1 Wire, das wäre ja noch recht logisch. Dann müsste man wohl den Sketch so abändern das er auch die Temperaturwerte pollt und mit ausgibt...
Sollte ja eigentlich kein Hexenwerk sein hoffe ich

[Atifan]

@Rand Erweitern lässt sich das so auf jeden Fall. Problem ist halt nur die Software, entweder musst du sie selber schreiben oder jemand anders macht das. Mit Tasmota auf dem ESP kannst du z.B. schonmal direkt Temperatursensoren z.B. über 1Wire direkt mit anschließen, allerdings ist Tasmota für ESP8266, also WLAN. Wenn du einen Arduiono Uno oder so nutzen willst brauchst du andere Software. Aber funktionieren tut das auf jeden Fall, alles eine Sache der Software

[Rand]

@Atifan said in Füllstandsmessung per Pegelsonde.:

@Rand ... Aber funktionieren tut das auf jeden Fall, alles eine Sache der Software

Danke - genau das habe ich mir gedacht. Klingt nach einem Projekt für lange Winterabende

Welches Board wäre dafür am besten geeignet? Also Ethernet/PoE fähig (ggf mit {verfügbarem} shield) und genügend IO pins?

[opossum]

Hallo, @Rand ,

schau mal auf Seite 4 dieses Themas. @Eisbaeeer hat das mit einem Ethernetshield gemacht. Er hat auch seinen Sketch veröffentlicht.

[Rand]

@opossum
Ja danke, das hatte ich gesehen; ich wusste nur nicht ob ich da noch so einfach 1-Wire mit dranhängen kann

[Eisbaeeer]

@Rand Hi. Das geht ohne weiteres. Allerdings nicht mehr mit dem Nano. Der hat zu wenig Flash und RAM. Die Ports sind hier nicht das Problem, da du nur einen Port für 1-wire benötigst. Das Programmlässt sich ziemlich einfach mit 1-wire ergänzen. Wenn du mehr als 2 Sensoren nutzen möchtest, solltest du dir überlegen, ob Parasite Modus eine Variante wäre. Ich habe schon ein größeres Projekt mit 1-wire umgesetzt. Wenn du Lust hast, kannst du mir ja mal schreiben, was du vorhast, oder einen separaten Thread aufmachen, falls du dein Projekt mit der Community teilen willst.

Leider gibt es nicht viele PoE Boards und die sind noch dazu sehr teuer. Das wird dann wohl der schwierigere Teil.
Gruß Eisbaeeer

P.S.: Hier nochmal der Github Link zur Software. Falls du teile nutzen möchtest. Steht unter MIT Lizenz.
https://github.com/Eisbaeeer/Arduino.Ethernet.Zisterne

[Rand]

@Eisbaeeer

Super, danke.
Ich wollte einfach erstmal nur die Pegelsonde der Zisterne um eine Temperaturmessung des Wassers und oder des Leitungsrohres erweitern - wir haben die Zisterne erst bekommen und ich habe keine Vorstellung davon ob sie im Winter frostgefährdet ist oder nicht, wie es mit der Leitung (bzw dem knapp unter der Erdoberfäche verlegten Rohr aussieht (Bodenfrost) usw.

Mir ist ja am Ende egal welches Board, kenne mich da nur nicht so gut aus; im Zweifel kann ich auch einen alten RPi nehmen wenn ich da die Pegelsonde irgendwie dran bekomme...

[Beowolf]

@Rand

Nimm doch diese hier:

https://www.amazon.de/gp/product/B075FV3PQR/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1

Die werden direkt von der ESP Easy Mega Software unterstützt.

[Rand]

@Beowolf
Ja sowas wirds auch werden.

Habe mich jetzt entschieden statt viel zu basteln einfach Deine Lösung nachzubauen für die Pegelsonde und dann einen zweiten Nano für 1-Wire zu nehmen...

Für mich als Anfänger in dem Bereich wäre übrigens eine genauere Einkaufsliste (Teilebezeichnung) hilfreich gewesen, ich hoffe ich habe die Richtigen geordert;)

[Beowolf]

@Rand

Habe jetzt auch einen Temp-Sensor mit angeschlossen. Läuft gut.

Denke an den 4,7 kOhm Widerstand zwischen + und Datenleitung.

Grüße
Manfred

[Rand]

@Beowolf

An einem?
Mehr Details für den unwissenden Anfänger bitte

[Beowolf]

@Rand

Jepp, nur einmal. Siehe Grafik.

So ein Sensor meldet sich dann in etwa so "28-5-27-c3-32-54-1-e5". Der nächste Sensor hat wieder eine ganz andere Adresse usw..

Grüße
Manfred

PS:
Der Sensor muß nicht unbedingt an D5 angeklemmt werden. Ist nur ein Beispiel. Meiner liegt auf D7.

[ltathome]

@Eisbaeeer - mal noch eine Frage zu deinem "Original": Wieviel Watt nimmt die Schaltung Strom/Spannungswandler, Nano mit Ethernetshiel auf - mein Netzteil 5V 3 Watt ist nach 6 Monaten Betrieb abgeraucht und bevor ich das "stumpf" ersetze, wüsste ich gerne ob das an der Leistungsaufnahme lag.

[Eisbaeeer]

@ltathome 3 Watt sollten normal schon reichen. Hab keine Ahnung, wieviel der im Moment zieht, da er in der Unterverteilung an einem 5V 2A Netzteil hängt. Hab aber schon gelesen, dass das Netzwerkmodul um die 150mA zieht.
Gruß Eisbaeeer

[ltathome]

@Eisbaeeer ok - das NT wird auch nicht warm - insofern war das wohl böser Zufall. Das NT hat sich schleichend verabschiedet - zuerst ging das Display aus - und dann wieder an (für ne Zeit) und dann war das Ding komplett tot.