Füllstand einer Zisterne messen

[deHarro]

Hallo Martin, tolles Projekt und eine gute Idee! Dies ist eigentlich kein Issue, eher eine Diskussion... eine Discussions Ecke kannst du über Github einrichten :)

Mein Ansinnen ist, den Füllstand einer Zisterne mit 4 m³ zu erfassen. Die Zisterne ist im Garten eingegraben, Abstand zum Haus ca. 4 m.

Die direkte Messung wie in deinem Video gezeigt, wird auf Dauer nicht funktionieren, denke ich, da es (mir) unmöglich scheint, das Ganze System so abzudichten, dass auch über lange Zeit (Jahre) keine Luft aus dem Messsystem entweicht (oder im Wasser gelöst wird oder sonstwie abhanden kommt).

Dein zweiter Ansatz, die Luft erst zum Zeitpunkt der Messung per Pumpe ins System zu bringen, erscheint mir für diesen Einsatzfall jedoch super geeignet. Meine Physikkenntnisse sind schon etwas eingerostet, aber ich denke, die Idee ist, dass der von der Pumpe erzeugte Druck im Schlauch dem außen (außerhalb des Sondenrohres ) anstehenden Wasserdruck entspricht, sobald die eingepumpte Luft unten aus dem Messrohr heraus blubbert und sich der Druck im Schlauch nicht mehr weiter erhöht. Bin ich da auf dem Holzweg, oder stimmt meine Annahme? Danke!

Harald

[MartinVerges]

Hallo,

Ja, durch die kleine Luftpumpe wird das Problem mit etwaigen Undichtigkeiten behoben. Man bläst ein wenig Luft in das Messrohr bis es heraus blubbert. Sobald die Pumpe abgestellt wird, drückt das Wasser über die Luft im Rohr auf den Sensor der damit eine korrekte Messung durchführen kann.

Mit dem Repo und den Beispielaufbau kannst Du direkt Deine Zisterne messen. Das muss fehlerfrei klappen.

Grüße Martin

[deHarro]

Hi Martin,

für den gedachten Einsatzfall (und vor allem für die bei mir in der Schublade liegenden Teile aus einem anderen Projekt) ist dein Repo eher ungeeignet.

"..wenig Luft in das Messrohr..." ... Gilt das auch für eine ca. 3 m tiefe (bzw. den Wasserstand in dieser Höhe in der) Zisterne? Da muss ich doch ggf. ziemlich Druck aufbauen, nach Adam Riese eben 3 bar. Und den Schlauch füllen...

Aber die Bestätigung meiner Annahme reicht mir schon erst mal, vielen Dank! Dass die Bauelemente dann zum Einsatzfall passen, muss ich selbst sicher stellen.

Gruß, Harald

[MartinVerges]

Es müssten 0,3 bar sein, oder nicht?

[deHarro]

Natürlich 🥴. Ist mir heute Nacht auch noch durch die Birne geblitzt, da lag ich aber schon lange im Bett...

Dumm gelaufen, zumal ich eine halbe Stunde vorher Einheitenumrechnung geübt habe, um abzuschätzen, ob mein vorhandener Sensor für den zu erwartenden Druckbereich geeignet ist. Da musste ich kPa in mm Wassersäule für die Zisterne und in bar für den Kopf umrechnen. Mein Sensor ist ein MPX5050G, der misst bis 50 kPa, also 5 m Wassersäule und natürlich 0,5 bar 😊, passt also wunderbar. Die vorhandene Pumpe dürfte etwas zu grob sein, damit wollte ich die in meinem Autositz integrierten Luftpolster der Lordosestütze mit passendem Druck beaufschlagen. Das Projekt ist aber eingeschlafen, da ich zwischenzeitlich das Auto gewechselt habe 😃. Ich kann dich gerne auf dem Laufenden halten, wenn es dich interessiert. Oder du schaust hier nach, ob und wann es was geworden ist... Unter "Aktuell" erscheint dann irgendwann ein Link auf das Projekt.

Gruß, Harald

[edit] Die Pumpe passt ebenfalls. Lt. Typschild fördert sie 1,5 l/min bei 12 V, sie läuft und fördert aber auch schon mit 2 V. Mit den 5 V in einem Arduino- oder 3,3 V in einem ESP8266-System wird das also funktionieren. {\edit]

[poweroxadmin]

Hallo Zusammen,

@Martin - erst einmal krass Respekt für das Projekt und Deine Vorarbeit, ich ziehe meinen Hut! bei mir soll das ganze auch in zwei Zisternen eingebaut werden, und dann eben den Wasserstand messen. Ich sehe das mit der Dichtigkeit und der feuchten Umgebung bei mir eher unkritisch. Mein Aufbau würde vorsehen dass das Case mit Pumpe/Sensor/ESP/... entweder in einer Verteilung oder einem wasserdichten Case in einer Schlauchbox sitzt. Der Schlauch selbst sollte dann nicht länger als 10m werden. Wenn es gut läuft, baue ich das noch vor dem Urlaub nach - mal schauen wie ich es schaffe.

Die beiden Fragen die ich mir gestellt habe waren in dem Zusammenhang nur ... A - die Zistenern sind beide "liegende Zylinder" - da müsste ich mir dann für die Integration in Home Assistant eine Formel ausdenken mit der ich das Näherungsweise in Volumen umrechnen kann für ein Dashboard ... oder habt Ihr da schon eine Lösungs-Idee? B - zum Eichen des Systems - mein Ansatz wäre es die Zisterne maximal zu füllen, und dann das PVC-Rohr mit dem fixierten Schlauch drin, langsam in die Zisterne einführen und am Dom der Zisterne fixieren. Das müsste doch technisch analog dem Befüllen des Tanks näherungsweise folgen.

Danke für Euer Feedback.

Gruß - Ralf

[deHarro]

Hallo Ralf,

die Geschichte mit dem Eichen ist m.E. bei einer Tankform wie bei uns (liegender bzw. bei mir stehender Zylinder) unnötig. Mit ein bisschen Physik kannst du vom Druck im Tauchrohr mehr oder weniger direkt den Füllstand in m, cm oder mm ableiten und mit den Formeln zum Inhalt von Zylindern daraus direkt den Inhalt in Litern oder auch in m³ ableiten.

Ich bin, angefixt von Martins Idee, auch gerade dran, unsere Zisterne messtechnisch zu erfassen. Das Programm steht soweit, momentan konstruiere ich den Meßaufnehmer (einen dünnen Schlauch, der in einem vorhandenen Leerrohr in die Zisterne geschoben werden wird und einem dünnen Rohr, das dann senkrecht in der Zisterne irgendwo fest gemacht wird.

Einen Einziehdraht (aus Kunststoff) habe ich an den vorhandenen drei Leitungen für die elektronische Füllstandsüberwachung vorbei schon in das Leerrohr eingeschoben, jetzt hadere ich mit den Möglichkeiten, einen glitschigen Kunststoffdraht mit dem PTFE-Röhrchen so zu verbinden, dass ich das Röhrchen ohne Abriss in das Leerrohr gezogen bekomme.

Die Elektronik (ein Digistump) wird im Haus platziert (die Zisterne ist ca. 4-5 m von Haus entfernt eingegraben), ich erwarte also keine Probleme im Zusammenhang mit Feuchte oder Getier.

Gruß, Harald

[edit] Ich sollte noch erwähnen, dass die Lösung von Martin sicher funktioniert hätte, für mich bzw. meine Aufgabenstellung aber vollkommen überdimensionert ist, weshalb ich von seiner Vorgehensweise (mit eichen usw.) abgewichen bin. Wenn du seine Lösung 1:1 verwenden willst, musst du wahrscheinlich die Eichung durchführen, was so wie von dir beschrieben funktionieren wird. [\edit]

[poweroxadmin]

Hallo Harald,

das ging ja schnell mit der Rückmeldung ... danke. ja - ich bin da auch eher optimistisch, und hoffe dass das auf anhieb funktioniert.

zu Deinen Herausforderungen beim Einziehen des Schlauchs ... erst einmal habe ich die Erfahrung gemacht braucht es viel VIEL Rohrgleitmittel :-) und dann würde ich in den Schlauch was härteres einführen, und dann mit einem Draht den weichen schlauch darauf fixieren - aber ich denke da führen viele Wege zum Ziel.

Viel Erfolg jedenfalls!!!

Gruß |> Ralf

[MartinVerges]

Hallo,

In der Software gibt es die Möglichkeit das Volumen anzugeben und so die verbleibenden Liter zu erhalten.

Wenn ihr Änderungen habt, ich bin da offen und hoffe das mehr Leute das nachbauen und nutzen.

Grüße

[poweroxadmin]

Hallo Martin, danke für die Bereitschaft zum Austausch ... da ich hier dann meinen ersten "Sensor" und auch meinen ersten ESP verbaue, wäre ich Dir dankbar wenn Du mir noch ein wenig mehr Einblick mit ein paar Bildern geben könntest, wie Du das auf den Platten angeordnet bzw. fixiert hast. ich denke ich bekomme das sicher irgendwie hin, aber bevor ich irgendwas kaputt mache bzw. abbreche bin ich natürlich für alle Hinweise dankbar. die Reihenfolge ist ja sicher erst einmal alles auf den Platten zusammenbauen, verdrahten & verlöten und dann die Software-Komponenten drauf bringen - oder? Gruß |> Ralf

[deHarro]

Hallo Martin, Ralf,

ich bin dabei, meine Umsetzung des Füllstandmessers auf meiner Homepage zu veröffentlichen. Ist noch im Wachsen, aber ihr könnt gerne schon mal einen Blick auf die Seite werfen: Füllstandmesser In den nächsten Tagen kommt noch die Verbindung zwischen Schlauch und Messrohr dazu und natürlich die Realisierung in der Zisterne.

Harald

@Ralf Hast du eine Empfehlung für das Gleitmittel? Ich habe in der Vergangenheit schon gelesen, dass Nivea für sowas verwendet wurde. Die Einziehhilfe habe ich lieblos mit Maschinenfett eingesaut und nach gefühlt 2 Stunden effektiver Arbeit, mit Pausen, in denen ich mir die rote Hassmütze ganz tief ins Gesicht gezogen habe, weil das so überhaupt nicht funktionieren wollte, hat das Ende in der Zisterne gebaumelt. Wenn ich beim Einziehen des Schlauchs auf halbem Weg die Verbindung abreiße, weiß ich nicht, ob ich einen zweiten Versuch unternehme...

[deHarro]

Hallo Martin,

Wenn ihr Änderungen habt, ich bin da offen und hoffe das mehr Leute das nachbauen und nutzen.

Wie oben schon geschrieben, ist mir deine umfängliche Lösung eine Nummer zu groß für meine Zisterne. Da ich keine kontinuierliche Erfassung benötige und keine Einbindung in eine Hausautomatisierung vorhabe, habe ich eigentlich keine Änderungswünsche für deine Implementierung. Der Einsatzfall Zisterne ist doch zu unterschiedlich zur Behälterüberwachung im WoMo. Bei mir ist es eigentlich nur Neugier, die Nachspeisung mit Frischwasser erfolgt automatisch, wenn der Pegel zu weit absinkt. Das Regenwasser wird bei uns übrigens für die Toilettenspülung verwendet, daher auch die Nachspeisung 😉.

Harald

[poweroxadmin]

Mahlzeit ... @Harald - nimm einfach das Gleitmittel aus dem Baumarkt dass benutzt wird um KG-Rohre miteinander zu verbinden. Kleiner Tip bei Einziehhilfen - hier sind die am besten die "gedreht" sind - da verringert sich die Oberfläche und damit die Reibung - die sind um ein vielfaches besser, aber auch leider teurer. Beispiel @MartinVerges tut mir leid dass ich hier wahrscheinlich noch eine Lernkurve habe ... aber es ist leider mein erstes Projekt mit selbstgebautem Sensor. in Deinem Schema sehe ich noch einen Transistor/Widerstand/Diode ... und den BMP180 - mal abgesehen dass es einen NodeMCU-32s zeigt, die Einkaufsliste referenziert den ESP32-WROOM-32. Hast Du das zwischenzeitlich im Projekt geändert, bzw. ist das Bild nicht ganz aktuell?

Vielen Dank für ein kurzes Feedback Gruß - Ralf

[deHarro]

Hi Ralf!

Kleiner Tip bei Einziehhilfen - hier sind die am besten die "gedreht" sind - da verringert sich die Oberfläche und damit die Reibung - die sind um ein vielfaches besser, aber auch leider teurer. Beispiel

Hihi, gilt das auch für Plastikrohre mit 30 mm Innendurchmesser in dem schon drei ca. 7 mm dicke Gummikabel eingezogen sind? Meine Kunststoff-Einziehhilfe hat 3 mm Durchmesser und ging gerade so durch. Das von dir verlinkte Kabel hat eine 9 mm breite Öse angeschlagen. Weiß nicht, ob dafür überhaupt noch Platz in der Röhre ist.

Aber das Gleitzeugs habe ich mal bestellt... bin gespannt, Danke für die Tipps!

Harald

[deHarro]

Update...

Der Tipp mit dem Gleitmittel war Gold wert, danke nochmal Ralf!!

Ich habe natürlich zuerst mal versucht, den Schlauch - mit etwas Gleitmittel - parallel zur Einziehhilfe und den drei Leitungen zusätzlich in das Rohr zu stopfen. Naja, hat dreimal nicht geklappt, dann hatte ich erst mal die Nase voll und habe mich schmollend anderen Dingen zugewandt.

Das Zusammenfuddeln des Schlauchs mit der Einziehhilfe zum Durchziehen hatte ich allerdings immer noch nicht gelöst, nicht mal ansatzweise.

Deshalb habe ich nach ein paar Tagen einen weiteren Versuch gewagt, wieder von innen im Keller und schiebend. Das hat den Charme, dass ich hier stehen kann und den Schlauch auf Augenhöhe bedienen kann, nicht wie an der Zisterne auf dem Bauch im Gras liegend.

Diesmal tat ich so richtig Gleitmittel auf den Schlauch und gleich von Anfang an, nicht erst nach dem ersten Meter und dann nur alle paar zehn Zentimeter. Und ich habe eine andere Stelle zwischen den drei Leitungen gewählt. Ach ja, und ich habe die kleine Schraube aus dem vorderen Ende entfernt, die ich dort reingedreht hatte, damit unterwegs kein Dreck in das Röhrchen kommt. Die Schraube stand nur ca. einen halben Millimeter über, aber immerhin.

Was genau jetzt der springende Punkt war, kann ich natürlich nicht sagen, aber auf jeden Fall hatte ich plötzlich ohne größere Probleme mit stecken bleiben oder abknicken nur noch ca. 3-4 m von dem Schlauch auf dem Boden liegen und dachte, jetzt schau ich mal draußen nach, ob der Schlauch schon rausschaut. Bingo! Dem war so 😊.

Bilder und so weiter stelle ich auf der HP zusammen (Link).

Harald