Montag, 5. Oktober 2015

Pegelmesser für Brunnen

Schon seit längerem denke ich über eine Füllstandsanzeige für unseren Brunnen nach. Holzwurm Tom hat mich mit seiner Zisterne auf die Idee gebracht dies elektrisch zu realisieren.


Der ursprüngliche Plan sah einfach einen mechanischen Pegelmesser vor, bei welcher eine Stange mit Schwimmer sich mit dem Wasserpegel auf und ab bewegt und sich so die Wassermenge ablesen lässt. Ich als Elektriker wäre selbst nie auf die Idee gekommen, dies elektrisch zu lösen, da musste ich mich schon von einem Holzwerker inspirieren lassen.

Sitzt der Brunnen auf einer Quelle wäre eine derartige Anzeige bestimmt überflüssig, da permanent Wasser nachfließen würde. Da ich jedoch nur einen Sickerwasserbrunnen besitze, kann dieser recht schnell leer gepumpt sein. Bei ausreichend Niederschlag fließen dann nur 50l pro Stunde nach und der Brunnen würde erst nach zwei Tagen wieder voll sein.

Der Sensor

Reinstes Wasser leitet elektrischen Strom nicht. In der Praxis ist jedoch (bis auf destilliertes Wasser) Wasser immer auf irgendeine Art und Weise verschmutzt, so dass es doch minimal leitend ist. Diesen Umstand mache ich mir zu Nutze und überprüfe alle 20cm ob eine gewisse Leitfähigkeit vorhanden ist oder eben nicht.
Dazu verwende ich so wie Tom ein Kunststoffrohr, an dem ich alle 20cm ein Loch bohrte, in welchen ich eine Schrauben fixierte. Um diese Schraube wird dann der Draht gewickelt und stellt einen Pol im Stromkreis dar.
Ich habe ein Elektrorohr für Elektroninstallationen mit 20mm Durchmesser verwendet.
Rund um das Rohr wurde der andere Pol gewickelt. Dieser besteht aus Silberdraht und es ist darauf zu achten, dass sich die beiden Pole nicht berühren und ist als Pluspol für alle anderen der gleiche.











Das ganze Konstrukt wird mittels der passenden Schellen im Brunnen montiert. Bei mir ist der komplette Stab 5m lang, während sich die 15 Elektroden auf den unteren 3m verteilen (alle 20cm).













Man benötigt daher ein 16poliges Kabel. So eines hatte ich aber nicht zur Hand und habe daher 2 Kabel verbaut.

Die Elektronik

Ein paar Transistoren, Widerstände und Kondensatoren auf eine Lochrasterplatine gelötet und fertig ist die Schaltung. Ich habe hier einen Darlingeton Transistor verwendet, welcher das Signal des Sensors dementsprechend verstärkt und die dazugehörige LED ein- bzw. ausschaltet. Als Stromversorgung dient ein altes Handyladegerät.

Hier die Schaltung:
Natürlich hatte ich vor dem Bau einige Experimente bezüglich der Leitfähigkeit meines Brunnenwassers durchgeführt. Daher habe ich mich auch für Darlington Transistoren entschieden, welche eine deutlich höhere Gleichstromverstärkung besitzen als herkömmliche Transistoren. Im Nachhinein stellte sich aber heraus, dass dies absolut nicht notwendig war.  Eher das Gegenteil war der Fall, die Schaltung war zu empfindlich. Selbst ein minimal mit Wasser benetztes Rohr erzeugte leuchtende LED's. So zeigte der Pegelmesser noch einen vollen Brunnen an, obwohl dieser schon längst leer gepumpt war. Daher habe ich den Eingangswiderstand auf 10k geändert (vorher 4,7MOhm) und somit die Schaltung unempfindlicher gemacht. Jetzt funktioniert's einwandfrei.
Aus welchen Gründen auch immer hat das Wasser im Brunnen nur einige Ohm, während es heraußen mit dem Ohmmeter gemessen nur einige Megaohm hat. Ich denke es hat mit der höheren Spannung des Pegelmessers zu tun.

Aufbau




Gehäuse

Im Prinzip reicht eine günstige Abzweigdose als Gehäuse. Dummerweise hatte ich keine griffbereit, also griff ich zu einem etwas teureren Kunststoffgehäuse.
In den Deckel habe ich die Löcher für die LED's und Befestigungslöcher gebohrt.










Die Elektronik wurde im Grundgehäuse verbaut.











Fix fertig verkabelt:

Da ich die Brunnenpumpe von außen ein- und ausschalten kann, habe ich den Pegelmesser an die gleiche Steckdose wie die Brunnenpumpe angesteckt. Somit bekommt dieser nur Strom, wenn auch die Pumpe eingeschalten ist. Damit auch von außen ersichtlich ist, wie viel Wasser sich im Brunnen befindet, habe ich das Messgerät hinterm Fenster montiert.











Ja, ich weiß, ich hätte das Fenster vorher putzen sollen...

Transistor
BC547

LED
rot

LED
gelb

LED
grün

Widerstand
270R

Widerstand
47R

Widerstand
1k

Widerstand
10k

Kondensator
33µF

Kondensator
33nF

Lochrasterplatine
100x160mm

Klemme
4polig




Kommentare:

  1. Hey super, kommt mir bekannt vor! ;-)

    Viele Grüße
    Thomas

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    1. Da hat ja auch wer gute Vorarbeit geleistet :-)

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  2. Cooles Projekt mit toller Beschreibung!

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