Anschluss einer analogen Messeinheit
Die Inspiration zur Verwendung dieses Sensors kam aus dem FHEM-Forum (Dank an Billy) sowie die dort referenzierte Vorarbeit.
Zur Messung des Füllstandes der Zisterne/Regenwassertonne kann folgender Sensor verwendet werden.
Dieser Sensor wird im Tank bis zum Boden versenkt und misst die Füllhöhe anhand des Differenzdrucks. Deshalb ist es wichtig, das das im Kabel des Levelsensors befindliche Luftröhrchen zum Druckausgleich nicht verstopft wird und dementsprechend sorgsam offen bleiben muss.
Die Spezifikationen sehen gut aus, es gibt Versionen von 0-1m bis zu 0-10m Wasserstand. Hier ein Beispiel für einen 0-5m Sensor:
- Range: 0-5m H2O/50kPa;
- Cable Length: 6 meters
- Measurement Medium: Water, Diesel, Fuel and Acid;
- Power Supply: 12-32VDC;
- Output Signal: 4-20mA;
- Accuracy: ±0.5%FS;
- Overload Capacity: Two times full-scale pressure;
- Operating Temperature: -20—120;
- Waterproof Class: IP68;
- Load Resistance: less than(U-10)/0.02Ω;
- Shell Material: 316L stainless steel;
- Explosion-proof Type: Exia II CT6;
Dieser Sensor gibt ein analoges Signal über 4-20mA. Es wird ein Konverter benötigt um das Signal in ein 0-3.3V Signal zu wandeln. Dazu kann am besten ein einstellbarer Konverter verwendet werden. Diesen muss man mittels Jumper auf das 3.3V Ausgangssignal einstellen - beide Jumper 1/2 und 3/4 müssen entfernt werden. (siehe Teileliste)
Wichtig: Vor Anschluss des Analogsignals an den ESP muss mit einem Multimeter überprüft werden, das der Konverter im maximalen Fall (Füllhöhe 100%) nicht mehr als 3.3V bereitstellt. Andernsfalls kann der ESP oder ADS1115 zerstört werden.
Der Sensor benötigt 12-36VDC, empfohlen sind 24VDC. Da für den ESP8266 bereits 5VDC verfügbar sind kann ein BoostKonverter zur Stromversorgung verwendet werden (siehe Teileliste).
Wichtig: Der Levelsensor benötigt ca 300mA. Die Stromquelle muss entsprechend dimensioniert werden. Ein Anschluss an den 5V Pin des ESP ist nicht zu empfehlen. Das externe Netzteil mit mindestens 1A sollte sowohl am ESP als auch am Levelsensor angeschlossen werden.
Alles zusammen in einem Schaltplan sowie fertig verdrahtet sieht es folgendermassen aus:
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Bei vielen ESP32 ist der onboard ADC sehr ungenau. Z.b. schwankt der gemessene Wert bei einem stabilen Analogsignal über +/- 10%. Da bei dieser Volatilität eine stabile Füllhöhenmessung nicht möglich ist wird die Nutzung eines externen präzisen AnalogDigitalConverter empfohlen. Der ADS1115 ADC ist am i2c Bus anzuschließen. Wenn dieser am i2c-Bus erkannt wird, wird die i2c Adresse auf der Statusseite ausgewiesen. Diese Adresse kann dann auf der Konfigurationsseite (Konfiguration-eines-Sensors) des Sensors eingetragen werden.
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