Simple Flüssigkeitsstand-Überwachung/Leckmelder

Eine ganz simple Flüssigkeitsstandsüberwachung oder Leckwarnung kann - ohne zusätzliche Apparatur - mit einem Shelly 1, i3 o.ä. (siehe dazu weiter unten) realisiert werden. Man nehme:

Shelly 1 oder i3

Kleinspannungsversorgung 24V oder 12V (nur bei Shelly 1: Jumper umlegen!)

2 Elektroden (Edelstahl, Kupfer, Messing o.ä.)

Strippen zur Verschaltung

Man schalte:

Stromversorgung an den Shelly (Polung beachten, Minus an Klemme L bzw. roten Draht; Plus an N/blauen Draht)

Elektrode 1 an Minus, Elektrode 2 an Klemme SW (Shelly 1) bzw. Eingang INx (Shelly i3)

Es ist empfehlenswert, die Elektrode am Minuspol zu erden (PE)

Man programmiere:

Timer für AUS (nach Gusto; habe 12 sek. gewählt)

Activation Switch (dies sorgt für eine Entprellung, falls die Flüssigkeitsoberfläche mit Wellen ausgestattet ist)

Sonstiges:

Schaltausgang beschalten (Pumpe aus, Warnleuchte etc.; beim i3 ist eine Fernaktion zu programmieren). Ggfs. Schaltwirkung invers („Reverse“) einstellen.

Mit Shelly i3 kann mit 2 Eingängen eine Min./Max.-Pumpensteuerung realisiert werden.

Vorteile: Billiger geht nicht!

Nachteile: Wir verwenden Gleichstrom zur Erkennung des Flüssigkeitsstandes/Lecks! Das könnte (sehr langfristig) trotz der äußerst kleinen Ströme zu Korrosion an den Elektroden führen. Kommerziell erhältliche Pegelüberwachungen mit diesem Prinzip arbeiten aus diesem kühlen Grunde mit Wechselströmen. Das ist uns bei den Shellies verwehrt: Auch beim VERBOTENEN und LEBENSGEFÄHRLICHEN!!! Betrieb mit Netzspannung würde ein Gleichstrom über die Flüssigkeitsstrecke fließen!

Weiterer Nachteil: Die Meßmethode ist nur für leitende Flüssigkeiten geeignet. Hier die Meßergebnisse:

Trinkwasser: funktioniert. Meßstrom 16 μA

Regenwasser: funktioniert. Meßstrom 15 μA

Destilliertes Wasser nach VDE510: KEINE Funktion (sonst wäre ja die VDE-Richtlinie nicht eingehalten)! Meßstrom 2,5 μA.

Erweiterungen: Diese Anregung funktioniert mit allen Shellies, die eine SW-Eingangsbeschaltung mit Diode (Kathode an SW) und 47kΩ-Widerstand aufweisen. Bei diesen Typen ist zwischen den Klemmen L und SW eine Gleichspannung von etwa 3V meßbar. Wer von den Kollegen Spezialisten die Eingangsbeschaltung anderer Shelly-Typen eruiert hat, möge hier gerne die entsprechenden Modelle nachtragen. Ebenso bin ich nicht böse, wenn jemand eine Prinzipskizze malt - ich selbst habe diese als nicht erforderlich erachtet, weil die Sache so primitiv erscheint.

Klar, daß es eine Zumutung wäre, zu erwarten, daß andere User für mich Schaltpläne zeichnen. Daher jetzt drei Visualisierungen:

(a) Lecküberwachung

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Die größte Herausforderung ist, sich die Elektroden zu basteln: Ein Blick in Mutters Nähkästchen fördert ganz gewiß Stecknadeln zu Tage, die man als Elektrode nutzen kann. Drei davon in einen Korken oder ein Stück Weichplastik gesteckt sollten genügen. Warum drei? Weil das mechanische System dann "bestimmt" ist - es wackelt nicht! Zwei der Nadeln mit einem Pol verbunden, die dritte mit dem anderen. Das ganze etwas beschwert und fertig...

Zum Schaltplan ist noch zu sagen:

Anmerkung 1): Der Shelly 1 kann auch mit 12V DC versorgt werden. Dann muß allerdings der Jumper umgesteckt werden und ganz sorgfältig auf die Polung der Kleinspannung geachtet werden: Es gibt in Stellung 12V DC keinen Verpolungsschutz!

Anmerkung 2): Der Relaiskontakt kann ein Ruhekontakt sein (NC), falls vorhanden. Andernfalls muß der Shelly 1 auf "reverse inputs" parametriert werden.

Das Erdungssymbol sagt uns, daß die Klemme L (Minuspol/GND der Kleinspannungsversorgung) vorteilhafterweise auf Erdpotential (Fundamenterder, PE) gelegt werden kann. Für die Funktion ist es nicht erforderlich.

(b) Trockenlaufschutz Pumpe

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Wie bei (a), sind auch hier zwei Elektroden erforderlich. Bei meiner Zisterne habe ich dazu das Saugrohr genutzt, das ich aus 22mm Cu-Rohr hergestellt habe. Mit handelsüblichen Fittings gelingt es, am unteren Ende des Saugrohrs eine Halterung für eine Cu-Elektrode zu realisieren, die gegenüber dem Saugrohr isoliert ist. An dieser Elektrode wird ein (gummi-isoliertes) Kabel angeklemmt und mit Silikon isoliert. Am oberen (trockenen) Ende des Saugrohrs wird ebenfalls ein Kabel befestigt. In einer Beton-Zisterne wird das Regenwasser leicht alkalisch, was die Cu-Rohre bestens vor Korrosion schützt (meine Zisterne wird seit 1995 problemlos betrieben).

Anmerkung 1): Der Shelly 1 kann auch mit 12V DC versorgt werden. Dann muß allerdings der Jumper umgesteckt werden und ganz sorgfältig auf die Polung der Kleinspannung geachtet werden: Es gibt in Stellung 12V DC keinen Verpolungsschutz!

(c) Flüssigkeitsstand-Überwachung

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Eine Minimum-/Maximum-Überwachung gelingt mit einem Shelly i3. Hier ist wichtig, daß der "Schaltflächen-Typ" (button type) bei den beiden genutzten Eingängen auf "toggle" parametriert wird, damit die long/short-Logik außer Kraft gesetzt wird. Bei Wellen auf der Flüssigkeitsoberfläche käme es sonst zu unvorhergesehehen Aktionen.

Im übrigen gilt das im ersten Beitrag gesagte: Der Überwachungsstrom ist in allen drei Fällen ein Gleichstrom, der zwar sehr klein ist (rd. 34 mikroA), aber langfristig dennoch zu galvanischen Effekten, wie Korrosion an den Elektroden führen kann. Im Fall (a) Lecküberwachung ist das unkritisch, denn der Zweck der Lösung ist ja, daß die Elektroden trocken bleiben. Bei der Flüssigkeitsstand-Überwachung/Trockenlaufschutz sind die Elektroden jedoch überwiegend dem Wasser ausgesetzt.

Zitat

Kupferrohr oxidiert aber und Kupferoxid leitet nicht mehr gut.

Wie beliebte ich zu schreiben?: „. In einer Beton-Zisterne wird das Regenwasser leicht alkalisch, was die Cu-Rohre bestens vor Korrosion schützt (meine Zisterne wird seit 1995 problemlos betrieben).“

Nein, 1995 gab es noch keine Shellies. Daher arbeitet die Trockenlaufsicherung mit einem handelsüblichen, professionellen Produkt aus der Firmen-Schrottkiste: Eine Flüssigkeitsstandsüberwachung mit Wechselstrom.

Zum Thema „Schaltskizzen“:

(a) Wem meine Werke nicht gefallen, möge sie nicht beachten - oder selbst schönere malen. Hatte ich ja zu Beginn dieses Beitrags angeregt. Ist aber nix passiert…

(b) Halte von den „realistischen“ Plänen mit Fotos der Bauteile und bunten Verbindungen nichts: Damit verleiten wir die geneigte Leserschaft dazu, nicht mehr abstrakt zu denken bzw. sich das abstrakte Denken garnicht erst anzueignen. Schaltpläne sind eine abstrakte, vereinfachte Darstellung und sollten das auch bleiben!

(c) Zu Beginn meines Daseins in diesem Forum habe ich versucht, meine Anregungen zum Shelly 4Pro in der gleichen Form zu präsentieren, wie das im Lexikon üblich ist. Ich scheiterte jedoch an den Produktfotos, sowohl vom Shelly, als auch von weiteren handelsüblichen Bauteilen. Daraufhin schrieb ich den Admin an und bat um Überlassung der Produktfotos, weil ich einen Lexikon-Beitrag vorhätte. Anschließend durfte ich offenlegen, welche Ausbildung ich genossen habe. Weiter passiert ist dann nichts. Habe daraus gelernt, daß Lexikon-Beiträge nur von Spezialisten erstellt werden…

(d) Suche ich mir Produktfotos im Netz zusammen, um eine „forumskonforme“ Schaltskizze zu erstellen, verstoße ich in den meisten Fällen gegen das Urheberrecht: Produktfotos unterliegen dem Urheberrecht, ich darf sie nicht einfach „klauen“! Und (auch) aus diesem Grund bleibe ich bei meinen Bleistift-Skizzen.