Dosaurier, der etwas andere Dosierautomat

[raidy]

Ich habe einen 3er Reefdoser. Der ist zwar im Prinzip gut, aber so einige Dinge störten mich dann doch.
Also habe ich eine eigene Dosiermaschine gebaut, die ich euch heute vorstellen werde.

Milli-Liter und Gramm:
Diese Maschine misst in Gramm, nicht in ml! Bei einem Eisendünger ist der Unterschied vernachlässigbar, da hat ein Liter meist auch nur 1-2 Gramm Zusätze. Anders ist es wenn man eine "dicke Suppe" anrührt, dann können 1 Liter auch schnell mal 1,2kg sein.
Ich schreibe jetzt aber hier trotzdem mal alles in den gewohnten ml, ihr wisst ja dass es Gramm sind.

Der Speicher:

Er besteht aus 4 licht-geschützenden 1 Liter Glasflaschen, in die ich jeweils ein Loch gebohrt habe und einen Schlauchanschluss verklebt habe. Die Halterung ist so gebaut, dass die Flaschen nicht von alleine raus, oder umfallen können.
Die Deckel haben eine 3mm Bohrung und sind mit einem 100µm Sieb und einer Dichtung im Deckel versehen. Dies verhindert unnötige Verschmutzungen, reduziert die Verdunstung enorm und lässt trotzdem Luft in die Flasche, damit die Brühe auch raus kann.

Oben befinden sich 5 Drucktaster:

Durch Druck auf einen Taster gelangt der Inhalt in den Dosierbehälter des Dosauriers. Auf der Waage sieht man dann die Menge auf 0,1gr genau. Der Taster in der Mitte füllt den Behälter bis zur oberen Begrenzung, womit die Mischung ins Aquarium (in meinem Fall ins Filterbecken) läuft. So wäre man in der Lage auch ohne Steuerung rein manuell zu dosieren. Lohnt sich aber nicht, da es anders viel mehr Spaß macht. Ich benutze es nur zum entlüften der Schläuche, wenn ich eine leere Flasche das erste mal befülle.

Die Dosiermaschine:
Ich habe sie Dosaurier genannt, also ein Kunstwort aus Dosieren und Dinosaurier.
So sieht sie aus:


Kurzbeschreibung:
1) Sie wird von einem WLAN-fähigen Prozessor (nodeMCU 1.0) gesteuert, welche alle Steuerungs- und Kontrollaufgaben übernimmt. Er sorgt auch dafür, dass man alle Dosierungen, die Kontrolle, Einsicht ins Logbuch, etc. auch über jedes Smartphone oder Internet via Browser machen kann.
2) Er steuert 4 spezielle Magnetventile, die für Wasser/Öl/ bestimmte Chemikalien geeignet sind.
3) Die Anzeige und die Tastatur ermöglichen es, diese Maschine natürlich auch nur direkt zu konfigurieren und bedienen.
4) Der Sammelbehälter: Er arbeitet nach dem Prinzip des Pythagoreischer Bechers. Wird also eine bestimmte Füllhöhe (>600ml) erreicht, so läuft der Becher von alleine leer. Er steht auf einer elektronischen Balkenwaage, welche die Dosiermengen misst, womit der Prozessor exakt dosieren kann.

Und so funktioniert nun das ganze:
1) Man stellt erst mal die gewünschten Düngerhythmen und Mengen ein.
Es gibt die Rhythmen: a) düngen aus, Tag, Woche, Monat und "manuell". Zu jedem Rhythmus (außer "aus") kann man die Dosis pro Flasche einstellen. Zusätzlich kann man eine gewünschte Düngezeit einstellen. Nur der Rhythmus "manuell" (und "aus" natürlich) wird nicht von der Uhr gesteuert, sondern kann nur "manuell" via Knopfdruck oder über das Internet gestartet werden.

2) Ist die Düngezeit erreicht, werden nacheinander die Flüssigkeiten der Flaschen F1-F4 durch öffnen der Ventile in den Sammelbecher eingeleitet. Je näher die Sollmenge an die Zielmenge kommt, desto kürzer sind die "Tacker"-Intervalle der Ventile. So werden die letzten 0,2 ml (exakt 0,2g) durch mehrfaches nur kurzzeitiges öffnen mit je 20ms erreicht. Die real erreichbare Genauigkeit inkl. aller Fehlertoleranzen liegt bei <0,1ml (Test 100 mal 80 mal besser 0,05ml, 12 mal besser 0,08ml, 8 mal 0,1ml).

3) Sind alle Dosiermengen im Sammelbehälter startet die Spülung und füllt den Behälter auf 600gr auf, womit die Funktion des Pythagoreischer Bechers einsetzt und die Mischung ins Filterbecken abläuft.
Es verbleibt eine Restmenge von 1-4ml im Mischbehälter, was bei 600ml eine Genauigkeit von >99,5% entspricht.



Internetfunktion:
Alle Funktionen können auch mittels Browser überwacht und gesteuert werden. Statt einer bunten Oberfläche habe ich allerdings einen Line-Commander geschrieben, damit man die Funktionen leicht in andere Programme ( aber bitte nicht Alexa, obwohl das ginge) einbauen kann.
Ein Aufruf kann also so aussehen:
xxx.yyy.de/tara --> tariert die Waage auf Null
xxx.yyy.de/duenge-manuell --> Düngt/dosiert die unter "manuelle Düngung" eingestellten Werte für F1-F4.

Eine schöne Zusatzfunktion:
xxx.yyy.de/wasserwechsel leitet einen automatischen Teilwasserwechsel von 150l ein. Es weren also exakt 150l abgepumpt, 150l Osmosewasser zugeführt und dann Dünger, "KH und GH" dosiert zugeführt, so dass der Leitwert und die Wasserhärte wieder auf Wunschwerte angepasst sind.

Hier mal eine Logmeldung nach xxx.yyy.de/status:
(! aktuelle Meldungen oben, ältere unten. Also von unten nach oben lesen!)

************ Raidy Dosaurier V1.0*****************
aktuelle Zeit:03.03.2019-16:55:33
Waage aktuell: 0.00
Rhythmus : Manuell
----Dosierungen in Gramm pro Flasche------:
Tag : F1=10, F2=2, F3=3, F4=4
Woche : F1=20, F2=5, F3=6, F4=7
Monat : F1=11, F2=8, F3=9, F4=10
Manuell: F1 0, F2=0, F3=0, F4=5
Uhrzeit Duengungen:9:00
letzter Wasserwechsel:kein Wasserwechsel seit Systemstart
------Logbuch------:
03.03.2019-16:55:33 Waage via Web tariert
03.03.2019-12:09:46 Spuelen beendet, Duengung erfolgreich. Waage neu tariert
03.03.2019-12:05:21 03.03..2019-12:05:02 Duengen Flasche: 4 Dosis:5.00 erfolgreich beendet
03.03.2019-12:05:02 03.03..2019-12:05:01 Duengen Flasche: 3 Dosis: 0 uebersprungen
03.03.2019-12:05:01 03.03..2019-12:05:00 Duengen Flasche: 2 Dosis: 0 uebersprungen
03.03.2019-12:05:00 03.03..2019-12:05:00 Duengen Flasche: 1 Dosis: 0 uebersprungen
03.03.2019-12:05:00 Duengen mit Rhythmus: manuell
03.03.2019-12:04:56 Duengen via Tasten gestartet
03.03.2019-12:04:40 Systemstart!

Da muss ich noch etwas dran arbeiten......

Weitere Details, z.B. eingebaute Sicherheiten gegen Fehlfunktion später, falls Interesse besteht.

Die Maschine musste die letzten Tage 1000 Testdüngungen (mit Wasser und "wget -O - 192.168.1.xxx/duengen?manuell") über sich ergehen lassen und hatte nicht einen Aussetzer. Außer natürlich ab und zu die Meldung "ERROR. Duengen gestoppt. Flasche 4 leer?".

Ich hoffe den einen oder anderen hat es interessiert.

Grüße Georg

 

[-MerlyN-]

Hi Georg,

cooles Projekt. :thumbs:
Ich verstehe allerdings nicht, wozu die Waage und der Becher benötigt werden. Wär's nicht viel einfacher direkt ins Becken zu pumpen?

 

[Wuestenrose]

Morgen…

Diese Maschine misst in Gramm, nicht in ml! Bei einem Eisendünger ist der Unterschied vernachlässigbar, da hat ein Liter meist auch nur 1-2 Gramm Zusätze. Anders ist es wenn man eine "dicke Suppe" anrührt, dann können 1 Liter auch schnell mal 1,2kg sein.

Macht doch nix. Die Dosierempfehlungen der Hersteller, auch die unseres Forenbetreibers, sind allesamt in Millilitern, weil sich wenige Milliliter leichter und mit weniger Fehler abmessen lassen als wenige Gramm. Die von 1 g/ml abweichende Dichte der Dünger ist in diese Empfehlungen bereits eingerechnet.

Abgesehen davon, ist es schnurzpiepegal ob man pro Dosis bspw. 4, 5 oder 6 mg/l Nitrat zuführt. Das interessiert garantiert weder Fauna noch Flora.

I.d.S.
Robert

 

[Thumper]

Moin,

absolut geiles Projekt! Größten Respekt. :bier:

 

[Alex Woesz]

Grüß Euch,

die Frage, warum man das macht, ist nicht zulässig - weil man es kann!

Einfach genial, allergrößten Respekt vor Kreativität, Einfallsreichtum und Umsetzung von meiner Seite.

Wunderbar,
liebe Grüße
Alex

 

[Wuestenrose]

Naja,

unterstützende Technik als Mittel zum Zweck, schön und gut, ich bin da selber ein wenig vorbelastet.

Hier sehe ich aber die Grenze in Richtung Selbstzweck deutlich überschritten und erkenne keinerlei Mehrwert für den Betrieb des Aquariums. Ob man Dünger aufwendig auf's Milligramm abwiegt oder pimaldaumen in Millilitern zugibt, ist absolut wumpe. Das interessiert keine einzige Pflanze.

I.d.S.
Robert

 

[raidy]

Grüß Euch,
die Frage, warum man das macht, ist nicht zulässig - weil man es kann!
...
liebe Grüße
Alex

Schön ausgedrückt. :bier:
Ja ich tue es weil ich es kann und weil es Spaß macht. Im Allgemeinen braucht man es wohl nicht so genau, aber warum sollte ich es ungenau machen, wenn man es auch genau machen kann.

Ich habe die Dosiereinheit nun doch nach unten gesetzt aus zwei Gründen.
1) Man kommt einfach besser hin.
2) Sollte mal ein Ventil spinnen, kann nicht unkontrolliert Dünger ins Becken laufen.
Dazu war es aber erforderlich, dass 4 kleine 12V Pumpen den Dünger zu den Magnetventilen der Maschine nach oben bringen. So schaut es aus:

(Alles noch etwas nass von der Montage...)

Links ist eine kleine völlig vom Prozessor unabhängig arbeitende Schutzsteuerung. Merkt diese, dass mehr als 30 Sekunden aus einer Flasche Dünger entnommen wird, schaltet sie die Pumpe dauerhaft ab. So verhindere ich, dass bei technischem Defekt oder Programmfehler eine gefährliche Überdüngung stattfinden kann.
Diese kleinen 12V Brushless Pumpen sind wirklich beachtliche Teile und günstig. Eine arbeitet schon seit 3 Jahren im Garten an einer kleinen Wasserkaskade, eine andere bei einem Garnelenbecken mit Mattenfilter.

Nochmals ein aktuelles Bild des Dosauriers am endgültigen Platz:


Wenn morgen die 4 Feinfilter kommen (Schutz vor Schmutzteilen in den Magnetventilen) geht das System in Echtbetrieb. Wird auch Zeit, die nächste Idee steht schon an.

Gruß Georg

 

[droppar]

Hello beisammen,

uuuuuuuh - technische DIY Spielerein - auch noch vollendet und funktionell (nicht wie meine ganzen "Projekte" die.. die konzeptuelle Phase meist nicht überstanden haben) - count me in

Sieht echt gut aus Georg, gefällt mir!
Wie lange haste an der Ausarbeitung getüftelt und so übern Daumen gepeilt, wie hoch waren die Materialkosten?
Wie steuerst du vom nodeMCU die brushless-pumps und Magnetventile, nutzt du SSRs oder sind die alle 3.3/5.0V direkt?
Hast du Pläne den Status noch wegzuloggen, zb MQTT-Broker im heimischen Netzwerk?

Zwei Dinge gibts, die ich noch nicht so ganz verstehe:
- Wie machst Du das beim Düngen von zb. Phosphat und Eisen, das sollte ja mWn nicht unbedingt gemeinsam inne Lösung, da sie aufallen könnten
- xxx.yyy.de/wasserwechsel - das läuft auf deinem Dosaurier MCU hat doch aber eigentlich nichts mit der Düngung zu tun - da müssen ja iwo Pumpen im Filterbecken / Magnetventile geöffnet werden, damit Altwasser raus und Osmosewasser reinkommt.

|| edit ||
A-ha! Hab mir doch schon gedacht, dass ich soviel Techystuff schonmal hier gelesen hatte - ja klar! Das war ja dein 1250L Becken mit den ganzen Automatisierung im anderen Thread :bier:
Und da ist auch die "Wasserwechselpumpe", die Du dann vmtl über ein SSR einfach einschaltet

Beste Grüße,
rob

 

[raidy]

Re:

Sieht echt gut aus Georg, gefällt mir!
Wie lange haste an der Ausarbeitung getüftelt und so übern Daumen gepeilt, wie hoch waren die Materialkosten?
Wie steuerst du vom nodeMCU die brushless-pumps und Magnetventile, nutzt du SSRs oder sind die alle 3.3/5.0V direkt?

Ich habe ein 12V 2A Netzteil dran, welches die 12V Ventile und die Pumpen versorgt und die SSR-Karte mit 5V. Der Rest läuft mit 3,3V. Der mittlere Ruhestrom liegt so bei 90mA, also kein nennenswerter Kostenfaktor.
Insgesamt dürften es jetzt schon so 100 Stunden und 200€ sein mit allem drum und dran. Die meiste Zeit übrigens Acryl polieren und das programmieren.

Hast du Pläne den Status noch wegzuloggen, zb MQTT-Broker im heimischen Netzwerk?

Da ich ohnehin einen Server (Linux, Uptime über 1000 Tage!!) im Haus habe, der auch andere Aufgaben übernimmt, holt sich dieser die Logs 1 mal pro Tag und legt sie bei sich ab.

Zwei Dinge gibts, die ich noch nicht so ganz verstehe:
- Wie machst Du das beim Düngen von zb. Phosphat und Eisen, das sollte ja mWn nicht unbedingt gemeinsam inne Lösung, da sie aufallen könnten

Drei Ansätze:
1) Nacheinander düngen, so kommt es nie zu einer Mischung im Behälter. Ich könnte/kann ja die Düngungen auch direkt mittels cron-Job vom Hausserver aus steuern.
2) Für die 20 Sekunden sollte es eigentlich egal sein, dann kommt ja schon das Spülwasser und trägt es ins Becken.
3) Phosphat nur bei der Wochendüngung, und dann eben kein Eisen.
Der Echtbetrieb wird zeigen, welches die beste Lösung ist.

- xxx.yyy.de/wasserwechsel - das läuft auf deinem Dosaurier MCU hat doch aber eigentlich nichts mit der Düngung zu tun - da müssen ja iwo Pumpen im Filterbecken / Magnetventile geöffnet werden, damit Altwasser raus und Osmosewasser reinkommt.

Der automatische Wasserwechsel hat eine eigene Steuerung, welche eine exakte Menge abpumpt (in die Zisterne im Garten) und dann die Osmose startet bis der Pegelschalter "Danke genug" sagt. Gleichzeitig wurde/wird auch ein GH/KH Gemisch eingeleitet, welches die Härte wieder den gewünschten Level bringt. Ich habe den Dosaurier nur als weitere Triggermöglichkeit angeschlossen. Das läuft schon seit Jahren, nur habe ich jetzt die Möglichkeit dies auch Remote zu starten.
Das Spülwasser für den Dosierbecher hole ich direkt aus dem Filterbecken.


SSR: Die Ventile laufen konservativ über SSR (=Relais), die Pumpen über MosFET. Bei den Ventilen habe ich bewusst SSR genommen, damit man das Klackern hört und so besser den Ablauf verfolgen kann.

|| edit ||
A-ha! Hab mir doch schon gedacht, dass ich soviel Techystuff schonmal hier gelesen hatte - ja klar! Das war ja dein 1250L Becken mit den ganzen Automatisierung im anderen Thread :bier:
Und da ist auch die "Wasserwechselpumpe", die Du dann vmtl über ein SSR einfach einschaltet

Beste Grüße,
rob

Zur Erklärung: Ich bin oft und wochenlang im Ausland. So habe ich eine gewisse Möglichkeit Remote zu kontrollieren und einzugreifen ohne dass der liebe Nachbar in Panik gerät. Auch das füttern geht zu 100% automatisch. Hier eine von 3 Futtermaschinen:
(Das Futter ist zu fast 100% vor Feuchtigkeit geschützt, kann nicht verstopfen und reicht für 8 Wochen)
Nur die wichtigsten Werte wie NO3, PO4 und Fe muss er einmal pro Woche messen und mir sagen.
Aber auch dafür habe ich einen Denkansatz, wie man diese Messungen automatisieren könnte.....

Gruß Georg

 

[raidy]

Nachdem sie nun schon fast 2 Wochen im Echtbetrieb gut läuft kann ich sagen "Ich bin zufrieden".
Hier ein Bild wie sie gerade nach Zugabe der Dünger den Behälter spült:

Ventil 1 habe ich durch ein Kunststoffventil ausgetauscht, da Eisen und Aluminium sich nicht wirklich vertragen. Da hätte ich allerdings schon vorher dran denken können. Sobald die anderen Kunststoffventile eintreffen, werde ich sie auch austauschen. Auch die Anbindung an den automatischen Wasserwechsel läuft perfekt. Da ich ja die entnommene Menge pro Flasche kenne, werde ich noch einen "Flasche bald leer"-Alarm in das Programm mit aufnehmen. Dann aber ist das Projekt fertig und das nächste startet.

Gruß Georg

 

[Christian-P]

Hallo Georg,

alle Achtung, was du da so baust. Vermutlich geht es dir vordergründig ums Basteln. Ansonsten gäbe es zumindest für die Fütterung mit dem Rondomatic eine einfache aber gute Kauflösung.

https://www.graesslin.de/de/zeitschalttechnik/haushaltszeitschaltuhren/rondomatic-400

Viele Grüße

Christian

 

[raidy]

Hallo Christian,
den Futterautomat hatte ich mal. Er hat leider einen Haken: Bei schwülem Wetter verklebt/verschimmelt das Futter in den Behältern, da es ja nicht luftdicht ist. Dennoch vielen Dank für den Tipp, echt nett.
Sorry für die späte Antwort, ich habe fast die ganze Nacht und den Tag durchgearbeitet am neuen Projekt. Mehr dazu wenn ich ausgeschlafen bin. O.K., ein Bild reicht es noch:

Und jetzt ab ins Bett..

Gruß Georg