Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

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klassisch
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Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von klassisch » 04.02.2017, 19:39

Zum Thema Wasserzähler/Wasseruhr gibt es einige Beiträge, z.B. von Eugen (@funkleuchtturm) Impulsgeber für den Wasserzähler selbst gebaut und Sven_A Wasserzähler mit HM-ES-TX-WM, aber auch von Ralla im IP-Symcom Forum.
Ich bin weniger an der Verbrauchsermittlung interessiert, als vielmehr an einer Leckageüberwachung.
Dazu ist aber eine möglichst hohe Auflösung erforderlich, also ein Abtastung des Sternrades.
Damit kommt man an einer passenden Optik, die den meisten Bastlern versagt bleibt, kaum vorbei. Eugen und Ralla (IP-Symcom) haben bereits auf einen Panasonic SunX EX-26 Sensor hingewiesen. Seite 329 dieser Broschüre hat mich zum Kauf bestärkt.
Und ja, die ersten Versuche sind ermutigend!
WaterMeter-complete--6x4P1320019.JPG
Die Befestigung erfolgte mittels Schlauchschelle und Kupferdraht. Der Sensor ist auf eine Lochrasterplatine geschraubt, die nach derJustageeinfach an den Kupferdraht gelötet wurde.
Hier noch zwei Bilder zum Lichtfleck:
WaterMeter-ray-hits-wheel-6x4-P1320020.JPG
WaterMeter-ray-hits-bottom-6x4-P1320022.JPG
Die Signalauswertung erfolgt zweistufig mit 2 WeMos. Der erste tastet das Signal des EX26 ab und der zweite macht die WLAN-Kommunikation zur CCU bzw. zum Benutzer über eine Website. Die beiden WeMos kommunizieren über eine serielle Schnittstelle.
Die Daten werden über ein CUxD Transform device an die CCU ausgeliefert. Die Anbindung eines CUxD Energiezählerdevices ist mir leider nicht gelungen.
Die CCU wird auch als eine Art nichtflüchtiger Speicher verwendet. Beim Hochstart holt der WeMos den auf der CCU gespeicherten Wert und setzt darauf auf.
Die SW ist noch rudimentär und wird jetzt Stück für Stück erweitert.
Kernidee zur Leckagemessung ist die tägliche Erfassung der maximalen Zeit ohne Bewegung des Sternrades. Wird die zu klein, läuft ständig etwas Wasser.
Maximaler Volumenstrom, eine zu hohe oder zu niedrige Tagesentnahme führen ebenfalls zu einer email-Benachrichtigung.

Nachtrag:
Einige Ausgaben wenn man den WeMos direkt aufruft (Auszug). Die Histogramme sind der erste Wurf und werden nochmals überarbeitet:

Code: Alles auswählen

Uhrzeit: ....
counterToDisplay: 185.08619690 m^3
flowRate: 0.0000 l/h
Zeitbasis fuer flowRate: 10 sec. Abstand zwischen 2 Datenuebetragungen vom Counter. Wird im Counter-Device WaterMeter-A konfiguriert 
maxElapsedTimeToday: 154 min
maxElapsedTimeYesterday: 209 min
ticksCumulated: 16620535 
continuousQuantity:  0.00 Liter
continuousQuantityMinutes: 0 min
Verbrauch seit Mitternacht: 205.35 Liter
Verbrauch gestern: 355.84 Liter

Korrekturwerte
	ticksPerLiter: 89.798889160
Letzte Datenuebertragung CCU
	Date: ..... Tim ..... GMT
	Gemeldeter Zaehlerwert: 184887.66 Liter
	Gemeldete max. Zeit ohne Durchfluss: 154 min

Ausloeser fuer Datenuebertragung CCU; 1 Tick oder spaetestens nach
	Zeitintervall: 600 Sekunden
	jedoch nicht haeufiger als 30 Sekunden
 ************** Histograms ********** 

 ************** flow ********** 
liter/h	count	fraction 
0.00	0	0.00
10.00	1023	0.16
200.00	2156	0.33
400.00	1266	0.19
800.00	1962	0.30
1000.00	41	0.01
1200.00	23	0.00
2000.00	22	0.00
4000.00	5	0.00
0.00	0	0.00

 ************** ContinuousQuantity ********** 
liter	count	fraction 
0.00	0	0.00
1.00	615	0.42
2.00	204	0.14
10.00	549	0.38
20.00	76	0.05
100.00	15	0.01
200.00	0	0.00
400.00	0	0.00
1000.00	0	0.00
0.00	0	0.00

 ************** ContinuousFlowTime ********** 
seconds	count	fraction 
0.00	0	0.00
10.00	0	0.00
20.00	0	0.00
30.00	0	0.00
60.00	74	0.05
120.00	1285	0.88
500.00	89	0.06
1500.00	10	0.01
3600.00	1	0.00
0.00	0	0.00

 ************** DailyQuantity ********** 
liter	count	fraction 
0.00	0	0.00
10.00	0	0.00
50.00	0	0.00
100.00	0	0.00
150.00	0	0.00
200.00	0	0.00
250.00	3	0.19
300.00	7	0.44
800.00	6	0.37
0.00	0	0.00
Edit: Habe dort viewtopic.php?p=355967#p355967 noch Erweiterungen und beispielhafte Aufzeichnungen und ein neues Histogramm angehängt
Zuletzt geändert von klassisch am 15.04.2017, 20:20, insgesamt 4-mal geändert.

dondaik
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von dondaik » 04.02.2017, 19:44

:-) :-) sehr schön!
das gilt auch für den sensor und seinen preis ... doch er funzt halt.
doch im moment bin ich "out of order" :-(
-------
wer schreibfehler findet darf sie behalten.

klassisch
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von klassisch » 04.02.2017, 20:00

Habe den Sensor nicht zum blauen C-Preis erstanden. Aber ist trotzdem eine Stange Geld aus meinem "Spielgeldbudget". Und WeMos muß ich jetzt auch wieder nachordern.

dondaik
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von dondaik » 04.02.2017, 20:15

nicht nur du ...
und ein wemos reichte zum zählen und senden nicht ? oder packst du noch einige "nebenaufgaben" rein ... :-)
-------
wer schreibfehler findet darf sie behalten.

klassisch
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von klassisch » 04.02.2017, 20:28

Habe mit dem Signalgenerator eine ordentliche Durchflußrate simuliert. Wenn ich dann eine etwas komplexere Seite abrufe, haben einige Impulse gefehlt. Man müßte also die Sendeaktivitäten in Schwachlastzeiten verschieben und effizienter programmieren. Da ich aber nur ein Gerät brauche, war die Lösung mit 2 WeMos hier die schnellere und billigere. Bei 2000 Flankenwechsel / Sekunde geht das noch alles ohne Optimierung und bei 3000 verliert er ein paar Ticks. Pro Liter bekomme ich < 100 Flankenwechsel. Damit schaffen die beiden WeMos auch die Grenzlast der Wasseruhr gut. Und ich komme in der vorliegenden Wasserinstallation nicht in diesen Grenzbereich.

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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von funkleuchtturm » 05.02.2017, 12:48

Hallo Juergen,
das sieht doch sehr gut aus.Ich hatte anfangs mit einem Laserpointer das Impulsrad beleuchtet. War eigentlich sehr gut zu justieren und auch das reflektierte Licht war einfach zu detektieren, aber die Standzeit des Laserpointers war einfach miserabel. Ich hab wohl 5 Stück nach kurzer Zeit austauschen müssen. Dann hab ich diesen Weg entnervt verlassen.

Ist Dein Sensor gut und einfach zu justieren ?

Eigentlich müßte man mit dem 3D-Printer eine einfache Vorrichtung drucken, die eine stabile Justage möglich macht und gleichzeitig für die verschiedenen Wasseruhren geeignet ist. Ich denke da an so ein "Dreibein", das man auf den unterschiedlichen Uhrenglas-Durchmesser einstellen kann. Aber so richtig zündend ist diese Idee auch nicht.

Deinen Ansatz, weniger Wert auf Mengenmessung und mehr Wert auf Leckage-Erkennung zu legen finde ich gut. Gerade wenn man nicht zuhause ist möchte man eigentlich nur wissen, ob alles "abgedreht" ist. Konsequenterweise müßte man aber dann auch ein elektromagnetisches Schaltventil in die Wasserleitung einbauen.

Ein weiterer Messansatz für reine Leckageüberwachung ist ein einfacher Videochip, dessen Videosignal sich nur dann ändert,wenn das Impulsrad sich bewegt. Hab hier schon so einen preiswerten Sensor gekauft, aber noch nicht damit rumexperimentiert.

Das Thema ist insgesamt anspruchsvoll... :mrgreen:
Viele Gruesse
Eugen
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... und für Feinschmecker gibt´s den WIFFI, den WEATHERMAN, den RAINYMAN und den PULSECOUNTER
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von klassisch » 05.02.2017, 13:30

Hallo Eugen,

die Überlegungen mit einer Kamera (imager) etc sind sicher sehr interessant, aber man braucht eine entsprechende Framerate. Das Sternrad ist sehr symmetrisch und wenn man bei vollem Durchfluß alles sicher ohne Stroboskopeffekte erfassen will, könnte das Anspruchsvoll werden - auch für den Auswertrechner dahinter.
Bei meiner Uhr lief der EX-26A sofort. Die erste Justage bei der "Prinziptauglichkeitsuntersuchung" sah so aus:
WaterMeter-first-Tests-6x4-P1320006.JPG
Alles branchengerecht mit Neofermit befestigt und lief auf Anhieb.
Aber die Bilder im Eingangspost zeigen auch die Grenzen: Bei mir sitzt der Sensor nahezu direkt auf dem Uhrenglas auf (hoffe es gibt im Sommer keine Probleme mit Kondenswasser). Das Rad selbst ist noch genau im Fokus, aber das darunterliegende weiße Uhrenschild ist schon deutlich defokussiert.
Wenn die Uhr noch tiefer baut, könnte es schwierig werden. Dann, ist vielleicht noch der EX-28 oder EX24 eine Möglichkeit. Die fokussieren auf einen größeren Abstand aber wahrscheinlich nicht so scharf.
Jedenfalls lief es bei mir praktisch auf Anhieb ohne allzu große Fummelei. LED angeschlossen, etwas Wasser laufen lassen, den Sensor verschoben und mit Installationskitt erst mal fixiert.
Die zweite und etwas dauerhafte Einstellung war nicht viel schwieriger. Das Lochbild des EX-26 paßt genau zu einem durchkontaktierten Lochrasterstreifen, von dem noch ein Abschnitt rumlag.
Dis Schlauchschelle (90mm) war der größte Aufwand, weil ich bei Baumarkt vorbeifahren und >2 EUR bezahlen mußte. Der Kupferdraht ist eine stoffliche Verwertung eines <40 Jahre alten Installationskabels.
Anforderungen an die Einbaulage:
- gute Funktion, als keine Beschriftung, Striche etc. unter dem Sternrad
- Duty-Cycle optimalerweise 50%. Hier hilft ein Oszi oder eine passende Programmierung des WeMos. Oszi war schneller.
- Ausrichtung radial auf den Mittelpunkt des Sternrades, weil der Sensor ja "trianguliert". Vielleicht geht auch eine andere Richtung, habe ich aber nicht getestet
- Position so, daß Rollenzähler und alle Zeiger voll sichtbar sind

Dann
- den Draht entsprechend ausgerichtet und
- mit Schlauchschelle festgeklemmt
- die Platine mit dem Sensor entlang des Drahtes verschoben,
-- bis Funktionssichrheit gegeben und
-- duty cycle optimiert (bei mir ca. 65%) und
- in dieser Position einfach festgelötet.

War einfacher als befürchtet.

Joker971
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von Joker971 » 06.02.2017, 13:00

Bei dem ganzen gebastle solltet ihr auch daran denken das auch mal ein Ableser des Energieversorgers kommen kann der den Zähler ablesen muss. Alle 8 oder sogar 6 Jahre müssen Wasserzähler getauscht werden. Die rupfen euch das ganze Gekröse im Zweifelsfall vom Zähler runter. Ausserdem sehe ich oben im Bild das der Zählerdeckel abgebrochen worden ist. Weiss auch nicht was die dazu sagen...

dondaik
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von dondaik » 06.02.2017, 13:12

:-) austausch nur auf verlangen des kunden ( die WWerke waren gerade hier ) und so wie es auf den bildern schaut kann man den deckel wohl ganz leicht rückbaubar entfernen . .. und ablesen: ich rufe 1x ihm jahr an und gebe den wert durch :-)
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Joker971
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Re: Wasserzähler erfassen - hochauflösend - Leckagekontrolle

Beitrag von Joker971 » 06.02.2017, 13:22

Viele Wege führen nach Rom :wink: aber "Austausch nur auf verlangen" da bist du im Irrtum. Das Eichgesetz schreibt einen Austausch vor, dagegen kann weder der Energieversorger noch Du etwas daran ändern. Anders sieht es aus wenn du private Zwischenzähler (Wohnungszähler) hast die vom Eigentümer eingebaut wurden zur Abrechnung. Ob der die wechseln lässt (Ist er eigentlich zu verpflichtet wenn er darüber abrechnet!) steht in den Sternen :wink: Kannst mir glauben ich komme aus der Branche.

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