Hoe maak je zelf een draadloos watertankalarm

Of je nu een watertank hebt voor je tuin, zwembad of huishouden, een draadloos waterpeilalarm kan je gemoedsrust geven. Leer hoe je een draadloos doe-het-zelf-alarm kunt maken dat je kunt aanpassen aan je behoeften.

Waarom een draadloos water-/zouttankniveau-alarm maken?

De vorige poging bestond uit het bouwen van een zelfgemaakte waterniveausensor met behulp van een ultrasone sensor, speciaal ontworpen voor integratie in het domoticaplatform Home Assistant. Dit autonome apparaat heeft zowel fysieke verbindingen via bedrading als een directe stroombron nodig om goed te kunnen functioneren. Bovendien is het essentieel dat de gebruiker de vereiste Home Assistant-software op zijn systeem heeft geïnstalleerd voordat hij het apparaat in gebruik neemt.

In essentie bestaat het huidige prototype uit twee modules - een zendeenheid en een ontvangende eenheid - die draadloos met elkaar communiceren, waardoor de huidige status van de vloeistof (water of zout) onmiddellijk kan worden weergegeven. Het is vermeldenswaard dat dit apparaat onafhankelijk van Home Assistant werkt; een naadloze integratie met Home Assistant is echter mogelijk, mocht dat nodig zijn.

Door een draadloos sensor- en waarschuwingssysteem voor het waterpeil in een tank te ontwikkelen, kunnen de vele uitdagingen die inherent zijn aan traditionele bedrade systemen effectief worden aangepakt:

Het installatieproces van dit product is gestroomlijnd, omdat er geen kabels door of over muren en plafonds hoeven te lopen.

Men kan een enkel zendapparaat maken en dit gemakkelijk op het oppervlak van de tank bevestigen, waarna men twee of meer ontvangereenheden kan maken voor plaatsing op verschillende plaatsen, afhankelijk van de individuele vereisten.

De afwezigheid van kabels maakt frequente inspecties om de verslechtering te beoordelen overbodig.

Het gebruik van een draadloze oplossing kan leiden tot kostenbesparingen, omdat er geen fysieke verbindingen via kabels of andere soortgelijke middelen nodig zijn.

Het draadloze waterniveaumelder biedt meer flexibiliteit, zodat je de ontvanger overal kunt plaatsen zonder beperkt te worden door fysieke beperkingen die aanwezig zijn in traditionele bedrade systemen.

Er is een verwaarloosbare kans dat er elektrische stroom ontsnapt, wat kan leiden tot gevaar voor elektrische schokken.

Wat je nodig hebt

Om een doe-het-zelf (DIY) waterniveausensor en -alarm te maken, heb je verschillende onderdelen nodig.

De ESP8266 is een populaire keuze voor microcontrollers in IoT-toepassingen en kan worden gebruikt met de NodeMCU of D1 Mini apparaten.

Het product is voorzien van een 433 MHz draadloze zender- en ontvangermodule, die als zodanig kan worden aangeschaft of kan worden geassembleerd met behulp van HT12E/HT12D encoder-decoder geïntegreerde schakelingen en 433 MHz zend- en ontvangstprintplaten.

⭐Breadboard of PCB (gedrukte schakeling)

⭐Jumper wires

Elektronische componenten worden gedetailleerder weergegeven door middel van schakelschema’s, die een visuele weergave geven van hun onderlinge verbindingen en functies binnen een elektrisch systeem.

⭐Soldeerbout en soldeer

⭐Schroevendraaier en tang

⭐4,2V Li-Ion batterij voor zendercircuit

Stap 1: Circuitontwerp voor het draadloze watertankalarm

Raadpleeg de bijgeleverde schema’s en afbeeldingen om de noodzakelijke elektrische verbindingen tussen alle benodigde componenten tot stand te brengen. Het is van cruciaal belang dat u de juistheid van het schakelschema en uw verbindingen met de elementen op het breadboard of de printplaat controleert op mogelijke fouten of onvolledige verbindingen voordat u verdergaat met de volgende fase.

433MHz schakelschema ontvanger watertankniveau:

Het voltooide 433MHz tankniveausensorsysteem, geassembleerd op een breadboard, wordt geïllustreerd in de onderstaande figuur:

433MHz schakelschema van de watertankniveaumeter:

Er is een circuit geïmplementeerd van een watertankniveautransmitter, die werkt op een frequentie van 433 MHz en is opgebouwd met behulp van een breadboard, voor het monitoren van het vloeistofniveau in een reservoir of opslagfaciliteit. Dit draadloze apparaat zendt gegevens naar een ontvangsteenheid die op afstand van de zender kan worden geplaatst, zodat de status van het waterreservoir gemakkelijk op afstand kan worden gecontroleerd zonder dat fysieke toegang tot de locatie nodig is.

Om het werkingsprincipe van de hydrostatische druksensor met arduino te implementeren, is het nodig om een zendercircuit te gebruiken dat bestaat uit een vlotterschakelaar die parallel is geschakeld met vier DPDT-schakelaars. De gemeenschappelijke klemmen van deze schakelaars zijn met elkaar verbonden, terwijl hun individuele data-uitgangspennen verbonden zijn met de analoge ingangspennen A0-A3 van een Arduino-bord. Door de gevoeligheid van elke schakelaar aan te passen met behulp van de bijbehorende potentiometer, kan het systeem veranderingen in het waterpeil detecteren binnen een bereik van 5 tot 25 cm.Om te bepalen of het water al dan niet het maximumniveau heeft bereikt, kan een eenvoudige vergelijkingsschakeling bestaande uit twee weerstanden en een operationele versterker worden gebruikt. Als het waterniveau het ingestelde punt overschrijdt, zal een relaismodule die op de ontvangereenheid is aangesloten

Een alternatieve benadering voor het gebruik van vlotterschakelaars is het gebruik van metalen strips die aan de binnenwand van de wateropslagbak worden bevestigd. Het is echter van cruciaal belang dat deze methode alleen wordt gebruikt als het opgevangen water voor niet-consumptieve doeleinden wordt gebruikt; in gevallen waarin het water wordt ingenomen, moeten vlotterschakelaars worden toegepast of moet een ultrasone waterpeilsensor worden gebouwd.

Stap 2: Test het draadloze watertankalarm

Om een draadloos watertankalarm goed te kunnen installeren, is het van cruciaal belang om een grondig testproces uit te voeren om te bevestigen dat het goed werkt. Om dit te doen, haalt u een lege tank en plaatst u alle vlotterschakelaars in de tank, waarbij u ervoor zorgt dat ze op verschillende hoogtes worden geplaatst, zoals afgebeeld in het schema van het zendercircuit.

Zodra de voeding op zowel de zender- als de ontvangermodule is aangesloten, begint u de tank met water te vullen. De eerste vlotterschakelaar wordt geactiveerd zodra het waterpeil een bepaald punt bereikt, waardoor de bijbehorende LED op de ontvangermodule gaat branden. Bovendien moeten alle overige LED’s tegelijkertijd gaan branden wanneer elk van de andere vlotterschakelaars wordt geactiveerd door het stijgende waterpeil in de tank.

Vervolgens is het van cruciaal belang om zowel de ontvanger als de zender op verschillende plaatsen in uw woning te plaatsen om hun optimale communicatieafstand te bepalen. Controleer of de informatie nauwkeurig wordt doorgegeven en of de statusindicatoren (LED-lampjes) werken zoals bedoeld door aan en uit te gaan als reactie op de verzonden signalen.

Om een extra zendafstand te verkrijgen, kunt u overwegen om een externe antenne aan te sluiten op uw lezer voor radiofrequentie-identificatie als er een wordt meegeleverd met de module of om een aparte antenne aan te schaffen voor elke zend- en ontvangsteenheid afzonderlijk.

Stap 3: Installeer het draadloze waterniveaumelder in de tank

Na het grondig testen kunt u overgaan tot de installatie van het draadloze waterniveaumelder. Het wordt aanbevolen om de zendermodule in een externe behuizing onder te brengen, zoals een plastic container of een 3D-geprinte behuizing, die met siliconen moet worden vastgezet om voldoende bescherming tegen de omgeving te bieden.

Stap 4: Koppelen met Home Assistant voor automatisering

Bovendien kun je een NodeMCU of D1 Mini microcontroller in het ontvangercircuit inbouwen om het draadloze watertanksysteem intelligentie te geven. Door integratie met Home Assistant is het mogelijk om automaten te ontwikkelen, zoals het uitschakelen van de waterpomp wanneer het vloeistofniveau 100% bereikt, en deze weer in te schakelen wanneer het niveau onder die drempel zakt.

Je kunt je systeem verder aanpassen door een functie in te bouwen waarmee je realtime waarschuwingen of meldingen via je mobiele apparaat kunt ontvangen, die je informeren over het huidige waterniveau in je opslagtanks.

Om dit project te implementeren, moet je een NodeMCU of D1 Mini-module aansluiten op het ontvangercircuit dat is afgebeeld in het bijgeleverde diagram. Vervolgens compileer en flash je de door ESPHome gespecificeerde code op het apparaat van je keuze.

Om meer inzicht te krijgen in het coderingsproces binnen ESPHome, het compileren van firmware en het uploaden naar de NodeMCU of D1 Mini, kunt u onze uitgebreide handleiding raadplegen voor het maken van een draadloze deurbel geïntegreerd met Home Assistant.

Neem het bijgeleverde codefragment op in een captive portal configuratie om een toegangspunt te maken voor draadloze apparaten, als volgt:

 captive_portal:
web_server:
  port: 80
binary_sensor:
  - platform: gpio
    pin: GPIO16
    name: "100% Water - Tank Full"
    device_class: motion
  - platform: gpio
    pin: GPIO14
    name: "75% Water"
    device_class: motion
  - platform: gpio
    pin: GPIO12
    name: "50% Water"
    device_class: motion
  - platform: gpio
    pin: GPIO13
    name: "25% Water"
    device_class: motion

Men kan ook toegang krijgen tot het IP-adres van ofwel de NodeMCU of D1 Mini, die beide zijn aangesloten op een Wi-Fi-netwerk en Home Assistant, om de huidige status vast te stellen.

Bespaar water en stroom met een doe-het-zelf draadloos watertankalarm

Het bouwen van je eigen doe-het-zelf draadloze watertankalarm biedt een kans op persoonlijke voldoening terwijl je ook financieel voorzichtig bent. Dit project biedt tal van voordelen, zoals het behoud van waterbronnen, energiebesparing en lagere kosten. In tegenstelling tot traditionele bedrade watertankalarmen vereist dit alternatief geen ingewikkelde bedradingsprocedures, waardoor het zeer geschikt is voor personen die zich liever niet bezighouden met dergelijke taken binnen hun eigendomsgrenzen.