Ultraschallsensor

Anleitung zum Einsatz eines Utraschallsensors zur Füllstandsmessung mit FHEM.

Analog

SRF06 Ansicht fertig bestückte Platine (Bild robot-electronics.co.uk)

Eine Analogversion für den Ultraschallsensor lässt sich mit SRF06 - 4-20mA Current Loop Ultrasonic Range Finder aufbauen. Dieser stellt je nach Messweite einen Ausgangsstrom von 4-20mA bereit. Mittels A/D Wandler (1-Wire, z.B. DS2438) kann das Signal bequem eingelesen werden. Deutsche Distributoren sind z.B.:

• http://www.exp-tech.de/Sensoren/SRF06-4-20mA-Current-Loop-Ultrasonic-Ranger-Finder.html
• http://de.manu-systems.com/SRF06.shtml
• http://www.lipoly.de/index.php?main_page=product_info&cPath=880_2631_2632&products_id=161191
• http://nodna.de/Devantech-SRF06-Current-Loop-Ultraschall-Sensor

Nach folgendem Plan wird der Sensor an einen A/D Wandler angeschlossen, das Original Handbuch ist hier zu finden.

SRF06 Beschaltungsplan (Bild robot-electronics.co.uk)

Digital

Eine Drucksonde (z.B. http://www.icplan.de/seite27.htm) soll in Abhängigkeit des Füllstandes mit einer Ethernet-Platine über Ethersex/ECMD] ein Magnetventil zur Nachspeisung schalten. Damit soll ein Trockenlaufen der Pumpe vermieden werden und auch in Trockenzeiten Wasser über die Brauchwasserleitung zur Verfügung stehen.

Das Protokoll ist ziemlich einfach (5 Ziffern im Abstand von ca. 100 ms senden und die Ausgabe des Sensors seriell einlesen), sodass eine Verarbeitung mit FHEM, Nagios/Icinga oder Cacti jederzeit möglich ist.

Durch den (Mindest-)Abstand von 100 ms zwischen den Zeichen verbietet sich der Einsatz von ECMD, da dieses Modul die Zeichen immer mit der vollen Baudrate sendet und bisher kein "Pausenzeichen" (delay) dort möglich ist.

Deshalb hier ein kleines (aber nicht sehr elegantes) Perl-Script für die serielle Schnittstelle, welches im Verzeichnis /usr/share/fhem/FHEM/ liegen muss.

Anmerkung: Falls es jemand hinbekommt, über ECMD die 100ms Pausenzeiten zwischen den Zeichen zu setzen, können die Sensoren direkt aus FHEM ohne das Script abgefragt werden.

#!/usr/bin/perl
#
#  Ultrasonic sensor value retrieval using Mini3-Sensor from icplan.de 
#  Copyright (C) 2011 Jens Wagner
#  
#  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
#  it under the terms of the GNU General Public License as published by
#  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
#  (at your option) any later version.
#
#  This program is distributed in the hope that it will be useful,
#  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
#  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
#  GNU General Public License for more details.
#
#  You should have received a copy of the GNU General Public License
#  along with this program. If not, see <[http://www.gnu.org/licenses/ http://www.gnu.org/licenses/]>.
#
#
use strict;
use Device::SerialPort; 
#
my $seriel = Device::SerialPort->new('/dev/ttyS1') || die "Kann /dev/ttyS1 nicht öffnen! ($!)\n";
#
$seriel->baudrate(9600);
$seriel->parity("none");
$seriel->databits(8);
$seriel->stopbits(1);
#
print "Entfernung Sensor 1: ";
#
$seriel->write('1');
select(undef, undef, undef, 0.2);
$seriel->write('2');
select(undef, undef, undef, 0.2);
$seriel->write('0');
select(undef, undef, undef, 0.2);
$seriel->write('0');
select(undef, undef, undef, 0.2);
$seriel->write('0');
#
#
$|=1;
my $exit=0;
while($exit < 2000)
{
my ($cin, $sin) = $seriel->read(1);
if($cin)
{
 print $sin;
 $exit=0;
}
else
{$exit++}
}
print "\n";
#
exit(0);

Verwendet man an Stelle der Zeichenfolge '1 2 0 0 0' die Zeichenfolge '1 1 0 0 0' bekommt man die Temperatur des Sensors angezeigt.

Das Skript muss zwingend verbessert werden, da derzeit nur der Abstand in cm zum Wasserspiegel ausgegeben wird und nicht das enthaltene Volumen. Hierzu braucht man entweder (da meist liegende Zylinder oder Kugeln zum Einsatz kommen) etwas Mathematik, oder man nutzt eine Tabelle in Form einer CSV-Datei.