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OsmoCtrl Anleitung

OsmoCtrl ist eine universell kompakte Osmose & Nachfüll Steuerung für Aquarien die sich an Ihre individuellen Anforderungen anpassen lässt. Diese Anleitung beschreibt die Funktion, Anschluss & Bedienung der marelab OsmoCtrl. Dies ist eine komfortable Steuerung für Osmose Anlagen. Folgende Funktionen realisiert die Osmose Steuerung:

  • Automatische Befüllung des Osmose Tank mit Hilfe von Füllstands Sensoren
  • Automatische Osmose Membran Rückspülung / Reinigung 
  • Automatische Befüllung des Aquariums mit Osmose Wasser
  • Überwachung des EC Wertes zur Wasser Qualitäts Kontrolle
  • Schalten der Pumpe Osmose zu Aquarium
  • Schalten einer optionalen Booster Pumpe
  • Konfigurierbare Sicherheits Abschaltung 
  • OLED Display 
  • 24V Gleichstrom 
  • RS485 Modbus Client Interface
  • Sensor Entprellung konfigurierbar

 

 

OpenSource Hardware / SourcCode 

Der Source Code der Firmeware sowie die Schaltpläne und Gerber Files für die Version 0.9 befinden sich auf meinem GitHub Repository unter:

https://github.com/marelab/OsmoseCtrl

Die Firmware wurde mit dem kostenlos erhältlichen ATMELSTUDIO7 erstellt.

 

Schaltpläne, GerberFiles & Sourcecode stehen unter GPLv2 Lizens zur Verfügung.

You may copy, distribute and modify the software as long as you track changes/dates in source files. Any modifications to or software including (via compiler) GPL-licensed code must also be made available under the GPL along with build & install instructions.  

GITHUB EVENTS

 

 

Was kostet mich so ein Umbau?

Das ist pauschal ohne die vorhandene Osmose Anlage zu kennen schwer zu sagen. Daher stelle ich einmal eine Beispielrechnung für eine vorhandene Standard Osmose Anlage auf. Es wird angenommen das ein Osmose Anlage mit 200GPD (200 Gallons per Day) Membran vorhanden ist. Diese besteht mit einem Silikat Filter meist aus drei 10Zoll Filtern plus Spülventil sowie Osmose Membran nebst Gehäuse. Das werden wir zu 95% wiederverwenden. Bei dem Bau kann man sich zwischen Qualitätsbauteilen und günstigen Varianten entscheiden.

Wir brauchen für die Vollautomatisierung mit Qualitätsteilen folgendes:

Anzahl Beschreibung Einzelpreis Gesamt
1 OsmoCtrl Steuerplatine Bestückt & Funktionsfähig 40€ 40€
2 Magnetventil 24V 19€ 38€
Wasserstand Sensor 19€ 57€
1 Booster Pumpe 200GPD 24V 80€ 80€
1 400cc Durchfluss Begrenzer 8€ 8€
1 T - Stück 5€ 5€
4 Schnell Verbinder JD 2,50€ 10€
1 Gehäuse OsmoCtrl 10€ 10€
5 IP 68 Stecker + Buchse  2 polig wasserdicht 10€ 50€
3 IP 68 Stecker + Buchse 3 polig wasserdicht 10€ 30€
1 Meerwassertaugliche Lebensmittel Echte Kabel 20€ 20€
    Gesamt Summe 438€

Wir brauchen für die Vollautomatisierung mit LowCost Teile folgendes:

Anzahl Beschreibung Einzelpreis Gesamt
1 OsmoCtrl Steuerplatine  Bestückt & Funktionsfähig 40€ 40€
2 Magnetventil 24V 5€ 10€
Wasserstand Sensor 5€ 15€
1 Booster Pumpe 200GPD 24V 60€ 60€
1 400cc Durchfluss Begrenzer 8€ 8€
1 T - Stück 5€ 5€
4 Schnell Verbinder JD 2,50€ 10€
1 Gehäuse OsmoCtrl 10€ 10€
5 Gleichstrom Stecker & Buchse 2 pol. 1€ 5€
3 Stecker + Buchse 3 polig wasserdicht 4€ 12€
1 Meerwasser taugliche Lebensmittel Echte Kabel 20€ 20€
    Gesamt Summe 195€

 

Worin besteht der Unterschied zwischen Low Cost und Industrie Qualitätsteilen?

Die Hauptunterschiede ergeben sich bei den Steckern, Sensoren und Ventilen.

  • Stecker & Buchsen die Wassergeschütz nach IP68 sind haben leider ihren Preis. Notwendig sind sie nicht da die Steuerung nicht mit Wasser in Kontakt kommen darf und soll. 
  • Sensoren habe ich bei der Qualitäts Version mit meinen marelab IR Wasser Sensoren berechnet. Es ist aber auch ohne Probleme genau so möglich einfache Schwimmschalter zu verwenden. Da der Gleichstrom der geschaltet wird typischerweise 5mA nicht überschreitet. Ich verwende lieber die IR Sensoren da diese keinerlei mechanischen Bauteile enthalten und sich so auch nichts verklemmen kann. Dies passiert durchaus hin und wieder bei mechanischen Schwimmschaltern. Und da die Sensoren sehr wichtig sind für eine Fehlerfreie Funktion kann ich nur empfehlen an dieser Stelle nicht zu sparen.
  • Bei den Ventilen kann man auch 24V Waschmaschinen Ventile benutzen diese sind um das vierfache günstiger. Die Industrie Ventile die ich nutze sind für Dauerbetrieb ausgelegt und besitzen einen massiven Messing Körper und sind verkappselt. Ebenso lassen diese sich vernünftig verschrauben. Bei den LowCost Ausführungen sind diese meist nicht für einen Dauerbetrieb ausgelegt und besitzen ein reines Kunststoff Gehäuse. Ebenso sind diese meist nicht verkapselt.

Fazit am Ende des Tages kann man selbst entscheiden wie viel Sicherheit man braucht.

 

Warum nutzt OsmoCtrl 24V und nicht 12V

Eine einfache Erklärung: Da OsmoCtrl alle Verbraucher (Booster Pumpe & MagentVentile) schaltet ist 24V einfach aus dem Grund vorteilhaft das Leitungsquerschnitte auf Platinen und Kabeln nicht so groß sein müssen wie bei 12V. Die Energie die Übertragen wird bleibt gleich aber durch eine höhere Spannung wird nicht soviel Strom übertragen. Ebenso kann man  Stecker und Buchsen für geringere Ströme verwenden, was sich stark auf Kosten für Bauteile auswirkt. 

 

Was heist Meerwasser taugliche & Lebensmittel Echte Kabel

Das ist ein Punkt der mich bei vielen kommerziellen Herstellern immer wundert das diese immer noch 220V Leitungen für Pumpen und Heizungen einsetzen. PVC hat bei flexiblen Kabeln nichts im Meerwasser zu suchen!!! Der Grund ist einfach PVC Kabel enthalten Weichmacher damit das Kabel flexibel ist, diese Weichmacher diffundieren aber mit der Zeit aus dem Kabel, abgesehen davon das diese Weichmacher sehr giftig sind werden die Kabel extrem spröde und die eigentliche Schutzisolierung aus PVC bricht. Und wer will schon Netzspannung im Aquarium, abgesehen von Weichmachern und Kupfer das gelöst wird. Daher muss man schon etwas suchen um passende Kabel zu finden und diese sind im Vergleich zu PVC sehr teuer! Lebensmittel Echt bedeutet in diesem Zusammenhang das das Kabel keinerlei Fremdstoffe an das umgebende Medium abgibt!

Folgende Kabel die mit Wasser in Kontakt kommen nutze ich bei meinen System:

- Steuerleitungen TPE-E Kabel von BKL Elektronik   hier ist das Material TPE Kunststoff

- Sensorleitung Lapp PUR UNITRONIC SENSOR FD Li9Y11Y 3x0,25 - 7038883 Ø 4,4 mm hier ist das Material PUR Kunststoff

 

 

Grundaufbau einer Osmose Anlage mit OsmoCtrl

Die rechte schematische Übersicht gibt einen Überblick was OsmoCtrl steuert bzw. wie eine handelsübliche Osmoseanlage umgebaut werden kann. Folgende Bauteile sind dargestellt:

  1. Ein Partikel Filter mit 5um
  2. Ein aktive Kohle Filter
  3. Die Osmose Membran
  4. Ein Harz Silicat Filter
  • A. Das Einlass Magnet Ventil 24V das mit dem Wasseranschluss verbunden wird
  • B. Eine 24V Druckerhöhungspumpe
  • C. Das Magenet Spülventil 24V
  • D. Der EC Leitwert Sensor
  • E. Die Aquarium Osmose Refill Pumpe
  • F. Der Sensor Osmose Tank Boden
  • G Der Sensor Osmose Tank Oben
  • H. Der Aquarium Wasserstand Sensor

OsmoCtrl wertet die drei Sensor Informationen über die Wasserstände im Aquarium und Osmose Tank aus und steuert im Automatik Modus selbstständig die Ventile und Pumpen um Osmose Wasser zu produzieren oder das Aquarium auszugleichen. Ebenso werden die Spülzyklen der Osmose Membran automatisch mit einstellbaren Intervallen durchgeführt. 

 

Hier mal ein paar Bilder von meinem Umbau meiner Standard Osmose Anlage:

Neben der unaufgeräumten Werksatt sieht man die drei 10Zoll Patronen oben auf dem Alu Träger die Osmose Membran und die Booster Pumpe. Leider konnte ich meinen alten Träger nicht mehr verweden. Dort war betreits Lack abgeplatzt und Rost vorhanden (Pulverbeschichten ist leider teurer als lakieren), ebenso war kein Platz für eine vernünftige Befestigung der Bosster Pumpe vorhanden. 

Ein Osmose Produktionszyklus wird ausgelöst wenn die Osmose Tank Sensoren beide signalisieren "Kein Wasser". Befindet sich der Osmose Wasserstand zwischen den beiden Sensoren (Osmose Tank bspw. halb gefüllt) wird kein Produktionszyklus gestartet. Erst wenn der Wasserstand unterhalb des Boden Sensors fällt startet ein Zyklus.

Um ein bestehende Osmose Anlage mit Hilfe von OsmoCtrl voll zu automatisieren werden die Teile A-H benötigt. 
 

 

Hier nochmal die Sicht von unten mit den eingesetzten Industrie Ventilen (das sind die beiden Schwarzen Dinger zwischen den 10Zoll Filtern). Diese sind für Dauerbetrieb ausgelegt und lassen sich prima mit M5 Schrauben verschrauben. Die Alu Trägerplatte wird dismal wenigstens nicht rosten :).

 

 

Anschluss der OsmoCtrl

Die fertig Bestückte Platine muss noch in ein Gehäuse eingebaut werden und entsprechend verdrahtet werden. Dazu werden verschiedene Buchsen für die Anschlüsse der Sensoren & Pumpen benötigt. Auf der rechten Seite befindet sich eine Skitze wie die Platine anzuschließen ist.

 

 

 

 

Hauptanzeige OsmoCtrl

Die Hauptanzeige der OsmoCtrl gibt einen schnellen Überblick über den derzeitgen Status und Funktion. Es werden alle relevanten Informationen wie folgt angezeigt:

  1. Derzeitiges Hauptprogramm als Text (REFILL, CLEAN, OSMOSE).
  2. Icon der derzueitig aktiven Funktionen in der Grafik rechts CLEAN Modus aktiv.
  3. Icon OSMOSE Produktion aktiv.
  4. Icon Modbus aktiv.
  5. Derzeitige Laufzeit ins Sekunden sowie Dauer des aktivierten CLEAN Modus
  6. Leitwert des Osmose Wassers in EC (dies ist eine nicht kalibrierte Anzeige und stellt nur einen Indikator dar)
  7. Status der Sensoren A = Aquarium B = Osmose Tank Boden T = Osmose Tank Oben/Max
  8. Modus der OsmoCtrl

 

Bei dem unter 1. dargestellten aktiven Hauptprogramm muss man beachten das Bspw. Clean nur aktiv sein kann wenn auch die Osmose Produktion aktiv ist. Dies erkennt man an den ICONs im rechten oberen Display Bereich. 

Die unter 5. angegebenen Laufzeiten werden in Sekunden oder Minuten dargestellt. Dies kann man jeweils der Überschrift entnehmen. 

Bei der Leitwert EC Anzeige in Mikro Siemens muss man beachten das dies kein kalibrierter Messwert ist. Aber ein durchaus brauchbarer Indikator um ablesen zu können ob Bspw. der Entmineralisierungs Filter oder ein anderer Filter langsam verbraucht ist.  

 


Setup Menu

Setup Modbus 

Die marelab OsmoCntrl kann an einem RS485 Bus (Zweidraht) Leitung mit einem PC oder Linux System oder jedem belibiegen Modbus Server verbunden werden. Damit ist es möglich die Osmo Ctrl einfach über eine GUI zu Konfigurieren, Überwachen oder Fernzusteuern. Dabei kann der Steuer Rechner bis zu 1200m entfernt liegen. Alle marelab Geräte enthalten einen Modbus Client und werden mit diesem BUS ausgestattet um eine einfache und störsichere Vernetzung zu ermöglichen. Die RS485 wird überwiegend in der Industruie zur Steuerung und Überwachung eingesetzt. Um Modbus nutzen zu können muss der OsmoCtrl eine eindeutige ID zugewiesen werden. Diese nutzt der Server um mit der OsmoCtrl zu "sprechen". Die Adresse muss zwischen 1..254 liegen und Eindeutig im Bus sein. Mit "aktiv" aktiviert man den Modbus Zugang. Eine detailierte Beschreibung zu Modbus befindet sich im Modbus Kapitel

  • ID Modbus Client Adresse 1..254
  • Aktive Modbus aktiviert / abgeschaltet

Setup Mode

Die OsmoCtrl verfügt über einen "Auto" und "Manuel" Mode. Die Mode Einstellung bestimmt wie die OsmoCtrl arbeitet.

 

  • Manuel in diesem Modus wird der Osmose Prozess vom Anwender ausgelöst. Die Anlage produziert nur Osmose Wasser wenn der Anwender über die GUI den Prozess startet. Das abschalten erfolgt automatisch bei erreichen des max Sensors im Osmose Tank. Ebenso muss der Refill Modus manuell gestartet werden und wird bei erreichen des Aquarium Sensors abgeschaltet. Die Spülung funktioniert in den konfigurierten Intervallen
  • Auto dieser Modus arbeitet vollautomatisch. Die Osmose Anlage startet mit der Produktion sobald die beide Osmose Tank Sensoren nicht mehr mit Wasser in Kontakt kommen. Die Produktion wird automatisch bei erreichen des Osmose Tank Top Sensors abgeschaltet. Die Refill Funktion startet und beendet automatisch sobald der Aquarium Sensor dies signalisiert. Die Refill Funktion wird unterbrochen solange der Osmose Tank Sensor am Boden signalisiert "kein Wasser vorhanden". Der Spülmodus wird während der Produktion automatisch durchgeführt. 

Um in das Setup Menu zu gelangen wird einfach der Schalter gedrückt. Das Setup Menu besteht aus folgenden Untermenu Punkten:

Setup Clean

Hier werden die Dauer und das Intervall der Membran Spülung eingestellt.

  • Die Einstellungen der Dauer (Duration) wid in Sekunden vorgenommen. 
  • Das Intervall (Repeat) nach wie viel Minuten eine erneute Spülung erfolgen soll wird in Minuten angegeben.
  • Die Spülung wird nur während der Osmose Produktion aktiviert. Dies geschieht zum start des Osmose Laufes und nach dem jeweilig konfigurierten Intervall bis die Osmose Produktion beendet wird. 

Setup Safety

Im Safety Setup wird eine automatische Überwachung / Fehlererkennung konfiguriert. Diese dient einerseits dazu das bei Sensoren Störung es zu keinem Überlauf des Osmose Tanks oder vollkommen überhöhte Menge Osmose Wasser in das Aquarium gepumpt werden kann. Dazu werden die Laufzeiten der Osmose Produktion und des Refill Vorganges überwacht / gemessen. Werden diese Zeiten überschritten werden alle Pumpen / Ventile der OsmoCtrl abgeschaltet / geschlossen.

  • Unter OsmoseTime wird die max. Dauer eines Osmose Laufes konfiguriert. Also die Zeit die die Anlage braucht vom Sensor Min zum Sensor Max Pegel Osmose Wasser zu produzieren. Dabei sollte man beachten das es durch die Wassertemperatur z.B im Winter die Zeitdauer eines Laufes etwas variieren kann (Je kälter das Wasser je weniger Reinstwasser wird produziert). Daher etwas Luft bei der Zeitbemessung lassen und den TOP Sensor nicht an der max. möglichen Kapazitäts Grenze des Osmose Tanks anbringen.
  • Die RefiTime bestimmt die max. Zeitdauer die ein Ausgleich des verdunsteten Osmose Wassers im Aquarium dauern darf. Also die Zeit die die Pumpe benötigt die entsprechende Menge Osmose Wasser in das Aquarium zu Pumpen. Wird diese Zeit überschritten stellt OsmoCtrl sicherheitshalber alle Pumpen und Ventile ab. So sollte es auch im Fehlerfalle nicht zu einer starken Schwankung der Salinität kommen.

Setup Dbounce

Je nach eingesetzten Sensor Typ und Aquarium können die Zeiten die ein Sensor "prellt" variieren. Unter "Prellen" versteht man das schnelle hin und herschalten zwischen An un Aus. Dies geschieht wenn der Wasserstand bspw. durch Pumpen oder Strömung sich permanent leicht ändert und gerade die Ansprechschwelle des Sensors erreicht wird. Da es in der Folge aus Sicht der OsmoCtrl zu einer Menge Schaltimpulse kommen würde werden diese mit den DBOUNCE Schwellwerten ausgeblendet. Das funktioniert ganz einfach indem ein Sensor Signal mindestens die im folgenden konfigurierte Zeit stabil anliegen muss. Ein schnelles hin und her Schalten wird so unterbunden und eine Status Änderung ergibt sich erst nach der konfigurierten Zeit.

  • S.Aqua ist der Sensor der im Aquarium System montiert ist und die Zeit in Sekunden  angibt die eine Signal Änderung am Sensor stabil anliegen muss bis dieser Schaltet. Bspw. schaltet OsmoCtrl den Refill Pumpe erst 3 Sekunden später nach erreichen des Pegels ab. Dies gilt auch für das auslösen erst nachdem das LOW Signal also "Wasser nachfüllen" anliegt.
  • S.TOP ist der Sensor der im Osmose Tank an dem Max Füllstands Bereich angebracht wird. Hier wird die Zeitspanne konfiguriert nachdem der max. Stand erreicht ist bis die Osmose Produktion abgeschaltet wird.
  • S.Bot ist der Boden oder niedrig Osmose Tank Sensor der am niedrigsten Pegel angebracht wird. Die Zeitspanne konfiguriert den Zeitversatz bis das Signal als valide anerkannt wird.

 

 

Die Ventile

OsmoCtrl ist für den Betrieb von zwei 24V Ventilen ausgelegt. Es wird ein Ventil für den Zulauf und ein Ventil für die Spül Funktion benötigt. Das Spülventil ist nicht zwingend notwendig aber sehr zu empfehlenswert. Im Dauerbetrieb werden die Ventile speziell das Zulauf Ventil sehr heiß! Dies ist normal bei Magnetventilen und kein Grund zur Besorgnis. Die Ventile müssen stromlos geschlossen sein! Auf der rechten Seite sind zwei Magnetventil Typen abgebildet.

Das obere Ventil ist ein Industrie Ventil

Daten:
  • Magnetventil 2/2 wege Ventil Magnetventile 1/4" Ventil 24V=
  • Körper: Messing
  • Innenteile: Messing / Edelstahl
  • Dichtung: NBR
  • Temperaturbereich: -10°C bis max. +80°C
  • Umgebung: max. +65°C
  • Leistungsaufname: Gleichstrom 13W - Wechselstrom: 22 VA (Anzug: 40 VA)
  • Schutzart: IP 65
  • Medien: Druckluft - Wasser - neutrale Gase - neutrale dünnflüssige Medien 

Das untere ein LowCost Ventil wie es Bspw. oft in Waschmaschinen verbaut wird. 

Daten:

  • Material: PP
  • Spannung: DC 24V
  • Nennleistung: über 5W
  • etriebsmodell: normalerweise geschlossen (N/C)
  • Druck: über 0,02 - 0,8
  • Port-Größe: über G3/4 ''
  • Gewindelänge: Ca. 17mm
  • Höhe: Ca. 57mm
  • Gesamtlänge: Ca. 72mm
  • Medientemperatur: über 0-90 Grad Celsius
  • Verbrauch: Wasser und niedrigviskose Flüssigkeiten

 

Beide kann man mit OsmoCtrl nutzen. Wobei ich die Industrie Ventile dringend empfehle da diese für Dauerbetrieb ausgelegt sind.  Waschmaschinen Ventile öffnen meist nur kurze Zeit und brauchen dementsprechend auch nicht für Dauerlast ausgelegt zu sein!

 

Industrie Ventil

LowCost Ventil

 

Die Booster Pumpe

OsmoCtrl unterstützt 24V mit max 2A ca. 50W Booster Pumpen. Die Druckerhöhung ergibt eine wesentlich höherer Osmose Wasser Produktion. Eine Booster Pumpe ist nicht notwendig um die OsmoCtrl einzusetzen. Es sollte aber mind. ein Wasserdruck von 5 Bar an der Osmose Membran anliegen. Die Booster Pumpe sollte den Betriebsdruck auf ca. 5-6 Bar bringen um so eine optimales Reinst zu Abwasser Verhältnis zu erreichen. Dabei muss man bei der Auswahl auf folgende Technische Daten achten:

  • Auslegung der Förder/Druckerhöhungsleistung passend zur eingesetzten Osmose Membran
    Dies wird meist mit GPD (Gallons pro Tag) angegeben. Standard größen liegen zwischen 50-200 GPD
    50 GPD  ca. 190 Liter am Tag
    100 GPD ca. 378 Liter am Tag
    200 GPD ca. 757 Liter am Tag
  • Die Leistung sollte bei ca 50W bei 24V liegen.
  • Der erzeugte Druck sollte zwischen 5-7 Bar liegen. Oft wird der Druck in PSI angegeben und muss entsprechen umgerechnet werden.
    100PSI ca. 6,9 Bar

Die rechts abgebildete Booster Pumpe hat folgende technische Daten:

  • 24 V / DC 
  • 35 W
  • 1,2 A
  • 100PSI / 7BAR
  • 3/8" Innengewinde 

Die Pumpen sind meist einfache Gleichstrom Motoren mit Kohlebürsten Schleifern. Darum sind diese Pumpen auch nicht für einen Dauerbetrieb so geeignet da irgendwann die Schleifer verbraucht sind. Leider habe ich noch keine Booster Pumpe gefunden die nicht so aufgebaut ist. Die Preise variieren dabei sehr stark zwischen 40-500€. Einen erkennbaren Grund gibt es für diese Preisschwankungen nicht da diese immer gleich aufgebaut sind. Zu 90% sind dies China Pumpen. Oft werden die Pumpen mit vollkommen überhöhten Druckangaben angegeben also Beispw. 8 Bar. Daher sollte man sich auf diese Angaben nicht verlassen. Die hier abgebildete Pumpe erhöht meinen Ausgangsdruck der bei 3 Bar liegt auf ca. 5 Bar.

Als Suchbegriff kann man Diaphragm pump oder Booster Pumpe angeben.

 

Die Sensoren Min,Max & Aqua

Für den Betrieb der OsmoCtrl werden drei Wasserstand Sensoren benötigt. Diese müssen im ein 5V Schaltsignal liefern können. Ich empfehle für die zwei Sensoren des Osmose Tanks die marelab IR Sensoren.

Die marelab IR (InfraRot) Sensoren sind vollkommen tageslicht tauglich und lebensmittel echt sowie aus Seewasser festen Materialien gebaut. IR Sensoren im Salzwasser sollten verdunkelt angebracht werden damit sich auf der Sensor Oberfläche keine Kalkalgen absetzen und den Sensor stören. Qualitativ hochwertige Sensoren schützen so in erster Instanz vor Fehlfunktion und Wasserschäden. Da dies aber nie eine 100% Garantie bietet implemntiert die OsmoCtrl Software seitige Schutzmechanismen die über Messung der Laufzeiten eine Fehlfunktion von Sensoren erkennen kann und die Anlage abschaltet. Mehr dazu im Bereich "Sicherer Betrieb".   

Es können aber auch einfache Schwimmschalter mit Reed Relais verwendet werden (rechte untere Abbildung). Der Vorteil der IR Sensoren liegt darin das sie keinerlei mechanische Baugruppen wie die simplen Schwimmerschalter besitzen. Meine Erfahrung zeigt das diese relativ Fehleranfällig sein können in der einfachen Ausführung.  

Die Preise für IR  und Schwimmschaltern varieren sehr stark die billigsten Schwimmschalter/Sensoren bekommt man für unter 5€ das Stück. Bei den IR Sensoren sieht das leider ganz anders aus die Preise sind sehr hoch ca. 50-100€ das Stück. Deshalb habe ich mit dem marelab IR Sensor einen Sensor entwickelt der genau zu den Anforderungen eines Aquarianers passt. Dabei kommt es neben der reinen Technik vorallem auf die verwendeten Materialien an. Durch die komplette Eigenentwicklung kann ich die IR marelab Sensoren für ca. 20€ das Stück anbieten. Wer sich genauer Informieren  will kann gerne den Artikel und Baubericht zu meinen IR Sensoren hier lesen LINK.

 

 

Sichere Betrieb

 Um eine möglichst sichere Funktion der Osmose Steuerung gewährleisten zu können wurde in der osmoCtrl zwei Software seitige Schutzmechanismen codiert. Dies müssen aber für eine einwandfrei Funktion konfiguriert werden. Dazu ist es wichtig die Funktion und Wirkungsweise zu verstehen. Wird eine dieser Fehlfunktions Erkennungen aktiviert schaltet die osmoCtrl ab und signalisiert einen Fehler auf dem Display.

Fehlfunktions Erkennung Stufe1:

Liegen Sensor Kombinationen vor die im Betrieb nicht vorkommen können schaltet die osmoCtrl automatisch ab und zeigt dies im Display an. Beispielsweise kann niemals der Sensor MIN aus sein wärend der MAX Sensor AN signalisiert. Dieser Zustand bedeutet das der MIN Sensor signalisiert das kein Wasser im Osmose Tank vorhanden ist aber der MAX Sensor zeigt maximalen Füllstand an. In diesem Falle sind die beide MIN MAX Sensoren zu überprüfen.

Fehlfunktions Erkennung Stufe2 Osmose Produktion:

Da die Osmose Produktion immer nur beginnt wenn der MIN Sensor aktiviert ist (zeigt an das der Tank leer ist) ist die Dauer der OSMOSE Produktion in den meisten Fällen immer gleich. Schwankungen der Zeit ergeben sich durch die Zulauf Wassertemperatur (je niedrieger die Temperatur je weniger Durchsatz Achtung im Winter) oder durch Druckschwankungen im Leitungsnetz. Nun misst man die Dauer bis der Osmose Tank gefüllt ist. Auf diese Zeit addiert man nochmal eine Zeitspanne für die Osmose Produktion die den Tank nicht zum überlaufen bringen kann. Dies Zeitspanne ist die max. Laufzeit einer Osmose Produktion ohne den Tank zum überlaufen zu bringen. Diese Zeitdauer tragen wir nun im SAVEMODE2 ein. Ist Beispielsweise der MAX Sensor defekt und Signalisiert nicht das erreichen des MAX Wasserstandes dann greift die im SAVEMODE2 hinterlegte Zeit und schaltet die Osmose Produktion vor erreichen des Tank überlaufs ab.  

Fehlfunktions Erkennung Stufe2 Osmose Wasser Auqarium Refill:

Nutzt man die automatische OSMOSE Wasser Aquarium Befüllung ( gleicht verdunstetes Aquariums Wasser aus) so kann man für diese Funktion ebenfalls einen Stufe 2 Schutz nutzen. Dieser funktioniert wieder über die Zeitdauer der Pumpe die das Osmose Wasser in das Aquarium System pumpt. Da man im allgemeinen relativ Zeitnah das Verdunstungswasser ausgleichen will, ist die Zeitdauer und dadurch die Menge an Osmose Wasser das dem Aquarium System zugeführt wird recht konstant. Hier nutzt man wiederum eine max. Pump Dauer die nicht überschritten werden darf! So kann verhindert werden das man durch eine Fehlfunktion in der Sensorik ein Überlaufen oder schlimmer noch schlagartiges abfallen der Salinität durch zuviel Osmose Wasser auslöst.

 

 

Wie Funktioniert die Osmose Befüllung des OsomseTanks

Automatische Osmose Wasser Produktion

OsmoCtrl nutzt zwei Sensoren die im Osmose Tank angebracht werden. Ein Sensor ist zuständig für den niedrig Wasser Stand (MIN Sensor) der andere Sensor misst den Max Wasserstand (MAX Sensor). Die Osmose Steuerung schaltet das Zulauf Ventil erst dann frei wenn der Wasserstand unterhalb der MIN Sensor Grenze liegt. Der nun folgende OSMOSE Lauf dauert an bis der MAX Sensor erreicht wird.  Liegt der Wasserstand zwischen MIN & MAX Sensor dann erfolgt keine Osmose Wasser Produktion und das Zulauf Ventil bleibt geschlossen. Ebenso schaltet bei Zulauf Öffnung die BOOSTER Pumpe auf AN. 

Tabelle Zustände der OSMOSE Senoren & Aktion der Steuerung

Automatische Spülung

Die Automatische Spülung wird aktiviert jeweils bei start der Osmose Wasser Produktion sowie zyklisch nach einem konfigurierbaren Zeitintervall. Die Dauer der Spülung kann konfiguriert werden der voreingestellte Wert liegt bei 120 sec. Der Default Zeitintervall der Spülung liegt ist 30 min und kann ebenfalls konfiguriert werden. Bei Aktivierung der Osmose Membran Spülung wird der Osmose Begrenzer mit dem Abwasser Ventil überbrückt.

Leitwert Messung

Der Leitwert des Osmose Wassers wird am Ausgang der Osmose kontinuierlich gemessen. Dieser dient als Information über die Qualität des Osmose Wassers. Die Leitfähigkeits Prüfung hat reinen informellen Character und steuert keinerlei Funktion! Ein hoher Leitwert lässt auf einen erschöpften Silikat Filter bzw. einen anderwertigen Defekt schließen. 

 

Folgende Einstellungen sind vor Inbetriebnahme zu konfigurieren:

  • Sensoren Debounce Time
  • Max Zeit für Osmose Füllung des Tank 
 

  Wie Funktioniert die automatische Osmose Wasser Befüllung des Aquariums

 osmoCTRL bietet neben der Osmose Wasser Produktionssteuerung auch ein automatischen Refill des Aquariums an. Dazu wird ein weiterer Sensor und Pumpe benötigt. Die Refill Pumpe wird im Osmose Wasser Tank installiert und pumpt das Osmose Wasser bei Bedarf in das Aquarium System. Dazu musss im Aquarium System ein weitere Sensor angebracht werden. Dies erfolgt meist in einer Kammer der Filters der einen konstanten Wasserpegel enthält. Dieser Pegel darf nur sinken wenn entsprechend Wasser aus dem Aquarium System verdunstet ist. Stellt der Sensor nun ein niedrigen Pegelstand fest wird die Refill Pumpe aktiviert und pumpt Osmose Wasser aus dem Tank in das Auqarium System bis der Wasserstand wieder normalisiert ist. Dieser Prozess passiert vollautomatisch. Bitte orientier Dich an folgenden Hinweisen bei der Montage von Sensor und Pumpe sowie dem Zulauf Schlauch ins Aquarium.

Wichtige Hinweise & Tips

Um eine Fehlerfrei Funktion zu gewährleisten ist es wichtig einige Regeln zu den Wasserkreisläufen einzuhalten. Dazu gehören folgende Tips:

  • Der Zulaufschlauch sollte niemals im Aquarium System so angebracht werden das der Zulauf unter Wasser gerät, auch nicht nach Befüllung durch einen Refill Zyklus! Dies verhindert ein zurücklaufen des Salzwassers in den Osmose Tank!!! 
  • Der Zulaufschlauch am Zuführungspunkt im Aquarium System muss immer über dem max Wasserstand im Osmose Tank liegen !!!!SEHR WICHTIG!!!! Ansonsten läuft das Osmose Wasser auch ohne Pumpe nach bis die Pegel ausgeglichen sind!

 

 

 

 

 

Externe Steuerungen und Anbindung

osmoCtrl verfügt über eine RS485 Schnittstelle und implementiert eine MODBUS Client. MODBUS ist eins der ältesten Maschinen Steuerungs Protokolle. Über diese Schnittstelle können interne Daten sowie die Sensor Stände abgefragt werden. Ebenso können Konfigurationen ausgelesen und geändert werden. Dies kann sehr nützlich sein möchte man Bspw. die Dauer der jeweiligen OSMOSE Produktion oder Refill Zeiten extern aufzeichnen und auswerten. Ebenso kann die osmoCtrl auch im Ferngesteuert werden. 

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