Arduino Steuerung Zum Brauchwasser/Abwasser Von Einer Waschmaschine Sparen

Beschreibung des Projekt´s Brauchwasser sparen

Die Kosten für Energie und Wasser steigen auf einem unverschämten Maß an, und deshalb sollte man sich Gedanken machen, wie man Energie und Wasser sparen kann, damit man seinen Geldbeutel schonen kann.

Beschreibung des Projekt´s:

Zweifacher Ultraschall - Sensor Abstandsmessgerät für einen Spülkasten mit Magnetventiel zum Steuern von Frischwasser bzw. gebrauchtes Duschwasser aus einem Tank per Gartenpumpe oder Hauswasserwerk ohne Druckschalter. Die Basis der Software war ein Demoprogramm um mit zwei Ultraschallsensoren jeweils eine Entfernung / Abstand zu einem Objekt zu messen.

In diesem Fall wird der Abstand zum Wasser in einer Regentonne gemessen. Wenn im Spülkasten ein Abstandswert größer z.B 10 cm ansteht, und im Tank ein Wert kleiner 60 cm ansteht, wird die Pumpe an und das Magnetventil ausgestellt und umgekehrt.

Von Dietmar Malke, Königslutter.

Mit Hilfe von zwei Ultraschallsensoren wird der Abstand im Wasservorratsbehälter / Tank und im Wasserkasten für die Toilettenspülung ermittelt. Ist im Wasserkasten ein parametrierter Wert (z.B. 10 cm) Abstand vom Wasser bis zum Sensor ermittelt, meldet das LCD als Anzeige "Befüllen fertig"! Wird dieser Wert überschritten ändert sich die Anzeige auf " Befüllen läuft ". In dem beigefügten Programm für Arduino sind hinter den Meldungen noch die Abstandszahlen in Zentimeter sichtbar.

Der Abstand zum Sensor sollte so gewählt werden, das bei Schaumbildung kein Schaum an den Sensor kommt, da die Sensoren nicht Wasserfest sind. Dennoch läuft das System bei mir jetzt schon einige Monate, ohne Sensoren tauschen zu müssen. (Update 19.12.2015) Inzwischen habe ich die Ultraschallsensoren im Vorratsbehälter ausgetauscht, da einige Sensoren durch warmes Wasser verrostet sind, und so ein falscher Wert ermittelt wurde. Das konnte durch einen Wasserfesten Sensor behoben werden, die ich bei ebay für ca. 11 Euro pro Stück gefunden und ausgetauscht habe. Im Wasserkasten ist immer noch der "preiswerte Sensor" denn diese Sensoren können auch kleine Abstände kleiner 10 cm ermitteln. Die Wasserfesten können nur größere Entfernungen bis ca. 15cm ermitteln, und bei kleineren Abständen wird dieser Sensor Null anzeigen, denn er ist außer dem Erfassungsbereich. Habe zur Anschauung Bilder hochgeladen, die die Sensoren zeigen. Der Sensor mit den beiden silberfarbenen zylindrischen Teilen auf der Platine ist der preiswerte 1 Euro Sensor, das andere Bild zeigt den wasserfesten Sensor mit dem einen schwarzen Sender / Empfänger. (Update 19.12.2015 Ende)

Diese Zahlen kann man später aber auch auskommentieren, damit die Zahlen nicht mehr sichtbar sind. Zum Parametrieren finde ich es aber sehr nützlich. Natürlich wird das Magnetventil und die Pumpe entsprechend der Bedingungen an bzw. aus geschaltet. Bedingung kann sein, das der Tank leer ist, und deshalb darf nur das Magnetventil für das Frischwasser geöffnet worden sein. Ist der Tank mit schon einmmal gebrauchten Duschwasser gefüllt, muss das Frischwasserventil geschlossen, und das Magnetventil für das Wasser im Tank geöffnet sein, ebenso muss die Pumpe angeschaltet sein. Alles wird wieder zurückgesetzt, wenn der Wasserkasten befüllt wurde, und das Befüllen erfolgreich abgeschlossen ist.

Ein Rückschlagventiel sollte in die zu befüllende Leitung eingebracht werden, da nach Abschalten des Magnetventils sonst das zurücklaufende Wasser unangenehme Geräusche macht, und außerdem die Pumpe bei jeder Befüllung des Wasserkastens länger laufen muß! In diesem Projekt wurde ein Arduino Nano Pro als 5 Volt Version benutzt. Die Ein und Ausgänge des kleinen Arduino reichen aus, um das Display, und die Pumpe mit Magnetventile anzusteuern.

Das Abwasser der Dusche wird mit HT Rohre (grau) in den Tank geleitet. In dem Rohrwerk dient ein Teesieb mit 4 cm Durchmesser als Filter, das Teesieb passt hervorragend in dem HT Rohr hinein, ohne es bearbeiten zu müssen. Das Rohr, in dem das Teesieb untergebracht ist, ist ein Anschlußstück, eigendlich vorgesehen für den Anschluß am Waschbecken, in dem das Rohr vom Waschbecken in eine Gummiedichtung eingeführt wird.

Das Gummiestück wird herausgenommen, dann das Teesieb hineingesteckt, und danach das Gummiestück wieder eingesetzt. Mit dem Teesieb werden Haare usw. aufgefangen. (Das Sieb muss, ca. alle zwei Wochen bei Befüllung durch die Waschmaschine, gereinigt werden).

Inspiriert hat mich ein Youtube Video, in dem zu sehen ist, wie solch ein Projekt gezeigt wird, aber für die Badewanne, und nicht mit einer Arduino-Steuerung. (Bitte selbst suchen). Das ganze Projekt hat mir mit Verrohrung, Pumpe, Lötzin und der Elektronik ca. 150 Euro gekostet. Wenn man dagegen sieht, was man durch das Projekt in einem 3 - 4 Personenhaushalt sparen kann, dann hat sich dieses Projekt schon nach etwa 6 Monaten amortisiert. Bei Fragen bitte eine PN an mailto: [e-mail]

Im Praxistest hat sich herausgestellt, das von Zeit zu Zeit das LCDisplay nichts mehr angezeigt hat. Durch ein Reset konnte dieser Umstand vorübergehend behoben werden. Das ist aber nicht befriedigend, deshalb habe ich eine Freilaufdiode Typ 1N4001 o.ä. am Magnetventil angebracht, die in der Zeichnung / Verdrahtungsplan nicht eingezeichnet ist.

Die Kathode muss an der Plusleitung und die Anode an dem Minuspol angebracht werden. Nun bleibt das Display vollständig an. Bisher konnte ich keine Ausfälle verzeichnen!

Inzwischen wurde dieses Projekt mit einem zweiten Behälter erweitert, der das Abwasser der Waschmaschine

auffängt, und eine zweite Arduino-Steuerung steuert wieder eine Gartenpumpe und befüllt den ersten Behälter.

Grafiken im WEB zeigen, das man am meisten Wasser für die WC Spülung und für das Waschen der Wäsche benötigt, und eben dort setzt das enorme Sparpotential mit diesem Projekt an.

Step 1: TinyFont Für Alle, Die Kleine Buchstaben Mögen.

Für alle, die lieber den TinyFont bevorzugen, so wie es die Bilder zeigen, können den Sketch mit dem Namen Ultraschall...TinyFont flashen. Es ist das gleiche Programm, aber angepasst auf die Besonderheiten der Library "Gaph.h". Geflasht werden die Programme mit Arduino 1.05 Version.

Die Software mit dem Namen: "Ultraschall_Spuelkasten_9liter_8_7.ino" ist die neueste Version, und steht ebenfalls als Download bereit.

Falls Sie Fragen oder Vorschläge für dieses Projekt haben, an die ich nicht gedacht habe, mailen Sie mir bitte.

Auch würde ich mich freuen, Rückmeldung zu erhalten, von Personen, die dieses Projekt mit Erfolg umgesetzt haben.

Viel Erfolg

Step 2: Steuerung Für Die Befüllung Vom Zweitbehälter in Den Erstbehälter

Dies ist eine Ergänzung zum vorher beschriebenen Projekt!

In dieser Ergänzung geht es darum, in einem zweiten Wasserbehälter das Abwasser der Waschmaschine aufzufangen, und je nach Füllstände der beiden Behälter den ersten Behälter immer gut gefüllt zu halten, damit immer ausreichend Wasser zur Verfügung steht, um den Wasserkasten zu befüllen.

Es hat sich gezeigt, das nur das Duschwasser zur Befüllung des ersten Behälters zu wenig ist, um viel Wasser zu sparen. Deshalb wurde diese Erweiterung eingeführt, und hinzugefügt.

Jetzt wird mit einer gleichen Gartenpumpe vom Behälter 2 in den Behälter 1 gepumpt, um stehts ausreichend Wasser für die WC - Spülung zu haben.

Das Programm für die zweite Steuerung ähnelt sehr stark dem Programm der ersten Steuerung, aber ist weniger aufwendig, bzw. noch einfacher.

Im Tank 1 befinden sich jetzt zwei Ultraschallsensoren, und im Tank 2 ein Ultraschallsensor, damit die Werte beider Tanks auf dem Display angezeigt werden können.

Am Behälter 2 wurde noch eine Tankdurchführung oben am Tank als Überlauf befestigt, da sonst wenn beide Tanks voll sind, und weiterhin Wäsche gewaschen wird, am Tank 2 ein Überlaufen droht !

Das Programm hat im Dateinamen als Kürzel BT mit dabei, was darauf hinweist, das man ein Bluetooth Modul HC-06 anschließen kann. Damit wird es möglich, sich die ermittelten Füllstandswerte auf ein Android Handy anzeigen zu lassen. Dazu muß auf dem Handy ein Blutooth - Terminalprogramm installiert sein.

Das Programm für den Arduino ist unten mit dabei.

Im Anschluß finden Sie noch ein kleines Notprogramm, das man auf dem Arduino flashen kann, damit die Befüllung des Wasserkastens mit Frischwasser sicher stellen kann.

Nun wünsche ich viel Erfolg bei der Verwirklichung Ihres Projekt´s, und beim Wassersparen !

Step 3: Arduino Brauchwassersteuerung Im Fehlerfall

Sollte es zu einer Störung kommen, sei es, das ein oder mehrere Ultraschallsensoren ausfallen, weil diese Wasser abbekommen haben, und nun nicht mehr richtige Abstandswerte liefern, so ist es wichtig, ein Alternativplan zu haben.

Ein Programm, das die Anlage außer Funktion setzt, und dabei gleichzeitig das Magnetventil offen hält, damit der Spülkasten mit Frischwasser befüllt wird, kann hier Abhilfe schaffen.

Dieses Programm ist hier ebenfalls online gestellt.

Nachdem alle Fehler behoben wurden, kann man das schon bekannte Programm flashen, um das System wieder zu starten.

Step 4: Softwareupdate Für OLED 0,96 " Mit Controller 1306

In diesem Schritt möchte ich eine neue Softwareversion vorstellen.

Dieser Schritt war notwendig, denn nach nunmehr zwei Jahren Laufzeit sind z.B. Sensoren oder auch ein Relais gestorben, was zur Folge hatte, das ich das Notprogramm aufspielen musste, bis neue Sensoren verfügbar waren.

In dieser nun vorliegenden Verion ist eine Failsafefunktion dazu gekommen, und sie beschreibt, das im Fehlerfall eines oder beider Sensoren, automatisch auf Frischwasserzufuhr umgestellt wird. Das macht das Notprogramm überflüssig!

Das Display ist zwar recht klein, und somit die Schrift darauf auch, aber für die Anzeige der aussagekräftigen Daten ausreichend. Auch läßt sich die Schriftart auswählen, was es je nach Font notwendig macht, auch die Position der Ausgaben anzugleichen. Außerdem passen mehr Buchstaben in einer Reihe als beim vorherigen Display. So kann man die Textausgabe noch besser auf eigene Wünsche anpassen.

Bilder wird es auch noch geben, aber z.Z. stehen sie noch nicht zur Verfügung. Das werde ich zu gegebener Zeit nachholen.

Nun weiterhin viel Erfolg beim Wassersparprojekt