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Temperaturmessung mit Raspberry Pi - Druckversion

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Temperaturmessung mit Raspberry Pi - Lutuh - 25.09.2015

Hallo Zusammen,

ich habe einen einfachen Temperaturmesser auf Basis des Raspberry Pi für die dauerhafte Nutzung in einem Aquaponik-System fertiggestellt und möchte diesen kurz beschreiben:

Verwandte Threads:
http://aquaponik-forum.de/showthread.php?tid=1112
http://aquaponik-forum.de/showthread.php?tid=614
http://aquaponik-forum.de/showthread.php?tid=1282

Vorüberlegungen
Es gibt fertige Systeme, die sowas auch können.
http://www.osmobot.com/
https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/open-aquarium-aquaponics-fish-tank-monitoring-arduino/
http://plantsandmachines.de/ (Noch kein fertiges Produkt, aber aus Deutschland)

Es gibt auch fertige Baukastensysteme zur Messung von Umweltgrößen:
http://www.yoctopuce.com/EN/products/category/usb-environmental-sensors - Anschluss einfach per USB an einen Rechner
https://www.tinkerforge.com/en/shop/bricklets/sensors.html - Anschluss über ein sog. Master Bricklet per USB an einen Rechner
(und viele mehr)

Ich habe die Route per Raspberry Pi gewählt, weil ich IT-Heini bin und weil mir dieser alle Freiheitsgrade zur Verwertung der Messwerte gibt (Benachrichtung, Automatisierung, etc.) und erweiterbar ist. Nachfolgend nutze ich nur 3 Temperatur-Sensoren, möchte tendenziell aber noch mehr davon hinzufügen.

Außerdem ist für die Temperaturmessung kein Baukastensystem erforderlich, weil man den gängigen Sensor dafür (DS18B20) direkt an den Raspberry Pi anschließen kann. Die Herausforderung für einen dauerhaften Betrieb ist natürlich, das Ganze wasserdicht und robust zu verpacken.

Umsetzung
Die Sensoren lassen sich direkt am General-Purpose-Input-Output (GPIO) des Raspberry Pi anschließen.
http://www.kompf.de/weather/pionewiremini.html
http://www.it-adviser.net/raspberry-pi-temperaturmessung-mit-ds18b20-1-wire-sensor/
Es gibt eine Anschlussvariante, wo man sich ein Kabel sparen kann, sog. parasitäre Stromversorgung. Ich habe mich für die 3-Kabel-Variante mit aktiver Stromversorgung entschieden, weil man damit längere Kabel verlegen kann. Durch die verwendeten XLR-Stecker kann ich zur Kabelverlängerung normale symmetrische XLR-Kabel verwenden.
Datenerfassung, -speicherung und -visualisierung zunächst lokal per RRDtool, weil es mir zunächst um die technische Seite geht. Später kann man sich dann softwareseitig austoben.

Ergebnis
Siehe Fotos im Anhang

Kosten
60 Euro für Raspberry Pi inkl. Netzteil, Speicherkarte, Gehäuse
30 Euro für die Entwicklungsumgebung (Steckplatine, "GPIO-Breakout" für den Raspberry Pi, Kabel)
12 Euro je Sensor inkl. XLR-Buchsen und -Stecker (http://www.exp-tech.de/wasserdichter-temperatur-sensor-ds18b20-extras )
3 Euro für die Plastikkiste

Die ersten beiden Positionen fallen nur einmal an. Für jeden weiteren Temperatur-Sensor schlagen dann nur die 12 Euro zu Buche, und evtl. mal eine größere Plastikkiste oder ein richtiges Verteilergehäuse.

Freue mich auf eine rege Diskussion!


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - swordsman56 - 27.09.2015

sieht gut aus.
mal sehen wie es weiter geht. :-)


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - rodemkay - 27.09.2015

War bestimmt eine Menge Arbeit.
Welche Werte misst du denn alle ? Zumal du ja auch noch mehr Werte messen möchtest.


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - Lutuh - 28.09.2015

Mir geht es in erster Linie um die kritischen operativen Parameter, d.h.
- Wassertemperatur
- pH-Wert
- Wasserstand
- Wasserfluss (= Funktion der Pumpe)

Die möchte ich auf jeden Fall realisieren.
Es gibt noch zwei weitere Wasserwerte, die ich gern erfassen würde, wo aber der finanzielle Aufwand zu hoch ist:
- Gelöster Sauerstoff (Dissolved Oxygen, DO), ca. 200 Euro
- Elektrische Leitfähigkeit (eC, Electrical Conductivity), ca. 100 Euro

Man kann noch viel mehr Werte erfassen, aber das sieht man auch bei der täglichen Fütterung und Kontrolle. Da ich keinen Garten oder Hinterhof habe, wird mein System in einem Kleingarten stehen, und entsprechend brauche ich eine grundlegende Überwachungsmöglichkeit, die mir sagt, dass es "läuft". Zu den genannten Werten soll noch ein stündliches Foto des Systems, insbesondere der Wasseroberfläche, hinzukommen.

Ich plane, Karpfen als Fisch zu nehmen, und muss daher das Thema "DO" nicht ganz so eng sehen. Hätte ich einen anderen Fisch mit höheren Sauerstoffanforderungen, würde ich das Geld für eine stetige Überwachung ausgeben.


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - DomWeb - 28.09.2015

(28.09.2015, 06:36 )Lutuh schrieb: Mir geht es in erster Linie um die kritischen operativen Parameter, d.h.
- Wassertemperatur
- pH-Wert
- Wasserstand
- Wasserfluss (= Funktion der Pumpe)

Nimm den ph-Wert aus der Liste.
Arbeite mit Muschelkalk als Puffermedium und der PH-Wert ist alles andere als instabil.


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - Lutuh - 29.09.2015

Das mit dem Muschelkalk wird gemacht! Leider war der pH-Sensor schon seit längerem bestellt, also werde ich ihn mal ausprobieren. Die pH-Sensoren sollen angeblich eh nicht ewig halten.


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - DomWeb - 29.09.2015

Ja und du musst sie eigentlich in 3-modularer Kaliumchloridlösung lagern.
Ich weiß nicht ob die Lösung innerhalb der Elektrode sich nicht nach und nach verdünnt wenn sie permanent im Wasser ist.


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - Lutuh - 29.09.2015

Da hast du Recht.
Das ist die Elektrode: http://www.top-messtechnik.com/jtlshop/navi.php?a=198&lang=ger&; und das die Wartungsflüssigkeit http://www.top-messtechnik.com/jtlshop/index.php?a=633

Belustigend finde ich allerdings den Widerspruch zwischen "Wartungsfrei" in der Beschreibung der Elektrode und der Tatsache, dass man sie dennoch mit Wartungsflüssigkeit behandeln muss. Naja, wir werden mal sehen. Erstmal muss der Adapter noch ankommen und das Ding überhaupt Werte liefern. Ich werde berichten.


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - DomWeb - 29.09.2015

Ok also für den Preis ist das aber auch nicht wirklich schlimm...


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - joe-ponix - 29.09.2015

Tach Tach!

Sehr schöner Artikel! ich werde auch in den nächsten 2 wochen etwas davon anschaffen.
Die KCl-Lösung ist vor allem dazu da, dass du auf dauer kein Kalium, Natrium (+Calcium?) als pH (also H⁺)misst. Sämtliches Na und Ca wird wieder durch das K aus der Elektrode verdrängt, sodass diese nicht im Glas "steckenbleiben".

Und auf austrocknen ganz schwer achten! das sollte bei pH-Elektrode unbedingt vermieden werden.

Ich dachte zuerst an den Net-Pio temp12 für meine kleine Anlage hier, Computer ist sowieso im Nebenraum! Da ist schon eine Software mit Maske dabei (Ich bin leider kein IT-Freak). http://www.electronic-software-shop.com/usb-pio-/-temp12.html

Grüße Joe


RE: Temperaturmessung mit Raspberry Pi - hamburger-jung - 28.07.2016

Moin,

ich habe das ganze in mein FHEM eingebunden. Mit Homemeatic Sensoren

2 x Temp. Sensor
2 x Schaltaktor, davon einer mit Leistungsmessung
1 x Außentemperatur Sensor (°C / %rel.)

Was demnächst kommen soll, ist ein 8-Fach Schaltaktor, womit ich die beiden jetzigen ablöse und dann erweitere mit z.B. Licht
Wasserstandssensor intressiert ich auch noch, wobei ich das dann mit einer Pumpe oder einem Magnetventil den Wasserstand im Fischtank reguliere.

Und schon spuckt es wieder in meinem Kopf .....
Mach könnte ja auch ne Heizung einbauen, falls ich auf Tilapien gehen .... Grow Lamps (auf Basis der Helligkeit(Helligkeitssensor ...))

usw .....

bis dahin
Gruß Sören