Automatischer Wasserwechsel.
Wasserwechsel, ein Thema zu dem es viele Meinungen zur Frage des „Ob“ und „Wie oft“ gibt. Wenn man es häufig macht ist es eine Menge Arbeit. Das wollte ich mir erleichtern.
Am Anfang stand die Frage….
Montag:
Meine Frau: Na, was hast Du im Fischkeller gemacht?
Ich: Wasserwechsel.
Dienstag:
Meine Frau: was gab´s heute im Fischkeller?
Ich: Wasserwechsel.
Mittwoch:
Meine Frau: Und?
Ich: Wasserwechsel.
Meine Frau: Total doof, Dein Hobby…..
Es musste sich also etwas ändern…..
Melanotaenia rubrivittata in Prachtfärbung nach Wasserwechsel- Foto: Rüdiger Bäcker
Der erste Lösungsversuch
Zunächst habe ich die Becken eines Blocks zusammengefasst und mit einem zentralen Filterbecken versehen.
Den Wasserwechsel habe ich dann manuell im Filterbecken vorgenommen.
Damit waren alle Becken eines Blocks mit dem gleichen Wasser versehen, was ich nicht optimal fand und das Filterbecken beanspruchte Platz, den ich lieber für ein Fischbecken nutzen wollte.
Beckenblock mit Zentralfilter – Grafik: Rüdiger Bäcker
Der Traum.
Wasserwechsel auf Kommando, das wäre doch was….
Die aktuelle Lösung – Technik für einen automatisierten Wasserwechsel
Ich komme aus der Elektronik und da kann ich die Hobbys Elektronik und Aquaristik an verschiedenen Stellen gut verbinden. So war schnell klar: das Thema Wasserweschsel sollte technisch gelöst und elektronisch gesteuert werden.
Zunächst galt es die Frage zu lösen, wie die einzelnen Becken entleert und wieder befüllt werden könnten.
Schnell war klar, das geht am besten über in Bohrungen gesetzte Durchführungen. Vor dem Glasbohren hatte ich keine Angst und da ich immer Wert auf gutes Werkzeug lege, habe ich mir sehr gute Diamant-Glasbohrer gekauft. Diese kosten mehr als einfache Produkte, bei mir hat sich die Investition aber gelohnt, ich hatte noch nicht ein einziges Mal Probleme oder gar Glasbruch.
Für die Durchführung habe ich zunächst recht teure Verschraubungen benutzu, bin dann aber auf die nachstehend abgebildeten Tankverschraubungen gestossen. Nimmt man die in guter Qualität sind die auch sehr gut geeignet.
Ich benutze sogenannte Tankdurchführungen mit beidseitigem Gewinde – Foto: Rüdiger Bäcker
Auf der Innenseite des Beckens werden über eine Gewindemuffe dann Edelstahlkörbe aufgeschraubt, es soll schließlich nur das Wasser abgelassen werden und nicht die Fische…
Schraubmuffe mit beidseitigem Innengewinde – Foto: Rüdiger Bäcker
Siebkorb mit Gewinde – Foto: Rüdiger Bäcker
So sieht es im zusammengebauten Zustand aus – Foto: Rüdiger Bäcker
Damit ich gezielt in einem Becken das Wasser ablassen kann und es dann wieder füllen kann, muss irgendeine Art von Ventil her. Normale Ventile scheiden dafür aus, die waren mir zu teuer und benötigen in der Regel einen gewissen Mindestdruck zum Öffnen, da würde das Wasser nicht ablaufen.
Ich bin dann durch einen Kollegen auf eine andere Lösung gekommen. Der wollte von mir eine Steuerung für seine Gartenbewässerung gebaut haben. Er verwendete Kugelhahnventile. Aber auch die waren teuer und irgendwie wollte ich auch keine Lösung mit Netzspannung am Becken. Was mit aber gut gefallen hat, war, dass das Wasser nicht schlagartig mit „voller Pulle“ lossprudelte.
Das war doch auch bei meiner Heizung so! Bingo – die Lösung. Ich verwende einfach Heizkörperventile.
NACHTRAG: Es gilt auch hier: Qualität schlägt Preis. Die zunächst genutzte Version aus dem Baumarkt hat nicht dauerhaft gut funktioniert. Die haben nach einiger Zeit auch im geschlossenen Zustand Wasser durchsickern lassen und auch der Durchfluss entgegen der eigentlichen Flussrichtung machte Probleme. Ich verwende nun gute Fachhandelsqualität.
Heizkörperventil – Foto: Rüdiger Bäcker
Gesagt, getan. Dann noch ein einfaches, elektronisches Ventil soweit demontiert, dass nur noch der Antrieb überblieb und dieses auf das Ventil geschraubt.
Funktioniert! (Ansteuerung und Klärung der Frage, ob das Ventil auf oder zu ist, wird per Hard- und Software gelöst, dazu später mehr).
Antrieb – Foto: Rüdiger Bäcker
Kompletteinheit – Foto: Rüdiger Bäcker
Zur Anbindung an ein Rohrsystem habe ich dann Verschraubungen und ein Stückchen Schlauch benutzt. Der Schlauch ist flexibel genug um die Übertragung von mechanischen Spannungen vom Verrohrungssystem/Regal auf die Becken zu verhindern.
Einzelteile der Verbindung – Foto: Rüdiger Bäcker
Zusammengefügt sieht das dann so aus – Foto: Rüdiger Bäcker
Die komplette Einheit zur Anbindung eines Beckens sieht dann so aus:
Die komplette Einheit – Foto: Rüdiger Bäcker
Damit war die Anbindung der Becken und das Thema Ventil geklärt. Zu erwähnen ist noch, ich nutze die Anbindung sowohl zum Entleeren als auch zum Befüllen.
Dann bedurfte es noch der Verrohrung der Becken untereinander. Hierzu sei an dieser Stelle auf einen anderen Artikel verwiesen. Nur so viel: KEINE 90°-GRAD-WINKEL VERWENDEN!
Die Verrohrung des gesamten Blocks sieht dann so aus:
Der komplette Block – Grafik: Rüdiger Bäcker
Die Verbindung zwischen den einzelnen Etagen erfolgt wieder über einen Schlauch, auch hier wird die Übertragung von mechanischen Spannungen zwischen den Becken dadurch verhindert.
So, nun sind also alle Becken an das Rohrsystem angebunden. Fehlt noch die Einheit, die den Zu- und Ablauf regelt.
Zentraleinheit
Dafür verwende ich eine Einheit aus einem der oben beschriebenen Heizkörperventile mit Antrieb als zentrales Ablaufventil, einem Magnetventil für den Zulauf und Durchflussmengensensoren für die Messung der abgelaufenen und zugelaufenen Wassermenge.
Die Einheit sieht dann so aus:
Die komplette Einheit – Foto: Rüdiger Bäcker
Gesamtübersicht
Nachfolgend zeige ich die Komponenten einmal im Gesamtsystem.
Wir nutzen dazu einen Auszug der Gesamtzeichnung:
Auszug des Gesamtblocks – Grafik: Rüdiger Bäcker
Das Beckenventil – Grafik: Rüdiger Bäcker
Das zentrale Ablaufventil – Grafik: Rüdiger Bäcker
Das zentrale Zulaufventil – Grafik: Rüdiger Bäcker
Der Durchflussmengensensor für den Ablauf – Grafik: Rüdiger Bäcker
Der Durchflussmengensensor für den Zulauf – Grafik: Rüdiger Bäcker
Der Ablauf eines Wasserwechsels
Hier dann noch ein Wasserwechsel Step by Step dargestellt:
Zunächste sind alle Ventile geschlossen – Grafik: Rüdiger Bäcker
Das zentrale Ablaufventil wird geöffnet – Grafik: Rüdiger Bäcker
Das Ablaufventil am Becken wird geöffnet – Grafik: Rüdiger Bäcker
Das Wasser läuft ab und die ablaufende Menge wird gemessen – Grafik: Rüdiger Bäcker
Ist die gewünschte Ablaufmenge erreicht, wird das zentrale Ablaufventil geschlossen – Grafik: Rüdiger Bäcker
Dann wird das Zulaufventil geöffnet und die zulaufende Menge wird gemessen – Grafik: Rüdiger Bäcker
Ist die entsprechende Zulaufmenge erreicht, wird das Zulaufventil geschlossen – Grafik: Rüdiger Bäcker
Dann das Beckenventil – Grafik: Rüdiger Bäcker
FERTIG, alle Ventile wieder geschlossen – Grafik: Rüdiger Bäcker
Varianten, Hard- und Software
Ich habe inzwischen mehrere Varianten dieser Wasserwechselautomatik gebaut. Es gibt eine Version, die auch fest montiert für ein einzelnes Becken oder mobil für mehrere Becken genutzt werden kann. Es gibt Varianten mit Pegelschaltern für die Meldung „Becken voll“, das Gleiche mit elektronischer „Becken voll“- Meldung. Damit kann man z. B. auch ein automatisches Nachfüllen von verdunstetem Wasser realisieren.
Für einen Aquarianerfreund habe ich noch einen Bodenfeuchtesensor integriert, der den Zulauf abschaltet, sollte einmal etwas schiefgehen.
Kurzum, es gibt inzwischen diverse Varianten, die durch einen modularen Aufbau der Software recht einfach zu realisieren sind.
Wo Software läuft, gibt es auch Hardware. Ich nutze diverse Mikrocontroller, bevorzugt für diese Steuerung solche vom TYP ESP8266 oder ESP32. Darüber kann die Steuerung via WLAN ins heimische Netz eingebunden werden und auch die Steuerung via ALEXA funktioniert so. Damit ist aber auch eine Steuerung via App oder über einen Browser am PC sowie die eine oder andere Einstellung möglich.
In Summe hat mir die Entwicklung Spaß gemacht und inzwischen spare ich damit auch Zeit, die ich besser zur Pflege der Tiere nutzen kann als für Wasserwechsel…..
Natürlich gibt es auch noch weitere Ideen zur Ergänzung und Erweiterung der Funktionen.
Bedienoberfläche auf dem Hany – Grafik: Rüdiger Bäcker
Kann man das kaufen?
Dies ist kein kommerzielles Produkt und nein, fertig kaufen kann man das nicht.
Da ich aber immer wieder Anfragen bekomme, habe ich inzwischen das eine oder andere Basteltreffen durchgeführt. In diesem Rahmen bauen dann mehrere Teilnehmer die Zentraleinheit und eine Beckeneinheit zusammen auf, wir passen die Programmierung auf die Anlage an und so bekommen die Teilnehmer dann am Ende auch ihre Lösung, die sie auf eigene Gefahr, selber gebaut haben.
An Netzspannung muss man dafür nicht, die Versorgung der Steuerung erfolgt über Netzgeräte, die einfach in eine Steckdose gesteckt werden können.
Bei Interesse an der Teilnahme für ein solches Basteltreffen (für IRG-Mtglieder ggf. auch vor Ort) bitte Kontakt aufnehmen.
Wasserwechsel – Anmerkung…
Wie bereits erwähnt, nutze ich für meine Anlage primär Regenwasser. Insofern definiert sich Wasserwechsel inzwischen noch ganz anders. Das Wasser wechselt seine Aufgabe und das gleich mehrfach, bevor es wieder das tut, was Regenwasser eigentlich tut….
Dazu ein Bilderbogen:
Regenwasser-Sammeltank.
Nutzung für die Fische.
Anschließend Nutzung für eine Aquaponik-Anlage.
Das Wasser vom Wasserwechsel landet unter der Aquaponikanlage in 300l-Tanks.
Nach der Nutzung für die Aquaponikanlage folgt die Nutzung für die Gartenbewässerung – natürlich automatisiert 🙂
Tomaten und …
Blumen freuen sich.