Der von unserer Gartenbaufirma erstellte Teich verliert Wasser. Der Teichpegel sinkt binnen einiger Stunden vom Maximum um einige cm ab. Zur Dokumentation und um herauszufinden auf welchem Niveau sich der Pegel stabilisiert wurde ein Pegelmesser gebaut, welcher mittels Ultraschallmessung die Distanz zur Wasseroberfläche mißt und über die Laufzeit des Schalls den Pegelstand errechnet.
Für erste Tests wurde dazu ein Ultraschallsensor der Firma Seeedstudio verwendet. Der Sensor gibt nach dem initialisieren einen Puls aus (5V High), welcher der Zeit des Schalls zum Messobjekt und zurück entspricht. Durch Mittelung mehrerer Messwerte sind hier recht gute Ergebnisse im mm-Bereich zu erreichen.
Als Hardware zur Pulsauswertung und Weiterleitung an den Computer kommt ein Arduino-Board zum Einsatz, welches alle 10 Minuten die Messdaten auswertet, die Schalllaufzeit auf die Distanz umrechnet und das Ergebnis über ein XBee-Modul an einen zentralen Rechner weiterleitet, welcher die Messwerte in eine Datenbank abspeichert. In der Zwischenzeit wird das Arduino-Board zum Stromsparen in den Sleep-Modus versetzt.
In einer Tabellenkalkulation werden die Daten aus der MySQL-Datenbank verknüpft und der Wasserverlust in einer Liniengrafik visualisiert. Es zeigte sich, dass der Teich offensichtlich mehrere Undichtheiten aufweist. Eine im oberen Bereich, in dem das Wasser extrem schnell ausläuft (Verlust ca. 100 Liter pro Stunde) und eine weitere kleinere, tiefer liegende Undichtheit wo der Verlust dann flacher vonstatten geht. (Durchschnittswert ~140 Liter / Tag)
Update 2012-07-22: Der Ultraschallsensor der Firma Seeedstudio ist aufgrund seines Aufbaus natürlich nicht wetterfest und nur für trockene Umgebung geeignet. Für die Langzeitmessung musste also ein wetterfester Sensor her. Ich wurde bei der amerikanischen Firma MaxBotix fündig und bestellte mir einen MB7380 Outdoor Sensor. Es wurde eine Platine mit einem ATMega 328P entwickelt, welche in einem wasserdichten Gehäuse verbaut wurde und über einen Anschluss für ein GPRS-Modem verfügt. Über das GPRS-Modul werden die Daten mittels Handynetz an den Server übermittelt. Ein Akku in Verbindung mit einer Solarzelle macht das Gerät Strom- und Positionsunabhängig.
Diese neuen HRXL Sensoren haben eine Auflösung von 1mm und sind Spannungs- sowie Temperaturstabilisiert, was eine hohe Messgenauigkeit ermöglicht.
