Demo Modul Poolsteuerung / Schwimmbadsteuerung. Hardwarebasis ist der Mikrocontroller von Frank Kiesow



Um was geht's hier?

Irgendwann wollte meine Frau tatsächlich für den Pool "eine große Temperaturanzeige auf dem Garagendach", damit sie weis wie warm der denn so ist :o). Nach kurzer Diskussion und dem Einwand meinerseits, das dies wohl kein "optisches Highlight" sei, hab' ich mich auf die Suche gemacht die ganzen Pool-Daten irgendwie auf einem kleinen Monitor oder iPad angezeigt zu bekommen, den man irgendwo im Haus aufhängen kann... und das ganze natürlich dann auch von Unterwegs per Fernzugriff abfragen kann. Das war dann auch gar nicht so einfach - auch wenn meine Frau der Meinung war: "ja dann mach doch einfach". Auf der Suche nach brauchbaren Lösungen die ich umsetzen konnte, reifte dann immer mehr die Idee das man doch gleich die komplette Filtersteuerung, Heizungssteuerung, Solarsteuerung ... sprich eine komplette Poolsteuerung per PC/iPad/Smartphone umsetzen könnte. Das machte die Suche nach einer Lösung dann noch komplizierter.
Solche am Markt erhältliche Poolsteuerungen liegen im Vollausbau (inkl. Dosierung), aber meist immer noch mit deutlich reduzierterem Funktionsumfang und teilweise abenteuerlichen Benutzeroberflächen (Webserver Implementierung), im oberen 4-stelligen bzw. niedrigen 5-stelligen Bereich.

"Warum so teuer, das muss doch auch um 500,- gehen" - hab ich mir recht leichtfertig gedacht und mich auf die Suche nach Teilen gemacht, die ich mit meinen Programmierkenntnissen dazu überreden kann meinen kompletten Überlaufrinnenpool zu steuern, zu visualisieren und dann auch am besten noch automatisch zu dosieren ohne dabei jemanden zu vergiften... Um das abzukürzen: ich habe keine Poolsteuerung und auch keine Einzelkomponenten gefunden, was in einem vernünftigen Kostenrahmen alle drei Anforderungen abdecken kann.
...bis ich auf Franks Solar-/Poolsteuerung Projekt gestossen bin. Frank hat mit einem Kollegen zusammen einen Mikrocontroller entwickelt, den er bei sich damals seit etwa zwei Jahren für eine einfache Poolsteuerung (Filtersteuerung und Solarabsorber) per Temperaturdifferenzregler einsetzte. Der Mikrocontroller hat einen integrierten WebServer und kann demnach per Weboberfläche gesteuert werden... Nach vielen hunderten von eMails, weiteren zwei Jahren Entwicklungszeit und entsprechend vielen Stunden Arbeit wurde aus der "kleinen" Solarsteuerung eine vollständige, leistungsfähige und vor allem flexible Schwimmbad- / Poolsteuerung inkl. automatischer Dosierung, die man per Netzwerk oder Internet mit jedem gängigen Smartphone oder TabletPC komplett konfigurieren und bedienen kann.

Direkten Zugang zur Benutzeroberfläche eines (demo) Controllers gibt's hier: http://demo.poolcontroller.de/gui/phase2/ (optimiert für iPhone, iPad, Tablets, Smartphones mit allen gängigen Browser/Betriebssystemvarianten) oder hier: http://demo.poolcontroller.de/ (ältere PC-Version). Bei diesem Demo-Zugang kann man sich mit beliebigem Nutzernamen und Passwort einloggen und z.B. Relais schalten. Ein verändern der Konfiguration ist jedoch nicht möglich.

Bei näherem Interesse an der Poolsteuerung einfach an Frank wenden (Link). Nachdem der Controller selber ja schon so einiges konnte, ich aber für mein Becken noch diverses mehr brauchte (z.B. Steuerung von zwei Filterpumpen und eine Schwallwassersteuerung die zum damaligen Zeitpunkt noch nicht integriert war), habe ich obige Software entwickelt die den Controller als "Schalt- und Sensorzentrale" verwendet. Die internen Steuerungsfunktionen des Controllers lassen sich also auch deaktivieren und man kann ihn komplett über eine eigene, externe Software steuern/abfragen.

Die angezeigten Daten in diesem Demo sind "echt", werden von meinem Pool zuhause allerdings nur stündlich aktualisiert. Schaltbefehle werden nicht an den Controller gesendet, auch wenn die Demo-Software auf manuelle Schaltbefehle reagiert. Man kann hier also nach Lust und Laune drücken und konfigurieren. Geänderte Konfigurationen werden ebenfalls stündlich wieder überschrieben.

Für Interessierte kurz zur Hardware bzw. zu den Anschluss- und Steuerungsmöglichkeiten des Controllers:
- 8 Relaisausgänge. Alle Relais können mit...
   ...Zeitschaltregeln z.B. zur Filtersteuerung, Pumpensteuerung, Licht, Rückspülsteuerung, usw... geschaltet werden.
   ...Temperaturregeln z.B. zur Solarsteuerung, Heizungssteuerung, Wärmepumpensteuerung, Belüftung, usw... geschaltet werden.
   ...beliebigen analogen Sensoren (4..20mA) z.B. zur Filterdrucküberwachung, Schwallwasserregelung, Klimatisierung, Trockenlaufschutz, usw... geschaltet werden.

- 8 Digitale Dallas 1-wire Sensoren zur Temperaturerfassung.
- 4 ADC Eingänge (in der obigen Konfiguration werden zwei zur Druckanzeige der Filter genutzt und einer zur Wasserstandsmessung im Schwallwasserbehälter.
- 1 BNC Anschluss für PH-Sonde (voll galvanisch getrennter Messverstärker), frei parametrierbare Dosiereinstellungen.
- 1 BNC Anschluss für Redox-Sonde (voll galvanisch getrennter Messverstärker), frei parametrierbare Dosiereinstellungen - auch für Salzelektrolyse geeignet.
- 4 Digitale I/0 Eingänge (einer nutzbar zum Anschluß eines Impulsgebers zur Durchflußmessung).
- EnOcean Protokoll zur Ansteuerung des Thermokon STC-Ethernet Gateways (Funkbefehle für z.B. vorhanden Aktoren können am Smartphone/iPad abgesetzt werden).
- Integrierte DMX Schnittstelle zum grundlegenden steuern/dimmen der Pool-/Gartenbeleuchtung - oder auch Farbwechsel bei Verwendung entsprechender Lampen.
   Unterstützung des ArtNet Protokolls. Der Controller kann über Ethernet Steuerungsabfolgen von externer DMX Software empfangen und auf den DMX-Bus weiterleiten.
- Konfigurierbare Email/SMS Benachrichtigungen/Alarmierungen über ein externes SMS-Gateway (prepaid). Es ist also kein zusätzliches GSM-Modul mit SimKarte notwendig.


Die Poolsteuerung kann ebenfalls extern mit normalen HTML-Requests (GET/POST) über Netzwerk und/oder Internet gesteuert und alle Werte abgefragt werden. Somit wäre auch die Entwicklung einer eigenen Software in nahezu jeder beliebigen Sprache und ohne Kenntniss von Netzwerk- oder Schnittstellenprotokollen möglich und sehr einfach umzusetzen. Ebenfalls das einbinden in bestehende EIB / Hausautomations-Systeme (KNX, IP-Symcon, Loxone, FHEM, ...) ist dadurch gewährleistet und man muss sich keine Gedanken mehr über die eigene Programmierung einer automatischen Dosierung oder über das erfassen und abfragen von Messwerten wie pH und Redoxpotential machen. Sprachen wie Perl (hier verwendet) oder PHP eigenen sich in dem Fall hervorragend um die eigene Umsetzung von überall auf der Welt, ohne weiteren Aufwand, zugängig zu machen bzw. zu visualisieren. Natürlich ist in diesem Fall aber ein eigener PC oder z.B. ein embedded Linux System (z.B. Raspberry Pi - benutze ich selber) notwendig. Der Controller selbst bietet einen Webserver, der allerdings keine Leistungintensiven Anwendungen die direkt dort gehostet werden, zulässt.

Die Schwimmbadsteuerung kann natürlich aber auch ohne jede externe Software einen komplettes Schwimmbad steuern. Temperaturen messen und darauf regeln, PH-Wert und RedoxPotential messen/regeln, Filterpumpe(n) steuern und z.B. die Regelung einer Solarheizung per Differenztemperaturmessung oder die Ansteuerung einer konventionellen Hausheizung übernehmen. Mit entsprechenden Sonden/Sensoren lassen sich auch Überlaufbehälter bzw. Schwallwasserregelungen ebenso realisieren wie z.B. die Entfeuchtung einer Schwimmhalle. Die Dosierautomatik beinhaltet eine Regelung des pH Werts (Dosierrichtung pH+ und pH-) wie auch eine bedarfsgerechte, redoxbasierte Chlordosierung per flüssigem Chlor (NatriumHypochlorit) oder die Ansteuerung einer externen Salz Elektrolysezelle. Bei geplanter Verwendung einer Salz-Elektrolyse kann auf die Anschaffung einer kompletten, teuren Anlage mit Steuergerät verzichtet werden. Es ist ledigliche eine zur Beckengröße passende Elektrolysezelle und ein dazu passender Transformator notwendig. Allein dies amortisiert eigentlich schon die Kosten des Controllers.

Der Funktionsumfang wird ständig weiter entwickelt, Softwareupdates funktionieren ohne großen Aufwand und besondere Kenntnisse über eine Online-Update Funktion. Die komplette Konfiguration der angeschlossenen Sensoren und auch die Sondenkalibrierung (ph, Redox) wird direkt über den Controller gehandhabt.

Die Anwendung für das Schwimmbad als Poolsteuerung ist sicher die bevorzugte, aber nicht die einzige der möglichen Varianten. Durch die Möglichkeit der Messung von pH-Wert und Redoxpotential kann z.B. auch eine aufwändige Aquariensteuerung realisiert werden, eine Whirlpool-Steuerung, die Sauna oder auch beliebig andere Steuerungen im Bereich der Hausautomation.

Falls jemand gesteigertes Interesse und Fragen zum Controller hat, einfach mailen: alex@lembi.de


[Last Update: 10.06.2016] Alexander Lembert


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