Automatisiertes Pool-Befüllungs- und Überwachungssystem

Dieses Projekt beschreibt den Weg eines DIY-Ingenieurs, ein defektes Poolsystem durch eine vollständig automatisierte, sensorgesteuerte Lösung zu ersetzen. Mit Raspberry Pi, stromsparenden Arduinos und Open-Source-Software überwacht das System kontinuierlich Wasserstand, Temperatur, pH, ORP, Filterdruck, Stromverbrauch und Pumpenbetrieb und füllt den Pool nur bei Bedarf nach.

Hintergrund

Im Sommer 2015 gingen mein Sohn und ich eine Kaskade von Problemen in unserem Heimpool an: defekte Wasserleitungen, undichte Ventile, mangelhafter Filter, unwirksame Pool-Firma. Der komplette Neuaufbau wurde zur Mission: Pool reinigen, neue Komponenten installieren und – am wichtigsten – ihm intelligente Automatisierung verleihen.

Die Idee

Kernziel war, das alte mechanische Setup durch ein Netzwerk aus Sensoren und einer Steuerzentrale zu ersetzen, die den Pool autonom betreiben kann. Wir wählten das Autopilot-Managementsystem für Salzwasser-Umwandlung und Basis-Chemikaliendosierung, während der Großteil der Automatisierung von Custom-Hardware übernommen wurde.

Los geht's

Nach Aufrüstung von Filter, Pumpe und Ventilen führten wir ein Raspberry-Pi-basiertes System ein, um Sensordaten auszulesen und das Nachfüllventil anzusteuern. Der Pi kommuniziert mit batteriebetriebenen Mikrocontrollern, die Pegel, Temperatur und Druck messen.

Automatisierung – Der Anfang

Wir brauchten einen Weg, Wasserstand zu erkennen und das Füllventil zu triggern. Zunächst wurde ein Milone-Flüssigkeitsband-Widerstandssensor gewählt, aber ein Wassereinbruch führte zum Wechsel auf eine kostengünstige Schwimmerschalter-Lösung. Ein Low-Power Moteino-R5 liest den Schwimmerstatus und sendet die Daten per RFM69-Funk an den Pi.

Pool befüllen

Wasser wird über die bestehende Bewässerungsanlage zugeführt. Ein 24 V AC-Sprinklerventil, gesteuert durch einen 240 V auf 24 V Transformator und ein optisch isoliertes Solid-State-Relais, wird nur aktiviert, wenn der Pool unter dem Zielpegel liegt und die Sprinkler inaktiv sind. Die Rachio API wird minütlich abgefragt, um zu bestätigen, dass keine Rasenzone Wasser nutzt.

Energiemanagement

Pumpenbetrieb wird über einen Brultech GEM Strommonitor überwacht. Zieht die Pumpe mehr als 5 kW, unterbricht das System das Befüllen, um Druckverlust zu vermeiden. Ein MightyHat USV bietet zweistündigen Backup für den Pi, und ein manueller „Stop Fill“-Knopf schaltet den Transformator notfalls ab.

Monitoring-Sensorsuite

• Wasserstand (Schwimmerschalter)
• Pooltemperatur (RTD-Fühler)
• Filterdruck (100 PSI Sensor)
• pH und ORP (Atlas Scientific Sensoren in Durchflusszelle)
• Elektrische Last (GEM, 5 kW max)
• Sprinklerstatus (Rachio API)
• Säuretank-Pegel (DFRobot Flüssigkeitssensor)

Wassersensor – Neue Methode

Der Schwimmerschalter-Aufbau nutzt zwei 1/4″-Schwimmerschalter in einem wetterfesten Gehäuse. Oberer und unterer Schwimmer melden offen/geschlossen; das System interpretiert die Kombination als niedrig, mittig oder voll. Der Sensorknoten sendet alle Minute eine 0, 1 oder 2 an den Pi.

Temperatursensor – Schwimmende Hülle

Ein Temperatursensor sitzt in einem Chlor-Schwimmer, der auf der Pooloberfläche ruht, für zuverlässige Messwerte und Schutz vor Beschädigung.

Säurestand-Überwachung

Ein DFRobot Flüssigkeitssensor am Säuretank triggert eine Benachrichtigung bei niedrigem Stand, damit manuell nachgefüllt werden kann, bevor der Autopilot Säure zugeben muss.

Web-Interface

Ein Flask-basiertes Dashboard zeigt Echtzeit-Messgeräte, Systemstatus-LEDs, Batteriegesundheit und Steuerelemente für manuelles Befüllen, Pumpenprogramme und Benachrichtigungseinstellungen. Die Oberfläche hostet auch einen Alexa-Skill via Flask-Ask, um Poolstatus per Sprache abzufragen oder Befüllen zu starten/stoppen.

Historische Grafiken

Sensordaten werden in einer MySQL-Datenbank geloggt und an InfluxDB weitergeleitet; Grafana visualisiert Trends bei Temperatur, pH, ORP und Wasserverbrauch. Die Dashboards helfen, Anomalien zu erkennen und die Poolchemie zu optimieren.

Benachrichtigungen

Das System unterstützt Logdateien, Konsolen-Debug, Pushbullet, E-Mail und Twilio SMS. Nutzer können im Web-Panel anpassen, welche Events welchen Kanal triggern.

Alexa-Integration

Ein benutzerdefinierter Alexa-Skill, gebaut mit Flask-Ask, liefert gesprochene Updates zu Temperatur, pH, Pumpenstatus und kann das System anweisen, Befüllen zu starten oder zu stoppen.

Fazit

Version 3.5.0 des Codebases modularisiert die Logik in wiederverwendbare Python-Funktionen, was Wartbarkeit und Zuverlässigkeit verbessert. Das Projekt zeigt, dass ein Hausbesitzer ein altes Poolsystem durch einen kostengünstigen, Open-Source und hochzuverlässigen Automatisierungs-Stack ersetzen kann, der Echtzeit-Einblicke und freihändige Steuerung bietet.

Quelle: Pool Fill Control