Arduino-gesteuerte automatische Entwässerungspumpe für Luftentfeuchter – DIY-System

Komponenten und Materialien

Benötigte Werkzeuge

• Lötkolben
• Abisolierzange
• Seitenschneider
• Metall-/Kunststofffeile

Projektidee

Der Autor besuchte seine Schwiegereltern und musste deren Luftentfeuchter im Keller mehrmals täglich manuell entleeren, da dieser keinen Schlauchanschluss hatte. Die Lösung: Eine automatische Pumpe, die den Wassertank entleert, bevor der Entfeuchter abschaltet.

Problembeschreibung

Der Tank muss entleert werden, bevor der Schwimmerschalter des Entfeuchters abschaltet. Danach muss der Tank wieder gefüllt werden – und das endlos.

Lösungskonzept

Eine Pumpe wird eingeschaltet, wenn der Wasserstand einen oberen Schwellenwert überschreitet, und abgeschaltet, wenn er unter einen unteren Schwellenwert fällt. Die Erkennung erfolgt über die Leitfähigkeit von Wasser (nicht destilliert). Zwei Drahtpaare in unterschiedlicher Höhe fungieren als Sensoren. Da Wasser ein schlechter Leiter ist, werden Darlington-Transistoren (MPSA13) verwendet, um den winzigen Strom zu verstärken und dem Arduino digitale Signale (HIGH/LOW) zu liefern.

Funktionsweise: Ein Transistor besteht aus Kollektor (Eingang), Emitter (Ausgang) und Basis (Steuerung). Strom an der Basis senkt den Widerstand zwischen Kollektor und Emitter. Beim Darlington-Paar wird der Emitter des ersten Transistors mit der Basis des zweiten verbunden → extrem hohe Stromverstärkung.

Zum Schalten der Pumpe (Netzspannung) dient ein Relais, das vom Arduino-Logikpegel angesteuert wird. Das Relais wird in das Verlängerungskabel der Pumpe geschaltet (COM und NO).

Umsetzung

1. Wasserdetektor aufbauen: Die Sensorleitungen gehen an 5 V. Die Basen der Darlington-Paare werden mit den Rückführleitungen aus dem Wasser verbunden, die Emitter an Arduino-Pins 2 (unterer Sensor) und 3 (oberer Sensor). Status-LEDs an den Basen zeigen den Schaltzustand an.
2. Relais-Schaltung testen: Relais-Spule an Pin 8 und GND. Netzspannung über COM/NO des Relais schalten.
3. Auf Proto-Shield löten: Alle Komponenten auf dem Adafruit Proto Shield verlöten und als Shield auf den Arduino stecken.
4. Gehäuse einbauen: Wasserdichtes Gehäuse für die Elektronik, Kabeldurchführungen mit Zugentlastung (Kabelbinder).

Inbetriebnahme

Positionieren Sie die Sensoren im Tank: Der untere Sensor muss über dem Pumpenansaugstutzen liegen (Trockenlaufschutz!), der obere unter dem Abschaltschalter des Entfeuchters. Schlauch verlegen – auch bergauf möglich.

WARNUNG: Läuft die Pumpe trocken, wird sie zerstört. Die Position des unteren Sensors ist kritisch.

Code (SimplePumpControl.ino)

/* Created and copyrighted by Zachary J. Fields. MIT License. */
const int ENABLE_PIN = 2;   // unterer Sensor (Pumpe EIN)
const int FULL_PIN = 3;     // oberer Sensor (Pumpe AUS)
const int RELAY_PIN = 8;    // Relais für 115 V Pumpe

void setup() {
  pinMode(ENABLE_PIN, INPUT);
  pinMode(FULL_PIN, INPUT);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (digitalRead(FULL_PIN)) {           // oberer Sensor nass -> Pumpe AN
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
  } else if (!digitalRead(ENABLE_PIN)) { // unterer Sensor trocken -> Pumpe AUS
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  }
}

Schaltplan (Breadboard-Version)