Noch einmal: Weidezaun überprüfen

[Sigrid]

Zur Situation:
Lebensnotwendig ist es nicht, aber es wäre sehr beruhigend, könnte ich mich von zu Hause aus vom Zustand bei meinen Pferden überzeugen, besonders von der Funktionsfähigkeit des Weidezauns. Es gibt hier im Forum bereits Threads dazu und auch Lösungsvorschläge - dazu später - , aber keine abschließenden Berichte, ob je ein Projekt erfolgreich umgesetzt werden konnte.

Z. B.:
https://forum.fhem.de/index.php/topic,25409.msg184172.html#msg184172
https://forum.fhem.de/index.php/topic,25409.msg184172.html#msg184172
https://forum.fhem.de/index.php/topic,86021.msg784427.html#msg784427

Es gibt durchaus auch Fertiglösungen, z. T. in Form "intelligenter Weidezaungeräte" (hier z. B. aus der Ranger-Reihe der Firma Horizont) oder Stand-alone-Lösungen, die hier nicht weiter in Betracht gezogen werden, da die Datenhaltung dort nicht lokal sein kann. Hinzu kommt, daß ein weiterer Ausbau meiner SmartStables-Lösung später wünschenswert ist.

Für mich handelt es sich um den allerersten Einstieg in die Materie, will sagen - ich brauche eine idiotensichere Lösung, besonders für den MSR-Teil. Für den IT-Teil bin ich (noch) recht zuversichtlich. Selbstverständlich werde ich mich nach positiv verlaufener Machbarkeitsstudie intensiv in FHEM, ggfs. mysensors, etc. einarbeiten, aber ich möchte vor der Investition das o. a. grundlegende Verständnis entwickeln.

Nach jetzigem Kenntnisstand kann man nicht einfach mal eben Spannungen im Hochspannungsbereich per Sensor auslesen und via Funk an einen Rechner zum Loggen übergeben, der wiederum im Internet erreichbar sein muß. Offenbar kann man aber über einen Umweg an die Information gelangen, ob die an den Leitern anliegende Spannung ausreichend hoch ist, in dem man die LEDs eines Zaunprüfers beobachtet (https://www.weidezaun.info/voss-farming-zaunpruefer-8-kv-8-stufig-1000-bis-8000v.html). Diese Lösung würde ich umsetzen, wenn ich weder die Spannung noch die Leistung (unter 10 Joule!) direkt abgreifen kann. Offenbar gibt es Möglichkeiten, direkt die elektrische Leistung zu messen, aber ich bin bei der Umsetzung schon heillos überfordert und verfolge das deshalb nicht unbedingt weiter.

Auf der Suche nach geeigneten Photosensoren und Lösungen habe ich entdeckt, daß es digitale und analoge Sensoren gibt. Ich hoffe, ich habe die richtige Terminologie benutzt und mich verständlich ausgedrückt. Für mein naives Verständnis würde es reichen, wenn mein Sensor feststellen könnte, ob eine LED an oder aus ist. Allerdings findet die Messung ja unter Freilandbedingungen statt, d. h. es gibt unterschiedliche Helligkeit im "Hintergrund". Müßte ich das berücksichtigen oder würde hier wirklich ein digitaler Sensor reichen?

Wenn ja, gibt es so etwas schon mehr oder weniger gebrauchsfertig? Ich meine damit, daß ich lötkolbenscheu bin und am allerliebsten nur mit ein paar Drähtchen zu tun hätte, mit denen ich wohldefinierte Punkte miteinander verbinden würde. Meine Frage bezieht sich vor allem auf den Meßteil - daß ich mich zusätzlich um Programmierung, Datenübertragung, Internetanbindung und Logging kümmern muß, weiß ich, scheue da aber nicht unbedingt zurück. Natürlich würde ich es mir hier auch gern so einfach wie möglich machen...

Ich wünsche mir einen Stups in die richtige Richtung, gerne auch Anregungen, welche Kenntnisse ich mir dringend aneignen muß und bedanke mich im voraus.

[Gisbert]

Hallo Sigrid,

ich bin zwar kein Weidenzaun-Experte, aber da bisher keiner geantwort hat, versuche ich mal zu unterstützen so gut ich kann.

Falls du Wlan-Empfang an der Messstelle hast, wäre ein ESP8266 sinnvoll, ansonsten ein Arduino mit einem GSM-Modul und SIM-Karte. Bleibt die Frage nach der Spannungsversorgung. Wenn du 230V vorhanden hast, ist es einfach, falls nicht, dann brauchst du einen Akku und ein Solarpanel.

Die Hochvoltseite würde ich versuchen, indem ich das verlinkte Tool so zu modifizieren, dass die Ausgänge auf die LEDs auf verschiedene GPIOs des ESPs oder Arduinos aufliegen, ggf. über Optokoppler.

Das Ganze wird aber mit Sicherheit ein ziemliches Gefrickel, und ich würde dir raten das nur anzugehen, falls du an dem Projekt interessiert bist und nicht nur an der Lösung.

Viele​ Grüße​ Gisbert​

[Sigrid]

Hallo, Gisbert,

ich danke Dir.

Ich hätte wirklich erwähnen sollen, daß ich Strom und WLAN habe, sorry! Und, nein - ich erwarte keine Fertiglösungen, möchte aber vor Projektstart so gut wie es geht klären, daß ich es zum Ziel schaffen kann.

Um die Machbarkeit hier abschätzen zu können, bleibt mir nichts anderes übrig, als einen Zaunprüfer zu öffnen und mir das Innenleben einmal anzuschauen. Dokumentiert sind solche Teile nicht. Dann muß ich nachlesen, was wohl ein Optokoppler ist - wenigstens weiß ich ja schon mit dem Begriff GPIO etwas anzufangen, wenngleich ich auch keinen Schimmer habe, welche da beschaltet werden müßten. Aber das wäre ja im Detail später noch zu klären.

Mit einfachem Aufkleben eines Sensors wäre es also nicht getan? Das hätte ich ja entschieden weniger gefährlich gefunden:-))))

Sigrid

... bin lesen....

[KölnSolar]

Und wenn Du vom lesen zurück bist, verschiebst(geht unten per button) Du den Beitrag in die Bastelecke oder machst dort ein neues Thema auf. Da finden sich nicht unbedingt Pferdeliebhaber aber sicherlich Elektroniker ein, die eine Idee für die Sensorik haben. Die gefunden, wird die Anbindung an FHEM ein Kinderspiel.
Grüße Markus

[Sigrid]

@KölnSolar
Ich habe einen Mod gebeten - leider konnte ich es nicht selber tun.
Danke für den Hinweis.

[KernSani]

@KölnSolar
Ich habe einen Mod gebeten - leider konnte ich es nicht selber tun.
Danke für den Hinweis.

Der Mod wird dich darauf hinweisen, dass du das selbst kannst Ganz links unten gibt es den Knopf "Thema verschieben"

[ph1959de]

Der Mod wird dich darauf hinweisen, dass du das selbst kannst Ganz links unten gibt es den Knopf "Thema verschieben"

Möglicherweise geht das erst ab dem 5.(?) oder mehr Beiträgen - bin mir nicht mehr ganz sicher.

[Papa Romeo]

Dann steig ich mal mit ein....

Sigrid willst du nur wissen ob das Weidezaungerät genügen Spannung erzeugt (also intakt ist) oder willst du genau wissen wie viel Spannung es erzeugt.

So ein Weidezaunprüfer ist ähnlich der Schaltung im Anhang aufgebaut.


Papa Romeo

[Sigrid]

Danke für Deine Unterstützung - ich schätze sie wirklich sehr, da ich offenbar ein Nischenthema beackern will.

Zu Deiner Frage - ich muß die anliegende Spannung messen. Mindestens so genau, daß ich bestimmen kann, ob ein bestimmter Schwellenwert unterschritten wird.
Der Hintergrund ist die Verpflichtung, Weidetiere sicher einzupferchen, man nennt das auch "Hütesicherheit". Verwendet man eine Elektrozaunanlage, geht man davon aus, daß die Anlage zweckmäßig betrieben wird, wenn mindestens Spannungen zwischen 2000 und 4000 Volt an den Leitern anliegen. Ein lediglich funktionsfähiges Gerät nachzuweisen reicht nicht aus, da es in der Praxis zu Spannungsabfällen durch z. B. Bewuchs, ungenügende Isolation, Brüche im Leitermaterial, usw. kommen kann. Tatsächlich muß man engmaschig überwachen; es ist ein labiles System.

Wenn ich also hier die 4000V-LED beobachten lassen könnte, könnte ich auswerten und entscheiden: hütesicher oder nicht hütesicher. Der Rest ist Luxus und dient der persönlichen Datensammelwut.

Ich bin beeindruckt, wie einfach solch ein Zaunprüfer aufgebaut ist.

Wenn ich die Zeichnung richtig interpretiere, sind zwischen Klemme und Erdspieß einige Widerstände in Reihe geschaltet und parallel dazu bei passenden Widerstandswerten LEDs. Der Gesamtwiderstand wächst auf der Strecke und es ist eine stets höhere Spannung notwendig, um noch genügend Strom für das Aufleuchten der LEDs durchzulassen.
(Was ihr da lest, sind im Grunde die Erinnerungen an Oberstufenphysik von vor 40 Jahren!) Ich hoffe, daß ich diese Mini-Hürde noch habe nehmen können. Ich werde in Ruhe versuchen zu verstehen, warum Du gerade diese Widerstandsgrößen gewählt hast und wofür die ersten zwei sind...

Gisberts Hinweis auf die Optokoppler haben mir die Erkenntnis beschert, daß man zwei voneinander getrennte elektrische Systeme mit einem solchen schalten kann. Ein passendes Szenario hier wäre vielleicht das Auslösen eines akustischen Signals bei Spannungsabfall auf 0 Volt - Tiere ausgebrochen, Vandale hat die Zäune durchgeschnitten, etc.
Technisch realisiert wird das wohl mit einer Einheit, die sowohl eine LED als auch einen Phototransistor beinhaltet.

Ich habe lange studiert, meine aber, daß das zum Ablesen des Zaunprüfers vielleicht nicht ganz das Richtige ist - ich will ja nicht schalten, sondern nur auslesen. Wenn mich meine Recherchen nicht völlig in die Irre geleitet haben, wäre für diesen Zweck ein(e) Photowiderstand/Phototransistor/Photodiode besser geeignet. Ich habe mir Abbildungen angeschaut und meine, daß die "Beinchen" dieser Bauelemente in geeigneter Weise mit den GPIOs eines Rechners verbunden werden müßten. Dann könnte man via eines zu schreibenden Programms - hoffentlich funktioniert Bashprogrammierung hier auch! - die Spannungszustände der GPIOs auslesen und auswerten. Welche Spannung wo anliegt und was das im Einzelnen bedeutet, hoffe ich aus Datenblättern erfahren zu können.

Hört sich das bis hier einigermaßen richtig an?

Tatsächlich scheint die Umgebungshelligkeit einen Einfluß auf den Photosensor zu haben - vielleicht komme ich gar nicht daran vorbei, mehrere Teile zu testen, damit die Aussage einigermaßen zuverlässig wird. Eine weitere Überlegung, ggfs. in einer anderen Projektstufe, ist der Einsatz von Glasfaserkabeln (LWL) zum Transport der LED-Info an einen weniger unwirtlichen Ort als es die Meßstelle sein wird. Wenn das praktikabel wäre, könnte der Photosensor am Stallrechner sitzen und dort das eintreffende bzw. nicht eintreffende Licht aus dem LWL feststellen. Würde die empfindliche Elektronik schonen, eine Funkstrecke unnötig machen, vielleicht sogar einen Rechner einsparen.

So stellt sich die naive Landfrau das zumindest bisher vor. Um Kommentare wird gebeten:-;

[Wzut]

daß das zum Ablesen des Zaunprüfers vielleicht nicht ganz das Richtige ist - ich will ja nicht schalten, sondern nur auslesen.

doch du willst schalten ,  Masse auf den GPIO Pin
D.h. die LED im Optokoppler ersetzt die LED oben im Zaunprüfer, und der Transistor schaltet die Masse auf den GPIO der noch einen Pullup Widerstand nach VCC hat.

[Sigrid]

Wer bin ich, daß ich zu widersprechen wagte:-)

Es ist also nicht möglich, durch das "Befühlen" des Beinchens - Spannung oder nicht Spannung? - die nötige Information zu bekommen?
Mir fehlen ganze Lehrbuch-Kapitel... wo fange ich am besten an?

[Papa Romeo]

..das mit LWL ist natürlich auch eine Option, aber schon etwas aufwendiger...ich würde einfach einen ESP nehmen, der die "Schaltzustände" an den Rechner oder Handy oder sonst was sendet.
Ich werd mir mal Gedanken machen und dir auch bei nächster Gelegenheit die obige Schaltung etwas erklären. Heute reicht´s mir leider nicht mehr.

[herrmannj]

kann man da nicht so vorgehen(?):
1R -> 1C -> 2 Dioden (eine als OC)

Die Werte sind jetzt "nur so".

-[20k]---[  20nF ]---+-----+
                              |        |
                             ---    +-+
                              /\    |   |  470R
                              |     +-+
                              |       |
                              |       \/  => (LED / OC)
                              |      ---
--------------------------+-----+

* edit:
meine Asci Art Fähigkeiten sind begrenzt, aber Papa wir das verstehen.

[Gisbert]

Dann steig ich mal mit ein....

Sigrid willst du nur wissen ob das Weidezaungerät genügen Spannung erzeugt (also intakt ist) oder willst du genau wissen wie viel Spannung es erzeugt.

So ein Weidezaunprüfer ist ähnlich der Schaltung im Anhang aufgebaut.


Papa Romeo

Hallo Papa Romeo,
Hallo Sigrid,

wenn man statt der Glow-Lämpchen einen Optokoppler mit passendem Vorwiderstand nimmt, dann kann man auf der Empfängerseite mit der passenden Verdrahtung (incl. Widerstand) einen GPIO auf high oder low ziehen, je nachdem, ob die entsprechende Spannung am Zaun anliegt oder nicht. Ich hoffe, ich hab das halbwegs richtig wiedergegeben.

Wenn das geschafft ist, ist es leicht das Signal high/low auszuwerten und Alarmmeldungen rauszusenden. Letzeres erfordert eine Zentrale wie z.B. Fhem.

Viele​ Grüße​ Gisbert​

[herrmannj]

bei 4kv und 1mA am OC müsste der Vorwiderstand immer noch 4Watt verbraten. Sind wohl Impulse an so einem Weidezaun, ist aber trotzdem nicht ohne..