Waterlek Detector Schakeling: Hoe het Werkt & Waarom Je Het Nodig Hebt

Of het nu een vijver, zwembad, kelder of wasmachine is – een ongemerkt waterlek kost geld en schade. Een eenvoudige waterdetector met een comparator (LM339) en twee afvoelers (probes) geeft betrouwbaar alarm. In dit artikel leggen we de werking uit, geven het schema en bouwen we de schakeling stap voor stap.

Schakeling & Componenten

Kerncomponenten:

• U1: LM339 (quad comparator, enkel 1 gebruikt)
• Q1: 2N3904 (NPN transistor, LED-driver)
• T1: BC557 (PNP transistor, optioneel voor hysterese)
• R1, R2: 2× 100 kΩ (spanningsdeler → Vref = 2,5 V bij 5 V voeding)
• R3: 1 MΩ (pull-up sense probe naar 5 V)
• R4: 10 kΩ (basisweerstand Q1)
• R5: 1 kΩ (LED-stroombegrenzing)
• C1: 100 nF (ontkoppeling)
• D1: Groene LED (alarmindicator)
• 2× breadboard draad als probes (sense + ground)

Werkingsprincipe

Spanningsdeler & Referentie

R1 en R2 delen de 5 V voeding → vast referentiespanning Vref = 2,5 V op de niet-inverterende ingang (+) van de comparator.

Sense Probe & Waterweerstand

De sense probe wordt via R3 (1 MΩ) naar 5 V getrokken. Zolang de probe niet in water hangt, is de ingangsimpedantie van de comparator extreem hoog → geen stroom door R3 → Vprobe = 5 V.

Zodra de probe water raakt, ontstaat een weerstand Rwater tussen probe en ground-probe. Dit vormt een spanningsdeler: R3 (boven) en Rwater (onder).

Formule: Vprobe = 5 V × Rwater / (R3 + Rwater)

Gewoon water (niet gedemineraliseerd) heeft Rwater < 1 MΩ → Vprobe < 2,5 V.
Zuiver water heeft hogere weerstand → minder gevoelig. De drempel 2,5 V is dus een goede scheiding voor "nat" vs "droog".

Comparator Actie

• Droog (Vprobe = 5 V > Vref): Comparator output laag (open collector → getrokken naar ground via R4). Q1 basis laag → Q1 gesloten → LED uit.
• Nat (Vprobe < 2,5 V < Vref): Comparator output hoogimpedant (float). R4 trekt basis Q1 hoog → Q1 open → LED aan.

De LM339 heeft open-collector uitgangen – perfect om direct een transistor te sturen.

Testen van de Schakeling

1. Ground-probe in water, sense-probe in de lucht → LED uit.
2. Beide probes in water → LED aan.
3. Werkt? Dan is de basis klaar.

Verbeteringen voor Productiegebruik

• Corrosiebestendige probes: Roestvrij staal (AISI 316), gevernichte printsporen of koolstofstaven. Koper oxideert snel.
• Hysterese toevoegen: Een weerstand (bijv. 1 MΩ) van comparator output naar + ingang voorkomt flikkeren bij golvende waterlijn.
• Buzzer/Relais: Vervang LED door buzzer (via transistor) of relais voor pompafschakeling.
• Voeding: 5 V via 7805 of USB-lader. Laagverbruik (LM339 < 1 mA) → lange batterijlevenstijd mogelijk.
• Microcontroller versie: Vervang comparator door ADC van Arduino/ESP32 → meet exacte weerstand, log data, stuur notificatie (Wi-Fi/BLE).

Alternatieve Topologie

Je kunt de ingangen van de comparator omwisselen (Vref op inverterende ingang, probe op niet-inverterende) en de logica inverteren. Het resultaat is identiek – kwestie van voorkeur.

Conclusie

Met een LM339, een paar weerstanden en twee draden bouw je in 15 minuten een functionele waterlekkagedetector. Voor permanente installatie: gebruik corrosievrije probes, voeg hysterese toe en koppel een luid alarm of slimme notificatie. Zo voorkom je dure waterschade met minimale investering.

Wil je een PCB-ontwerp met SMD-componenten voor serieproductie? Neem contact op – we leveren schematics, BOM en Gerber-bestanden.