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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AC aus Rechtecksignal (Füllstandssensor ohne Elektrolyse)


Autor: Gerd (Gast)
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Ich möchte resisitiv erkennen, wann ein Boiler leer ist. Der Boiler ist 
geerdet, der vorhandene Füllstandssensor ist ein einfacher Metallstab. 
Elektrolyse soll vermieden werden. Eine Lösung habe ich hier im Forum 
gefunden (Anhang).

1. Funktioniert diese Schaltung auch, wenn der Boiler geerdet ist und 
Erde und GND an anderer Stelle verbunden sind?

2. C2/C3 sollen den DC-Anteil herausfiltern, um Elektrolyse zu 
verhindern. Das verstehe ich nicht. NE555 gibt ein Rechtecksignal 
zwischen GND/VCC aus, wie können zwei Kondensatoren daraus eine 
Wechselspannung machen?

Autor: Peter R. (pnu)
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Wenn nicht der Füllstand gemessen wird, sondern nur, ob leer oder voll, 
geht die Sache in Ordnung, nur ginge es dann viel einfacher.

Gleichstrom an im Wasser befindlichen Metallflächen bildet an einer 
Elektrode Säuren, die starke Korrosion verursachen.
Am Pluspol entsteht Sauerstoff, der u.U. isolierende Oxidschichten 
bildet. So entsteh z.B. im Elektrolytkondensator aus Aluminium eine 
Al-Oxidschicht, die Isolierschicht des Kondensators.

Deshalb muss mit Kondensatoren, die bekanntlich Gleichstrom nicht 
durchlassen, der Gleichstromanteil des Rechtecksignals abgesperrt 
werden.

50-Hz Spannung dürfte an der Messelektrode normalerweise nicht 
eingestreut werden, schließlich bildet der Kessel eine Abschirmung. Nur 
bei Defekt des Heizstabs würde eine 50-Hz Spannung im Kessel entstehen.

Die Schaltung hat aber gegen 50-Hz-Spannung keinerlei 
Unterdrückungseigenschaft.

Autor: Peter R. (pnu)
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Ach so, wenn ein Sensor erkennt, dass ein Boiler leer ist, ist der 
Heizer im Boiler schon längst hinüber. Der Sensor muss erkennen , ob der 
Boiler ausreichend gefüllt ist und gegebenenfalls den Strom abschalten.

Der richtige Vorgang ist aber möglicherweise der folgende: In einem 
größeren Boiler findet eine  Schichtung statt: oben das warme Wasser, 
unten das kalte.

Wenn außen an der Boilerwand in etwa 80% Höhe ein Temperaturfühler 
angeklebt wird und ganz unten ein zweiter, kann  man aus der 
Temperaturdifferenz schließen, ob der Warmwasservorrat bald aufgebraucht 
ist.

Autor: Gerd (Gast)
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> Kondensatoren, die bekanntlich Gleichstrom nicht durchlassen, der 
Gleichstromanteil des Rechtecksignals abgesperrt werden.

Ist nicht das gesamte Rechtecksignal ein Gleichstromsignal (>= 0V)? Der 
Strom fliesst in einer Richtung. Um Elektrolyse zu verhindern, müsste er 
doch mal in die andere Richtung fliessen?!

> 50-Hz Spannung dürfte an der Messelektrode normalerweise nicht
eingestreut werden, schließlich bildet der Kessel eine Abschirmung

Ich habe andere Erdungspunkte (z.B. ISP-Kabel, USB). Wenn der Boiler auf 
GND liegt und das Wasser leitet - funktioniert die Schaltung dann noch?

> Wenn nicht der Füllstand gemessen wird, sondern nur, ob leer oder voll

Es wird gemessen, ob der Wasserstand unter den Nachfüll-Level gesunken 
ist.

Autor: Peter R. (pnu)
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>50-Hz-Störung
Wenn der Boiler geerdet ist, kann die 50-Hz-Spannung von der 
Spannungsquelle, dem USB-Anschluss( PC führt wegen der 
Entstörkondensatoren eine Wechselspannung) oder anderen Anschlüssen der 
Schaltung kommen.

Leider reagiert die Schaltung voll auf die 50 Hz, genauso wie auf die 
eigentliche Messspannung.

>Wechselspannung
Eine Rechteckspannung, wie sie aus Pin 3 des NE555 herauskommt, hat 
einen Gleichstromanteil nämlich den über längere Zeit gebildeten 
Mittelwert der Spannung. Wenn also an Pin3 ein Kondensator richtiger 
Größe angeschaltet wird, hat man an der Sekundärseite eine 
Rechteck-Wechselspannung die abwechselnd im neagtiven und positiven 
Bereich liegt, mit einem Mittelwert Null. So ist eine Wechselspannung 
definiert.

>Sensor für bestimmte Höhe

Dazu reicht eine Platte in bestimmter Höhe, die bei Kontakt mit dem 
Wasser den Stromkreis schließt.

Als Spannungsquelle reicht ein Kleintrafo (VDE-Kleinspannungstrafo sog. 
Wandwarze): über Kesselwand und Platte wird der Stromkreis geschlossen 
und zieht ein Relais an. Siehe Schaltungsskizze im Anhang

Autor: Gerd (Gast)
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> Dazu reicht eine Platte in bestimmter Höhe, die bei Kontakt mit dem
Wasser den Stromkreis schließt.

Weiss nicht, wie Du das meinst. Der Boiler ist geschlossen, es geht eine 
(vom Boiler isolierte) Level-Probe hinein - siehe Anhang.

Das ist Standard bei Espresso-Maschinen. So was muss ich benutzen. Wenn 
der Wasserspiegel so weit gefallen ist, dass der Proben-Stab nicht mehr 
im Wasser ist, soll für eine Zeit lang die Pumpe laufen.

Ich kenne die Original-Schaltungen (GICAR Autofill Contoller) nicht, 
deshab weiss ich nicht, ob sich überhaupt jemand Gedanken über 
Elektrolyse macht oder machen muss. Sind ja nur uA. Das Bild eines 
Original-Autofill-Controllers sieht nicht so aus, als ob das eine 
komplzierte Schaltung wäre. Eher ein Fall von einem Transistor und 
Messung mit DC:

http://coffeesnobs.com.au/attachments/DSC00596sm.JPG

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