Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Füllstand Wasserbehälter mit ESP32 messen


von Stamsund (Gast)


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Ich würde gerne den Füllstand eines Wasserbehälterns mittels eines ESP32 
erfassen. Ich weiß, dass die Frage hier nicht neu ist, allerdings passen 
die anderen Threads nicht zu meinem Problem.

Optimal wäre wohl ein Ultraschall-Abstandssensor. Allerdings fällt der 
weg, da ich den wasserdicht kapseln müsste (der Wasserbehälter kann 
bewegt werden, d.h. der Sensor würde komplett nass werden) - und 
wasserdicht heißt dann ja wohl auch schalldicht!?

Die Alternative wäre ein Infrarotsensor, allerdings weiß ich nicht, ob 
das mit Wasser funktioniert oder dieses die Infrarotwellen einfach 
durchlässt und ich dann immer nur den Boden des Behälters detektiere.

LIDAR hat das gleiche Problem und ist mir zusätzlich auch noch viel zu 
teuer.

Die sonstigen verdächtigen resistiven und kapazitiven Messfühler und 
Schwimmer kommen nicht in Frage (auf Grund der baulichen Gegebenheiten 
wären die zu groß, auch darf kein Sensor aus hygienischen Gründen 
dauerhaft mit dem Wasser in Berührung bleiben).

Deswegen: hat jemand eine Idee, wie sowas sonst noch preiswert zu 
realisieren wäre?

Danke!

von minifloat (Gast)


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Stamsund schrieb:
> der Sensor würde komplett nass werden) - und wasserdicht heißt dann ja
> wohl auch schalldicht!?

Beim Auto sind die Ultraschallkapseln noch widrigeren Umständen als "nur 
nass" ausgesetzt.
Ich würde es mal mit einem KFZ-Abstandssensor probieren.

mfg mf

von minifloat (Gast)


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PS.
Wenn der Behälter elektrisch isoliert, wäre eine kapazitive Messung von 
außen möglich.
10 einzelne Sensorplatten außen ergeben eine granulare Auflösung. Das 
ganze dann wie 10 Touch-Taster auswerten.

mfg mf

von pegel (Gast)


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Beweglicher Behälter?

Bau Wägezellen drunter.

von bla (Gast)


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Hi.
In Waschmaschinen wird der Füllstand der Trommel über einen Druckwächter 
gemessen.
Der gibt einen analogen Wert abhängig von dem Wasserstand in einem 
Steigrohr an. Mehr Wasser = mehr Druck im geschlossenen Steigrohr.

von Manuel X. (vophatec)


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Stamsund schrieb:
> Ich würde gerne den Füllstand eines Wasserbehälterns mittels eines ESP32
> erfassen.

Was für ein Behälter: Zisterne, Tanklastwagen, Frischwasserbehälter im 
Camper?

> Ich weiß, dass die Frage hier nicht neu ist, allerdings passen
> die anderen Threads nicht zu meinem Problem.

Sie passen nicht weil?

> Optimal wäre wohl ein Ultraschall-Abstandssensor. Allerdings fällt der

Optimal weil? Du das meinst?

> (der Wasserbehälter kann
> bewegt werden, d.h. der Sensor würde komplett nass werden) - und
> wasserdicht heißt dann ja wohl auch schalldicht!?

Bewegt im sinne von?

> Die sonstigen verdächtigen resistiven und kapazitiven Messfühler und
> Schwimmer kommen nicht in Frage (auf Grund der baulichen Gegebenheiten
> wären die zu groß, auch darf kein Sensor aus hygienischen Gründen
> dauerhaft mit dem Wasser in Berührung bleiben).

Ob die sonstigen Verdächtigen nicht in Frage kommen hängt an den 
sonstigen Umständen, die kann hier aber niemand erraten, womit wir zum 
nächsten Punkt kommen:

> Deswegen: hat jemand eine Idee, wie sowas sonst noch preiswert zu
> realisieren wäre?

Mit der gegebenen nichtfülle an Information sicher nicht. Mit ein paar 
mehr Informationen zu den Umständen bestimmt.

von Stamsund (Gast)


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OK, manchmal scheint Google erst was auszuspucken, wenn man wo 
nachgefragt hat und dann von Leuten wie vophatec dumm angepampt wurde. 
Tatsächlich gibt es mit dem JSN-SR04T eine wasserdichte Variante des 
Ultraschallsensors für den ESP32, welcher die selben Trig/Echo-Signale 
verwendet, wie die "normale" Version. Damit wäre das Problem eigentlich 
gelöst.

von HBose (Gast)


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Hallo,

dir ist aber schon klar das die Ultraschall Lösung auf den ersten Blick 
zwar sehr elegant erscheint, aber sie hat massive Tücken. Ultraschall in 
geschlossenen Behältern ist keine einfache Sache.

- Im oberen Füllstandbereich des Behälters keine verwertbare Messung.

- Material der Zysterne (Beton, Kunststoff etc.) hat starken Einfluss 
auf das Messsignal.

- Einbauten (Rohre, Treppen etc.) beeinflussen die Messung.

usw.

Es kommt jetzt darauf an ob du mit diesen Tücken leben kannst und du 
ungenaue Messergebnisse tolerieren kannst. Einiges kann man sicherlich 
mit der Software kompensieren, nur alles wird man nicht glattbügeln 
können.

Der angeblich wasserdichte US-Sensor hat sich bei mir im Wassertank nach 
3 Monaten verabschiedet. War komplett korrodiert. Bin auf eine 
Widerstandslösung (Elktrischer Peilstab) mit Wechselspannung Messsignal 
umgestiegen. Seit dem stimmt auch die Pegelanzeige.

Die schon vorgeschlagene externe Kapazitive Messung ist in deinem Fall 
der bessere Weg.

Salu Hans
PS:

von HildeK (Gast)


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minifloat schrieb:
> Wenn der Behälter elektrisch isoliert, wäre eine kapazitive Messung von
> außen möglich.
> 10 einzelne Sensorplatten außen ergeben eine granulare Auflösung. Das
> ganze dann wie 10 Touch-Taster auswerten.

Ich glaube nicht, dass man da einzelne Sensorplatten benötigt.
Wenn es, wie auch du voraussetzt, ein Kunststoffbehälter sein sollte, 
dann müssten z.B. zwei Metallstreifen (selbstklebendes Cu-Band z.B.) 
entlang der Höhe auf der Außenseite reichen, zwischen denen man die 
Kapazität misst, z.B. wie bei Q-Touch oder beim Gieß-o-mat. Die nimmt 
bei steigendem Wasserstand kontinuierlich zu.

von Tino K. (blumengiesser)


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von minifloat (Gast)


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HildeK schrieb:
> z.B. zwei Metallstreifen (selbstklebendes Cu-Band z.B.)

Wenn man ein stabiles GND als Gegengewicht hat, reicht dann nicht nur 
ein Streifen aus?

mfg mf

von Wolfgang (Gast)


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Stamsund schrieb:
> Optimal wäre wohl ein Ultraschall-Abstandssensor. Allerdings fällt der
> weg, da ich den wasserdicht kapseln müsste (der Wasserbehälter kann
> bewegt werden, d.h. der Sensor würde komplett nass werden) - und
> wasserdicht heißt dann ja wohl auch schalldicht!?

Bei Echoloten ist der Sensor total wasserdicht und funktioniert prima. 
Der Sensor sitzt dabei unter Wasser und pingt die Oberfläche von unten 
an - alles eine Frage der Akkustischen Impedanz. Ob das bei dir 
funktionieren würde, hängt von deiner Geometrie und dem Öffnungswinkel 
des Schallgebers ab. Allerdings ist die Echozeit unter Wasser rund einen 
Faktor 4 kürzer als in Luft.

von HildeK (Gast)


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minifloat schrieb:
> Wenn man ein stabiles GND als Gegengewicht hat, reicht dann nicht nur
> ein Streifen aus?

Ja, dann schon. Aber bei solchen Konstrukten würde ich eher einen 
Streifen als GND nehmen, GND der Schaltung. Sonst hängt es stark davon 
ab, mit welcher Art Netzteil man die Auswerteelektonik versorgt - 
zumindest bei Q-Touch.
Es ist halt die Frage, wie gut der (Kunststroff-)Behälter bzw. das 
Wasser darin einen GND-Bezug hat.

von Musheoo (Gast)


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Ich habe mir mal mit den Giesomat Sensoren aus dem Forum (Link?, dafür 
gibt's google) eine Füllstandskontrolle gebaut.

von MusheooMuschMusch (Gast)


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Musheoo schrieb:
> Ich habe mir mal mit den Giesomat Sensoren aus dem Forum (Link?,
> dafür gibt's google) eine Füllstandskontrolle gebaut.

Ich nehme an der Rest ist geheim, weil du sonst Details genannt hättest?

von HildeK (Gast)


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Als ich oben 'Gies-o-mat' erwähnte, meinte ich den Hinweis auf das 
Messprinzip. Mit der dort vorgestellten Sensorplatine sind keine 
relevanten Höhen erfassbar, siehe auch die Aussage vom TO:

Stamsund schrieb:
> kommen nicht in Frage (auf Grund der baulichen Gegebenheiten
> wären die zu groß, auch darf kein Sensor aus hygienischen Gründen
> dauerhaft mit dem Wasser in Berührung bleiben).

Jedoch sollte das Verfahren mit zwei Metallstreifen außen an einem nicht 
leitenden Gefäß anwendbar sein.

Aber der TO hat sich auf Ultraschall eingeschossen ...

von ek13 (Gast)



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Stamsund schrieb:
> Deswegen: hat jemand eine Idee, wie sowas sonst noch preiswert zu
> realisieren wäre?

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