Wieder mal Füllstandsmessung

Schon mal überlegt in die Zu- und Ableitung ein Durchflussensor 
einzubauen? Dürfte hinreichend genau sein.

Na ja, so schlecht finde ich die Idee mit dem Durchflußmesser gar nicht. 
Allerdings nur für den Frischwasserteil; ds reicht auch. Da bleibt der 
Sensor sauber. Und zwischenzeitlich mal manuell "rekalibrieren" (Tank 
ist wieder ganz voll gefüllt worden) wird auch gewisse Toleranzen 
erträglich machen und ist akzeptabel. Zumal das Wasser ja auch nicht so 
ewig lange drin bleibt und sowieso mal abgelassen werden sollte.

Jetzt Nicht schrieb:
> Nee ganz sicher nicht. Ein Wenig mehr Reibung am einen, oder wie auch
> immer das Messprinzip .. der Fehler wird integriert.

Na ja, meistens sind's Hallsensoren an Flügelrädern. Da ist der Druck 
halbwegs egal.

Die Metallstange hat aber an Luft eine andere Kapazität als an Wasser. 
Aber das sind schon extrem kleine physikalische Größenänderungen, die 
sicherlich durch Algenwuchs etc. beeinflußt werden. Und die Schräglage 
verfälscht das Prinzip auch.
Die Frage ist auch, wie oft du messen willst bzw. wann, wie oft und 
unter welchen Umständen du verläßliche Meßwerte haben willst. Wenn es 
bei ruhiger See oder im Hafen langt: Einfach einen Drucksensor auf den 
Boden des Tanks und etwas rumkalibrieren wegen der Tankgeometrie (x mbar 
entsprechen y Liter usw.).

ich habe mir mit LED, einem Fototransistor und einem Stück Plexiglas 
einen optischen Füllstandsmesser mit der Auflösung von einem Bit gebaut.
Hierbei nutze ich den Effekt, dass das Licht an den Innenseiten des 
Plexiglases anders reflektiert wird, wenn die Oberfläche mit 
Flüssigkeiten in Berührung kommt.

Gernot Lepuschitz schrieb:
> ich hoffe es kann mir jemand mit Tipps weiterhelfen,

Das wird schwierig.

Zunächst solltest du dir Gedanken machen über die Messungen bei 
Schräglage. Vielleicht irgend ein Gravi-Sensor, der entweder nur dann 
die eigentliche Messung zulassen soll, wenn das Boot mal wieder gerade 
steht - oder über den man die falschen Meßwerte korigieren kann.

Dann zum eigentlichen Meßprinzip: Eigentlich ist die Schwimmer-Methode 
mit einigem Abstand die bastlerfreundlichste, denn man kann einerseits 
recht hobbymäßig daran gehen und andererseits die Meßwerte eben auch 
trocken prüfen. Alle anderen Meßprinzipien (Leitfähigkeit, Kapazitiv, 
Druck, Ultraschall im Wasser usw.) sind relativ dazu ja doch recht 
aufwendig und entsprechend gerne kaputt. Die Idee mit dem Drucksensor 
klingt erstmal nett, aber du müßtest ihn wirklich per Loch im Boden 
anbringen und dann würde er Wasserkontakt kriegen und vermutlich nicht 
lange halten, von Undichtigkeiten mal abgesehen.

Also, Schwimmer am Dreharm und möglichst robuster Winkelaufnehmer dran.

W.S.

Jetzt Nicht schrieb:
>>Dürfte hinreichend genau sein.
>
> Nee ganz sicher nicht. Ein Wenig mehr Reibung am einen, oder wie auch
> immer das Messprinzip .. der Fehler wird integriert. Dh irgendwann ist
> unerwartet voll, oder unerwartet leer.

:D
Keine Ahnung vom Messprinzip, aber mal pauschal sagen, dass es nicht 
genau genug ist. *Kopf -> Wand*


@Gernot Lepuschitz:
Das Problem bei fast allen Messmethoden, dass du keine stabile Lage 
hast, wie du selber sagst. Ein am Boden zentrierter Drucksensor wird dir 
also bei einem halb vollen Tank und 45° Krängung einen leeren Tank 
anzeigen. Genauso wie Kapazitive Messmethoden, Schwimmer etc. etc.
Selbst wenn du den Part durch mehrere Sensoren abdeckst, wird das Wasser 
durchs Stampfen wieder quer durch den Tank wandern.
Vielleicht ist ein kleiner Aufbau zur Durchflussmessung, der unabhängig 
vom Pi arbeitet und dem nur auf Nachfrage die Werte übermittelt, die 
ökonomischste Lösung wenn man die Umbauten am Tank mit bedenkt.

Ansonsten zwei isolierte Doppelleiter einmal rund in den Tank legen. Von 
Beiden die Kapazität Messen. Aus der Differenz kannst du den Winkel über 
die Querachse und daraus den Füllstand berechnen. Krängung macht 
aufgrund der runden Anordnung dem Messergebnis nix aus.

Eine idee nochmal mit Differenzdruckmessung. Misst man den Druck und 
pumpt dann eine bekannte Menge Wasser Oder Luft dazu oder ab. Kann man 
aus dem entstehen Druck die Menge an Luft bestimmen p1V1=p2V2

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Erschwerend kommt hinzu, dass ein Segelboot unter Segeln auch mal
> kräftig Lage schieben kann (sich bis zu 45° neigen kann)

Die Frage ist, was du auf See mit der Info über den Tankwasserstand 
anfangen möchtest. Eigentlich gibt es nur die Möglichkeit, drastische 
Wassersparmaßnahmen anzuordnen, sofern die keine 
Seewasserentsalzungsanlage hast. Im Hafen, wo das Frischwasser zum 
Nachbunkern aus der Leitung kommt, ergibt sich das Problem mit der 
Kränkung praktisch nicht.

Ich bin gerade über das hier gestolpert:
https://www.youtube.com/watch?v=MY33xg83gnM&index=3&list=PLtQdQmNK_0DTMQi5_k1K4xqPjr0qfMQSs

Atmel hat auf der Embedded-World als Beispiel-Applikation für QTouch 
eine Füllstandsmessung demonstriert.

Leider habe ich das an dem Stand komplett verpasst und ich finde da auch 
keine Application-Note zu.

Auf jeden Fall gibt es Stand-Alone Sensor Chips wie den AT42QT1110 mit 
bis zu 11 Kanälen und SPI-Interface.

Für einen Tank in Schräglage könnte man das ganze doppelt anbringen oder 
gar vierfach.

Die Sensor-Platine bleibt dabei komplett trocken.

Gernot Lepuschitz schrieb:
>> Einfach einen Drucksensor auf den
>> Boden des Tanks und etwas rumkalibrieren wegen der Tankgeometrie (x mbar
>> entsprechen y Liter usw.).
>
> Damit meinst Du meine Idee aus dem Eingangspost (mit
> Differentialdrucksensor am Boden des Tanks)?

Na fast; ich meine einen Absolutdrucksensor. Du hattest ja geschrieben, 
daß du den Luftdruck bereits mißt. Damit kannst du ja korrigieren. Wobei 
das bei einem Dichteunterschied bei Wasser/Luft mit ungefähr 800/1 wohl 
keine Geige spielt.
Meine Empfehlung ist nach wie vor ein Durchflußmesser am Tankauslaß.
http://www.btflowmeter.com/produkte.html hat da feine Sachen und relativ 
preiswert.
Wie gesagt: Wichtig ist erstmal, wann und wie oft du wie genau messen 
willst (genauer: Mußt). Erst dann kann man sinnvoll weitermachen.

O.k., ich war zu langsam...

guest schrieb:
> ich habe mir mit LED, einem Fototransistor und einem Stück Plexiglas
> einen optischen Füllstandsmesser mit der Auflösung von einem Bit gebaut.
> Hierbei nutze ich den Effekt, dass das Licht an den Innenseiten des
> Plexiglases anders reflektiert wird, wenn die Oberfläche mit
> Flüssigkeiten in Berührung kommt.

Der gute alte Regensensor für den Scheibenwischer...
Man muß aber bedenken, daß hier kein Wischergummi vorbeikommt und wieder 
eindeutige Verhältnisse schafft. So ein Regensensor nutzt fast 
ausschließlich den Effekt, daß die Oberflächenspannung einen 
Tropen(=>Linse) bildet. Den reinen optischen Unterschied zwischen dem 
Medium Luft und Wasser damit zu messen, ist schon heftig. Zumal es auch 
noch von der optischen Qualität des Wassers abhängig ist (die erwähnten 
Algen, aber auch Kalkgehalt, andere Ablagerungen usw.).

Das ist ja langweilig... ;-D

Schwimmer, oder noch einfacher zweiadriges Kabelunten versiegeln und 
vielleicht noch ein Gewicht dran. Dann kapazitiv Messen was Sache ist.
Dadurch dass eine Kabelverschraubung das die einzige Öffnung ist, ist 
Leckage nahezu ausgeschlossen.

Ja, aber ich persönlich würde keine mechanische Lösung nehmen (Reibung, 
kann sich verhaken; gerade bei viel bekannter Bewegung). Aber vielleicht 
habe ich zu viele schlechte Trinkwassertanks gesehen, gerade größere.

Crazy H. schrieb:
> SeDa schrieb:
>> Das ist ja langweilig... ;-D
> Deswehen hast es auch gelesen aua
Den verstehe ich nicht.

>> oder noch einfacher zweiadriges Kabelunten versiegeln und
>> vielleicht noch ein Gewicht dran. Dann kapazitiv Messen was Sache ist.
> Pfusch
Was ist daran Pfusch?
Ich messe einiges so und bisher läuft es sehr zuverlässig. Wenn ich da 
was ändern muss kläre man mich bitte auf.

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Ich glaube ich habe gerade gefunden,

Das sieht gut aus. Ist aber mechanisch.

Eine Alternative wäre ausser meine Sicht folgende:
Man nehme ein Rohr das für Trinkwasser zugelassen ist.
An drei Punkten, unten (1/4), Mitte (1/2) und oben (3/4),
wird jeweils ein NTC oder PTC im Rohr befestigt. Bspw. mit 
2-Komponentenkleber.
Die Drähte werden über eine Schraubmuffe aus dem Tank geführt und
jeweils an einen ADC-Eingang geführt. Oder ein UAA170 bzw. einer der 
neuen Typen.
Gemessen wird jeweils die Temperaturdifferenz zwischen den drei 
Sensoren.
Da der/die Sensoren die über das Rohr mit dem Wasser umspült werden
immer die gleiche Temperatur haben und  der/die darüber liegende wärmer 
ist, lässt sich daraus der Füllstand anzeigen.
Meines Erachtens ist es doch nur wichtig zu erkennen, wann der Tank in 
Richtung 1/4 Füllstand unterwegs ist. Auf den Liter genau braucht man es 
doch garnicht. Die Tendenz reicht doch völlig aus.
Wenn es etwas genauer sein soll, installiert man ein paar NTC/PTC mehr.
So hatte BMW die Tankanzeige bei der ersten K1 auch gelöst. Nur hatten 
die Dioden als Sensoren eingesetzt.

Wie wärs denn ganz simpel mit einer China-Cmos Kamera, die einfach die 
mechanische anzeige filmt? Zum überprüfen mal kurz am TV oder Monitor 
auf AV geschalten und gut ist. Gibt's auch mit Funk und IR schon für ein 
paar kröten...

Hi,
das Argument, dass die Messung fehlerhaft bei Kränkung sei, ist 
eigentlich hinfällig. Liegt das Boot 45° im Wasser, dann macht man schon 
höllisch Fahrt. Da interessiert niemanden der aktuelle Tankinhalt. Will 
damit sagen, gemessen wird eh, wenn das Boot relativ gerade liegt.

Hast du mal über Touchsensoren außen am Tank nachgedacht. 15-30 Sensoren 
sollten mehr als reichen. Entweder viele einzelne:At42qt1010 oder es 
gibt von Atmel auch welche mit bis zu 16 Touch-Input in einem TQFP.
Und immer eine Handbreit Bier in der Kühlung!
Mike

Rudolph schrieb:
> Atmel hat auf der Embedded-World als Beispiel-Applikation für QTouch
> eine Füllstandsmessung demonstriert.
>
> Leider habe ich das an dem Stand komplett verpasst und ich finde da auch
> keine Application-Note zu.
>
> Auf jeden Fall gibt es Stand-Alone Sensor Chips wie den AT42QT1110 mit
> bis zu 11 Kanälen und SPI-Interface.

Shit, ich sollte nicht so schnell zum Ende scrollen. Da war jemand 
schneller als ich mit den Touchsensoren! :-))

Lutz schrieb:
> Du hattest ja geschrieben,
> daß du den Luftdruck bereits mißt. Damit kannst du ja korrigieren. Wobei
> das bei einem Dichteunterschied bei Wasser/Luft mit ungefähr 800/1 wohl
> keine Geige spielt.

Das kommt auf die Schiffsgröße drauf an. Auf einem typischen 12m-Boot 
sind 50cm Pegelunterschied im Wassertank schnell mehr als die halbe 
Miete (1030hPa vs. 970hPa).

Gernot Lepuschitz schrieb:
>> Was ist daran Pfusch?
>> Ich messe einiges so und bisher läuft es sehr zuverlässig. Wenn ich da
>> was ändern muss kläre man mich bitte auf.
>
> Wie misst Du dann die Kapazität, im Endeffekt muss ich zum Schluss eine
> Spannung raus bekommen mit der ich meinen AD Wandler füttern kann.

Ich erzeuge per Integrator eine Sägezahnspannung. Die kommt auf die eine 
"Kondensatorplatte" und die andere ist über einen Widerstand mit Masse 
verbunden.
Da

 bekommt man einen wunderschönen Strom, der die Kapazität repräsentiert. 
Über den Widerstand wird daraus eine Spannung.
Wesentlich zuverlässiger als mit dem QTouch Prinzip (habe beides 
ausprobiert), denn ziemlich immun auf Einstrahlung, da doch recht große 
Ladungsmassen bewegt werden je nach Größe des Kondensators.

Bernd K. schrieb:
> Misst man den Druck und pumpt dann eine bekannte Menge Wasser Oder Luft dazu

was aus dem Frischwassertank einen Brutkasten für Bakterien macht.

Ist es möglich ein Leitplastik (oder anderes leichtgängiges) Poti an den 
mechanischen Anzeiger zu bauen? Die gibt es gekapselt und du kannst den 
Füllstand mit jedem Multimeter / Dreheisenmesswerk etc.  (oder mit 
deiner Himbeere) messen.

> Ich habe mir mit einem Raspberry Pi einen Bord PC für unser Segelboot
> gebaut.

Elektronische Geräte sind an Bord um im Gefahrfall zu versagen ;-).

ich geb zu, nicht alles gelesen zu haben - aber wie wäre es, die 
Wassertanks hängend oder in einem Gestell hängend zu lagern und die 
Kraft an der Aufhängung umzurechnen?

Mike J. schrieb:
> kleine Kupferfolien .. an das Alu-Klebeband .. befestigt.

Wie?

wenn möglich das Tankgewicht messen.

Dann stell den Tank auf eine Waage und lese die aus.

Mike J. schrieb:
> .. muss auch nur kapazitiv .. gekoppelt sein.
> Der Abstand .. nur so groß wie Dicke des Klebers.

OK, danke.

Die Idee an sich geht, ist aber riskant, weil wenn es leckt ein Haufen 
Hardware hinüber ist.
Wenn du das machen willst, dann halt dich doch an die AppNote von 
Freescale die in dem Datenblatt auch genannt wird: 
http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN1950.pdf

Über die Messung mit einem Drucksensor und Schlauch im Wasser hatte ich 
auch schon mal nachgedacht.

Bleibt der Sensor dabei wirklich ohne direkten Kontakt zum Wasser?
Verdunstet und kondensiert das Wasser garnicht in die Luftsäule hinein?

oder industrieller Drucksensor wie z.B.
http://www.ifm.com/products/de/ds/PG2889.htm

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Was mich wundert, man liest immer, dass Luft in eingeblasen werden
> muss, wenn der Sensor oberhalb der Wasserlinie verwendet wird. In
> dem Beispiel des Herstellers ist das aber nicht der Fall. Ich dachte
> so einfach funktionierts nicht.

Tut es auch nicht. In dem Beispiel von freescale (Figure 5) steht 
explizit "Water Level System Set-Up for Demonstration". Und für eine 
Demonstration geht es auch eine Zeit lang, ohne die Wassersäule im 
Schlauch ohne Einperlen von Gas unten zu halten. Der Sensor mißt den 
Differenzdruck zwischen Schlauch und Umgebung. Der gleiche 
Differenzdruck sorgt auch dafür, dass sich die Luft aus dem Schlauch im 
Wasser löst, d.h. mit der Zeit sinkt der Druck. Wie schnell das geht, 
hängt u.a. von der Temperatur ab und dauert Tage. Bau doch einfach mal 
ein Experiment mit einem Stück Schlauch auf, wo du den Wasserpegel im 
Schlauch visuell beobachten kannst. Damit bei leerem Tank das Wasser 
sicher aus dem Schlauch rausläuft, darf der Schlauchdurchmesser nicht zu 
klein sein.