mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wasserstand in Wasserschale Messen


Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Zusammen,

ich habe mir vor kurzem eine Steuerung mit 12 I/Os zugelegt und nach dem 
ich jetzt schon einiges damit verwirklicht habe möchte ich jetzt noch 
den Wasserstand einer Wasserschale so genau wie möglich messen.

Nach einigen überlegungen benötige ich einen Sensor der zwischen 
0-10mBar (0-8cm Wassersäule) einen Analogen Wert ausgibt. Meine 
Steuerung kann 0-10V, 0-20A, 0-32V, Frequenzmessung.

Die meisten Diffenzdruck Sensoren fangen bei 250mBar an. Schätze mal daß 
die mit den 10mBar zu ungenau sind.

Hat jemand schon sowas verwirklicht ?
Wie könnte ich die Problemstellung am Kostengünstigsten lösen?

Gruß
Jan

Autor: Pascal H. (pase-h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn es wirklich nur Wasser ist, dann könnte man ja auch das Gewicht 
messen.
(Wassermenge = Gesamtgewicht - Schale).

Mfg

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Pascal Haury schrieb:
> Wenn es wirklich nur Wasser ist, dann könnte man ja auch das Gewicht
> messen.
> (Wassermenge = Gesamtgewicht - Schale).
>
> Mfg

Hallo Pascal,

die idee ist Gut aber leider Mechanisch nicht umsetzbar. Die 
Wasserschale ist mit 8cm eigentlich schon zu hoch.

Gruß
Jan

Autor: Thorsten (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast du mal nach kapazitiven Füllstandssensoren geschaut?

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Thorsten schrieb:
> Hast du mal nach kapazitiven Füllstandssensoren geschaut?

nein bis jetzt nicht. Denke aber mal die mit ca. 8cm nicht viel anfangen 
können. Oder täusche ich mich da?

Autor: hans Flip (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
du hast doch 12 I/O
die 8 cm kannst du somit durch 12 (Elektroden) teilen......

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
http://www.pololu.com/catalog/product/1136
ist genau, wenn du mit den 4cm Minimaldistanz ein Problem haben 
solltest, nimm einen Spiegel, passt der auch nicht, überdenke deine 
Konstruktion.

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hans Flip schrieb:
> du hast doch 12 I/O
> die 8 cm kannst du somit durch 12 (Elektroden) teilen......

8 Eingänge sind bereits belegt ;-)

Die lösung mit den Elektroden ist ok wenn man nur nen min bzw. max stand 
haben will aber nicht für eine lineare auswertung.

Autor: Remote One (remote1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm ein Metallrohr und führe eine Elektrode so ein, dass diese mittig 
sitzt und das Rohr nicht berühert. Das ganze stellt einen simplen 
Kondensator dar.
Befindet sich Wasser zwischen dem Rohr und der darin befindlichen 
Elektrode, so ändert sich die Kapazität aufgrund des stark 
unterschiedlichen Dielektrikums von Wasser und Luft (ca. Faktor 100). 
Die Änderung der Kapazität ist dabei in Abhängigkeit zum Waaserstand.
Wenn du das ganze in einen Schwingkreis aufbaust, kannst du über deine 
Frequenzmessung den Wasserstand ableiten.

Eine zweite Möglichkeit wäre einen Schwimmer mit einem Poti zu verbinden 
und dieses via ADC auszuwerten.

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> http://www.pololu.com/catalog/product/1136
> ist genau, wenn du mit den 4cm Minimaldistanz ein Problem haben
> solltest, nimm einen Spiegel, passt der auch nicht, überdenke deine
> Konstruktion.

nicht schlecht. Könnte den Sensor mit genügend Abstand einbauen, in 
einem Rohr z.B.

Kann es sein daß ich dann noch ein Schwimmer benötige?

Wie könnte ich das ausgangs Signal auf 0-10V Skalieren?

Den gibt es sogar beim C: 
http://www.conrad.de/ce/de/product/504596/DISTANZ-...

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Remote One schrieb:
> Nimm ein Metallrohr und führe eine Elektrode so ein, dass diese mittig
> sitzt und das Rohr nicht berühert. Das ganze stellt einen simplen
> Kondensator dar.
> Befindet sich Wasser zwischen dem Rohr und der darin befindlichen
> Elektrode, so ändert sich die Kapazität aufgrund des stark
> unterschiedlichen Dielektrikums von Wasser und Luft (ca. Faktor 100).
> Die Änderung der Kapazität ist dabei in Abhängigkeit zum Waaserstand.
> Wenn du das ganze in einen Schwingkreis aufbaust, kannst du über deine
> Frequenzmessung den Wasserstand ableiten.
>
> Eine zweite Möglichkeit wäre einen Schwimmer mit einem Poti zu verbinden
> und dieses via ADC auszuwerten.

Funktioniert das System auch bei geringen Wasserstandsänderungen?

Was könnte ich als Elektrode verwenden? Darf das Rohr aus Edelstahl 
(Rostfrei) sein?

Gibt es die restliche Elektronik (Schwingkreis) irgendwo als Bausatz?
(Sorry hab da nicht so den Plan von Elektronik)

Autor: Remote One (remote1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Angenommen wir haben einen einfachen Schwingkreis, dessen Frequenz sich 
wie folgt berechnet:
(Cges setzt sich aus einer Grundkapazität und der Kapazität des Sensors 
zusammen)
Dann hängt doch alles lediglich von deiner Wahl der Bauelemente und der 
messbaren Frequenzauflösung ab. Spiel in Gedanken doch einfach mal ein 
paar Werte durch (ohne jetzt den ganauen Aufbau des Schwingers zu 
kennen).

Das ganze ist auch relativ schnell aufgebaut. Statt einem Rohr kannst du 
ja auch 2 Metallplatten parallel zueinander aufbauen (mit geringem 
Abstand) und mit einem LCR-Meter die Änderung der Kapazität ermitteln.

Autor: Remote One (remote1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau dich mal im Forum um:
Beitrag "Kapazitive Füllstandsmessung"

Hier ist bei einem Eigenbau von einer Kapazitätsänderung von ca 5,925nF 
bei 30 cm Rohr die Rede. Das macht ca. 20pF/mm. Je nach Induktivität 
kann der Schwingkreis da schon ziemlich verstimmt werden (mit NE555 
brauchst du lediglich ein paar Widerstände und die besagte Kapazität, 
einfacher gehts nicht). Bei solchen Dimensionen spielen natürlich auch 
die Kabelkapazitäten eine gewisse Rolle. Einfach aufbauen und 
ausprobieren ist hier sicherlich das Klügste.

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Remote One schrieb:
> Schau dich mal im Forum um:
> Beitrag "Kapazitive Füllstandsmessung"
>
> Hier ist bei einem Eigenbau von einer Kapazitätsänderung von ca 5,925nF
> bei 30 cm Rohr die Rede. Das macht ca. 20pF/mm. Je nach Induktivität
> kann der Schwingkreis da schon ziemlich verstimmt werden (mit NE555
> brauchst du lediglich ein paar Widerstände und die besagte Kapazität,
> einfacher gehts nicht). Bei solchen Dimensionen spielen natürlich auch
> die Kabelkapazitäten eine gewisse Rolle. Einfach aufbauen und
> ausprobieren ist hier sicherlich das Klügste.

Ok in dem Fall sollte ich mir erstmal ein anderes Messgerät zulegen. 
Bzw. vielleicht kann ich eines Ausleihen.

Gibt es die NE555 Schaltung irgendwo als Bausatz? Falls nicht was 
brauche ich alles?

Was für mich auch noch hoch interresant wäre wie man z.B 0,4 - 2,25 V 
auf 0-10V hochskalieren kann?

Kennt sich jemand damit aus?

Autor: Markus Müller (mmvisual)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm einfach 2 ISOLIERTE TräThe.

stecke die parellel ins wasser

ein Thrath mit 4 MHz beaufschlagen

den zweiten thraTh mit einem R gegen masse

dann einen Einweggleichrichter (mit OPV's) ran und verstärken, 
gleichrichten

Dann das ganze über RC-Glichd glatten

und nochmal verstarken um 10v machen

ohne prozesso, fertig.

(Rechtschreibfehis dürft ihr behalten, bin auch zu fau um im duten zu 
lesn)

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for 1.jpg
    1.jpg
    1,29 MB, 526 Downloads
  • preview image for 2.jpg
    2.jpg
    1,16 MB, 732 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Zusammen,

hab soeben folgendes Experiment durchgeführt:

Eine Kupferleitung durch ein Edelstahlrohr durchgezogen und mir zwei
Nylonschrauben befestigt.
Das ende der Leitung habe ich an das Messgerät angeschlossen und die 
Kapazität gemessen.

Leider blieb der Wert bei 0.32nF stehen auch bei änderung des 
Wasserstands.

Jetzt die Frage was habe ich falsch gemacht ?

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Isolierung vergessen ?

Autor: Markus Müller (mmvisual)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siehe mein Posting, erste Zeile.
Beitrag "Re: Wasserstand in Wasserschale Messen"

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
MaWin schrieb:
> Isolierung vergessen ?

Nein, Das Kabel ist doch Isoliert. Das Edelstahlrohr nicht.

Autor: Jan B. (basiccontroller)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Markus Müller schrieb:
> Siehe mein Posting, erste Zeile.
> Beitrag "Re: Wasserstand in Wasserschale Messen"

Du meinst zwei Kabelschlaufen die durchs Wasser laufen?

Autor: Barny (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde die Auflösung überdenken.
1,2 bzw. 1,3 MB ist doch etwas extrem für ein paar Bildchen. ;)

Autor: Alexander Brickwedde (alexbrickwedde)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

messe mit Schwimmer-Arm und Beschleunigungssensor einen unterirdischen 
Wasserbehälter: Beitrag "Wasserstand messen per Beschleunigungssensor realisiert"

Einzelne Messwerte schwanken +/- 4%. Würde ich nicht an einer Batterie 
hängen würde eine Dauermessung mit Durschnittswert sicherlich bessere 
Werte liefern.

...Alex

Autor: Floh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Letztens in der FH gemacht:
2poliges Flachbandkabel nehmen, eins vorne abdichten, das andere vorne 
ein wenig abisolieren.
Dadurch bildet sich mit dem "Leitungswasser" ein Zylinderkondensator, 
dessen Kapazität von der Höhe abhängt.
Irgendein Schwingkreis mit aufbauen, den Wasserkondensator anschliesen 
und ausmessen.
:-)

Autor: Captain Subtext (captainsubtext)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm doch den Drucksensor Freescale MPXV5004DP: Der ist für einen 
Maximaldruck von 40mbar konstruiert und liefert den gemessenen Druck als 
Spannung zwischen 0V und 5V.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.