Hi,
ich will den Wasserstand detektieren.
Dazu wird ein uC-Ausgang auf High-Pegel gelegt und über einen 10k
Widerstand ein 1m langes Kabel angeschlossen. Dieses Kabel wird einfach
in den Wasserbehälter gelegt.
Ein anderer Pin wird als Eingang verwendet und hat nur ein einfaches
Kabel dran. Das Ende des Kabels wird in dem Behälter bei bspw. 10cm
befestigt.
Das Wasser steigt und steigt...
Bei 10cm wird am Eingangspin dann ein High-Pegel detektiert, oder?
Meine Frage:
Funktioniert das so, oder brennt da irgendwann was durch oder passiert
evtl. Schlimmeres?
Gruß Peter
Den 10k Widerstand kannst Du weglassen. Ob das klappt oder nicht hängt
vom Salzgehalt des Wassers (Leitfähigkeit) und dem Eingangswiderstand
des µC ab.
Besser wird es funktionieren, wenn Du vor den Eingang noch einen
Transistor mit hoher Verstärkung (evtl einen Darlington) schaltest.
Peter schrieb:> Bei 10cm wird am Eingangspin dann ein High-Pegel detektiert, oder?
Kaum, es sei denn, du hast Wasser mit einem Schwermetall-Anteil von
etwa 50%.
IchGlaubeEsNicht schrieb:> Kannst du deine brüllend komischen Kalauer nicht deinem Friseur> erzählen. Oder hast du bei dem schon Hausverbot?
Ich fand es komisch, was ist dein Problem ?
Ein offener Pin (der Eingang) ist bei den meisten µC keine gute Idee. Es
ginge zur Not wie geplant über die Leitfähigkeit. Dann sollte der 10 K
(oder ähnliche) Widerstand aber an den Eingangspin gegen GND.
Bei der Detektion muss man trotzdem mit Störungen rechnen, und ggf.
auch Problemen durch ESD, weil die Drähte ja zugänglich sind. Einfach
nur einmal den Pegel auswerten wird nicht reichen - irgendwas wie
"Mitteln" über 0,1 - 10 s sollte es schon sein.
Es gibt da bessere, wenn auch aufwendigere Möglichkeiten.
Nimm einen temperaturabhängigen Widerstand (NTC oder PTC), den Du mit
einem Konstantstrom betreibst. Der Strom bewirkt eine Erwärmung des
Bauteils. Das Wasser leitet die Wärme viel besser ab, als Luft.
Luft -> NTC warm -> geringer Widerstand -> geringe Spannung
Wasser -> NTC kühl -> hoher Widerstand -> hohe Spannung
Oder etwas abgewandelt: Klebe ein Heizelement an einen Temepraturfühler.
Der Temperaturfühler KTY83 eignet sich dazu sehr gut. Zusammen mit einem
2,7k Widerstand bildet er einen Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung
du direkt mit dem ADC erfassen kannst.
Als Heizelement kannst Du einen simplen Widerstand nehmen.
Spontane Idee: Der MC erzeugt eine Frequenz, die mit Koppelkondensator
an eine Elektrode geschickt wird (wg. Elektrolyse) und 'horcht' mit
einem Input ins Wasser, am besten über einen hochohmigen Eingang (z.B.
den Differenzamp eines Tiny25/45/85).
Wenn er die Frequenz entdeckt (FFT?), ist der Eimer voll.
Matthias Sch. schrieb:> Wenn er die Frequenz entdeckt (FFT?) ...
Warum nicht direkt einen Spektrumanalysator mit automatischer
Grenzkurvenbewertung ;-)
Hab das letztens mit einem IR-Abstandssensor gemacht. Der "schaut" von
oben auf die Wasseroberflaeche, auf der ein Stueck weisse Folie
schwimmt, damit sie besser reflektiert. Funktioniert hervorragend.
Matthias Sch. schrieb:> Oh, das ist alles nicht sooo kompliziert.
Es geht nicht um kompliziert oder nicht, sondern um die Sinnhaftigkeit.
Wenn man genau weiss, welche Frequenz man detektieren möchte, braucht
man keine ganze FFT, sondern es reicht der Goertzel-Algorithmus, der
hier im Forum bestimmt schon in mehr als 100 Threads diskutiert wurde.
Die ultimative Bastellösung: Mikroschalter mit langem Hebel. Den
Wachszylinder aus einem Teelicht an einem Faden daran befestigen und in
den Eimer hängen.
Alle Lösungen, die auf Stromfluß durch das Wasser basieren, sind
unsicher und leben höchstens kurz.
Besorg dir eine Digitalwaage, mit der du den Eimer wiegst. So hast du
sogar den aktuellen Füllstand (statt voll/nichtvoll)
Edith: Digitalwaage deshalb, weil man sie leichter mit ner eigenen
Schaltung "anzapfen" kann
d&w schrieb:> sondern es reicht der Goertzel-Algorithmus, der> hier im Forum bestimmt schon in mehr als 100 Threads diskutiert wurde.
Na ist doch prima - mir ging es eher um die Idee an sich als um die
genaue Wahl des Algorithmus (deswegen übrigens habe ich 'FFT?'
geschrieben und nicht 'FFT!'). . Also eine Wechselspannung ins Wasser
und die dann erkennen lassen.
Das einfachste und PC-kompatibelste dürfte wohl ein Schwimmerschalter
sein.
Die gibt es von Zweifelhaft bis Superrobust und natürlich von "kost'
fast nix" bis "ganz schön teuer".
Amateur schrieb:> Das einfachste und PC-kompatibelste dürfte wohl ein Schwimmerschalter> sein.
Bei so einem (Pollin hatte gerade einen Restposten ;-) bin ich
inzwischen auch angekommen, nachdem ich es ein Jahr zuvor bei einem
Blumengießsystem mit direkt in den Behälter eingelassenen Kontakten
probiert hatte. Die haben sich mit allem (Veralgung, Restfeuchte
auch nach Ablaufen des Wassers) als zu unzuverlässig erwiesen. Die
Schwimmerschalter machen bislang einen robusten Eindruck.
Fällt mir gerade ein, bei den neueren Ausgleichsbehältern für die VW
Motoren ist das über zwei Elektroden gelöst.
Gehen seit dem aber auch mal kaputt.
Wenn ein Autoverwerter in der Nähe ist, mal in einen Mercedes schauen,
da könnte so ein Schnabelschalter (weiß nicht wie die richtig heißen,
sieht aber so aus) im Ausgleichsbehälter sein. Vielleicht hast du eh
noch Schrott zu Hause und kannst im Gegenzug so einen Behälter kostenlos
mitnehmen.
2 Drähte funktioniert wunderbar. Ich hab allerdings Edelstahldrähte
genommen Wg. Korrosionsschutz.
Über einen Transistor Schalte ich 5V auf den einen Draht der im Wasser
hängt wenn der Eimer voll ist. Über Elektrolyse fließt dann ein relativ
großer Strom wenn man den nicht begrenzt.
Den Eingang vom µC hab ich durch einen OPV abgesichert, der auf High
geht, wenn am Eingang über 1V anliegt. Über einen 1k Widerstand gegen
Ground filter ich Störungen vom Sensordraht.
Die Beiden Drähte hab ich in eine Lüsterklemme geschaubt, damit die sich
nicht berühren. Bei einem Abstand von 10mm und 30mm Drahltlänge hat bei
mir Leitungswasser rund 200 Ohm effektiven Widerstand. Regenwasser Rund
800 Ohm.
Damit ich nicht den ganzen Eimer in Wasserstoff verwandeln schalte ich
die 3,3V nur jeweils für 2 ms alle 10s durch. Läuft jetzt schon seit 5
Jahren störungsfrei.
F. Fo schrieb:> Weil ich das noch nie gemessen hatte, habe ich jetzt gerade mal mit dem> DMM im Waschbecken gemessen und dabei ca. 20 KOhm gemessen.
Mit dem Multimeter hatte ich damals auch ca. 100kOhm gemessen. Leg mal
5V an und mess den Strom. Da kommt was anderes raus. Man sieht dann aber
auch wie sich der Wasserstoff/Sauerstoff an den Drähten bildet.
Fabian F. schrieb:> nicht berühren. Bei einem Abstand von 10mm und 30mm Drahltlänge hat bei> mir Leitungswasser rund 200 Ohm effektiven Widerstand. Regenwasser Rund> 800 Ohm.
Was kriegst du als Leitungswasser geschickt ?
F. Fo schrieb:> Weil ich das noch nie gemessen hatte, habe ich jetzt gerade mal mit dem> DMM im Waschbecken gemessen und dabei ca. 20 KOhm gemessen.
Das könnte schon eher hinhauen.
Fabian F. schrieb:> Mit dem Multimeter hatte ich damals auch ca. 100kOhm gemessen. Leg mal> 5V an und mess den Strom. Da kommt was anderes raus. Man sieht dann aber
5V aus uC, nicht aus 25A Netzteil.
Fabian F. schrieb:> Leg mal> 5V an und mess den Strom.
Ich habe eine 9V Batterie genommen (ist schon ein bisschen schlapp,
deshalb der Einbruch) und hatte anfangs so um die 2mA.
Sind schon mal 4,5k und nicht 20k. Letztlich hängt der Strom davon ab
wie viel Ionen im Wasser sind und vie viel Elektrodenfläche im Wasser
ist. Den genauen Füllstand damit zu bestimmen stelle ich mir schwierig
vor, aber für "Da ist Wasser" reichts allemal...
Oliver R. schrieb:> Besser wird es funktionieren, wenn Du vor den Eingang noch einen> Transistor mit hoher Verstärkung (evtl einen Darlington) schaltest.
Der ist gut. Du willst für einen spannungsgesteuerten MOSFET den Strom
verstärken.
Peter Dannegger schrieb:> Der ist gut
Die meisten kaputten Teile sind am Rand einer Schaltung. Daher scheint
mir ein "Opfertransistor" durchaus sinnvoll, weil 3 Beine leicher
auszulöten sind.
Peter Dannegger schrieb:> Der ist gut. Du willst für einen spannungsgesteuerten MOSFET den Strom> verstärken.
Zum einen hat mir der OP nicht veraten, was für einen uC er benutzt, zum
anderen wird er mit einem offenen Gate mit langem Draht alles erkennen,
vielleicht auch wenn Wasser da ist.
Daß Du ihm wirklich zu einem offenen Eingang raten willst, hätte ich
nicht erwartet.
Die Sache mit der Leitfähigkeitsmessung hängt stark davon ab, was da im
Eimer ist. Für mich hat das auch schonmal funktioniert (und läuft sei
ca. 20 Jahren ohne Korrosionsschaden oder sonstige Störung), aber da
handelt es sich auch um Schornstein-Kondenswasser, so daß es keine Algen
gibt, und der Ausgang der Schaltung liegt parallel zum Türklingeltaster,
so daß sich immer schnell jemand findet, der die Korrosion unterbindet.
:)
Bei einer Regentonne würde ich auch lieber einen Schwimmerschalter
nehmen. Und für die Blumentopffeuchtigkeit vielleicht etwas kapazitives,
damit ich da keine Metallionen in die Blumenerde eletrolysiere.
Stefan us schrieb:> Nimm einen temperaturabhängigen Widerstand (NTC oder PTC), den Du mit> einem Konstantstrom betreibst. Der Strom bewirkt eine Erwärmung des> Bauteils. Das Wasser leitet die Wärme viel besser ab, als Luft.>> Luft -> NTC warm -> geringer Widerstand -> geringe Spannung> Wasser -> NTC kühl -> hoher Widerstand -> hohe Spannung
Genau. So funktioniert das sogar in sicherheitskritischen Bereichen
(Grenzwertgeber Öltank z.B.) seit Jahrzehnten top.
Ansonsten ist der Phantasie ja keine Grenzen gesetzt: Ultraschall,
Gewicht, Druck, Leitfähigkeit (Korrosion...), Reflexio, Absorption usw..
Mit einem Schwimmerschalter sollte man allerdings, je nach
Anwendungsfall und Ausführungsart (zumindest der Verlinkte von
Reichelt), aufpassen: Wenn das Medium nicht sauber ist und bleibt
(Algen, Dreck usw.), kann der Schwimmer gerne mechanisch blockiert
werden. Dann eignet sich eher die "Toilettenvariante" (Hebelarm auf
Mikroschalter).
Für einmalige Detektion eignet sich natürlich auch der Klassiker:
http://www.zabex.de/frames/wassermelder.html
