Hallo zusammen, ich würde gerne den Wasserstand (Höhe Grundwasserspiegel) in meinem Brunnen messen. Die Bohrung hat einen Durchmesser von ca. 12cm. Der Saugschlauch hat ca. 5cm und geht natürlich nicht 100% lotrecht an der Rohrwand nach unten. Ultraschall fällt daher als Messvariante aus. Wünschenswert wäre ein 0-10V oder 0/4-20mA Ausgang, den ich mit meinem Raspberry Pi, oder gar mit einem Analog In für KNX messen kann. Kann mir da jemand einen Tipp geben? Danke und Grüße Timo
Timo schrieb: > Kann mir da jemand einen Tipp geben? Vorneweg: was darf das denn kosten? Muss das Ding fertig sein oder kannst du löten? Sieh mal den Beitrag "Füllstandsmessung mit Ultraschall - aber wie?" an. Und dort dann den Ansatz mit der "Einperlmessung" per Luftpumpe und Drucksensor.
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Wichtig wäre eine Angabe, wie tief/lang die Brunnenbohrung ist bzw. über welchen Bereich davon gemessen werden soll. Das Problem bei solchen Sachen ist die notwendige Robustheit und Langlebigkeit. Optische Sensoren sind z.B. wegen Eisen- oder Kalkhaltigkeit des Wassers nach einigen Wochen tot. Ultraschall in einer solchen (im Vergleich zur Wellenlänge) "dünnen" Röhre und dem Schlauch darin? Wird nix. Ich würde da eher an Temperatursensoren (onewire DS...x) mit z.B. 10cm Abstand im Inneren eines dünnen Kupferrohres denken ... wobei diese Sensoren beim Einziehen mittels (Schaum-)Gummi oder Styropor fest an die Innenwand gepresst werden sollten. Für eine Auswertung sollte selbst ein Arduino Nano (evtl. mit Netzwerkadapter) völlig genügen.
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Hallo Frank, Hallo Lothar, das Ultraschall nichts ist, konnte ich mir selbst zusammenreimen. ;-) Löten stellt für mich kein Problem dar und was Kosten angeht. Je billiger, desto besser. ;-) Mehr als 100€ will ich jedoch nicht ausgeben, so wichtig ist mir der Füllstand dann doch nicht. Danke & Grüße Timo
Timo schrieb: > Mehr als 100€ will ich jedoch nicht ausgeben, so wichtig ist mir der > Füllstand dann doch nicht. Mit einer kleinen Aquarienluftpumpe und dem angesprochenen MPX5050DP (für jeweils 20€ bei Ebay) bist du locker unter dieser Grenze...
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eine Tauchsonde, welche knapp über den Brunnenboden platziert wird,
liefert den Wasserdruck, dann noch den Luftdruck messen.
Auswerten, Fertig
Tauchsonden sind relativ teuer (200.- aufwärts) jedoch robust.
> Temperatursensoren
hört sich interessant an,
nun müsste man testen, wie oft im Jahreszeitenwechsel
Wasser- u. Lufttemperatur gleich sind.
kast schrieb: >> Temperatursensoren > hört sich interessant an, > nun müsste man testen, wie oft im Jahreszeitenwechsel > Wasser- u. Lufttemperatur gleich sind. Uraltes Prinzip. die Umgebungstemperatur ist recht uninteressant, wenn der Sensor durch den durchfließenden Strom geheizt und durch das Wasser abgekühlt wird. Dann muss man nur schauen, welche Sensoren wärmer als die anderen sind. Durch diese Relativmessung entfällt der Einfluss der Umgebungstemperatur...
Lothar M. schrieb: > Timo schrieb: >> Mehr als 100€ will ich jedoch nicht ausgeben, so wichtig ist mir der >> Füllstand dann doch nicht. > Mit einer kleinen Aquarienluftpumpe und dem angesprochenen MPX5050DP > (für jeweils 20€ bei Ebay) bist du locker unter dieser Grenze... In einem Blutdruckmesser für unter 10€ bis geschenkt ist beides drin. MfG Klaus
Wie Genau muss es sein? Reichen 25/50/75/100% ? dann kannst du das zb so wie ich machen du nimmst ein Kabelschacht bringst da 8x (4x2)rost freie schrauben an. und wenn Wasser die Schrauben kurzschließt kannste das mit mosfets oder OPVs auswerten lassen kost keine 5€ jenach länge und vorhandenen teilen.
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Hi, ich habe das für unser Trinkwasser-Reservoir im Wald so umgesetzt: Bei eBay gibts günstige Wägezellen mit DMS aus China. Ich habe ein Kunststoff-Wasserrohr genommen und beide Enden wasserdicht verschlossen nachdem ich es durch Hineinfüllen von z.B. Sand so beschwert habe, dass es eine geringfügig höhere Gesamt-Dichte als Wasser hat. In meinem Fall habe ich ein Stück Baustahl hineingesteckt, was das ganze nebenbei noch versteift hat. Dieses Stück Rohr lasse ich nun ins Wasser hängen und wiege es mit der Wägezelle. Der Auftrieb des Rohres ist also umso höher, je höher das Wasser steht. Damit es senkrecht hängt und nicht aufschwimmen kann, muss es eine höhere Dichte als das Wasser besitzen. Bei mir ist das besonders wichtig, weil bei mir der Wasserstand bis knapp unter die Wägezelle reichen kann. Das Messbrückensignal habe ich mit einem Differenzverstärker ADC-tauglich gemacht. Ob das so sinnvoll war, sei mal dahingestellt. Für Messbrücken mit so kleinen Pegeln sind AC-Messungen weniger Drift-anfällig. Ich erreiche durch Mittelung über 1024 ADC-Messungen eine Auflösung in der Größenordnung von 2mm bei 2m Füllstandshöhe. Umgesetzt ist das mit einem AVR und einem GSM-Modul (SIM900). Ich schicke die Füllstandshöhe zyklisch an einen Server und kann somit den Wasserpegel ständig ablesen. Nebenbei bekomme ich per SMS eine Warnung, wenn der Wasserspiegel unter eine bestimmte Schwelle gesunken ist. Die Spannungsversorgung per Solarzelle (10x10cm) reicht im Wald für eine GSM-Verbindung im 20 Minuten-Intervall. Gepuffert wird mit einer LiIon-Zelle. Michael
Hallo Michael, das wäre doch etwas für "Projekte & Code", ich, und wahrscheinlich viele andere suchen so etwas schon lange. LG Willi
Wie ist das Auftriebsgewicht mit der Wägezelle verbunden? Ist die WZ in der herkömmlichen Weise montiert und das Gewicht hängt von der Oberseite der WZ mittels einer Klammer, so dass die Kraft wie bei einer normalen Waage von oben nach unten auftritt? Oder hast Du es hängend montiert? Funktioniert eine WZ wenn durch ein Hängegewicht in die andere Richtung debalanziert noch? Prinzipiell müßte es gehen, obwohl die Eichkurbe dann nicht mehr stimmt. Alle Dehnungsmeßstreifen dürften dann umgekehrt beansprucht werden. Details würden mich interessieren. Grüße, Gerhard
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Michael S. schrieb: > Dieses Stück Rohr lasse ich nun ins Wasser hängen und wiege es mit der > Wägezelle. Wie ist das gemeint? Das Rohr hängt senkrecht und würde bei Wasserstand-Minimum gerade die Wasseroberfläche berühren. richtig? evtl. würde eine einfache Handskizze helfen.
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Hallo, in der Tat wollte ich das Projekt mal dokumentieren und online stellen. Aber irgendwie finde ich immer was wichtigeres/besseres/interessanteres zu tun als an bereits funktionierenden Dingen zu arbeiten :-) @Gerhard: Schau mal eBay 251890689218 an. So sieht eine Wägezelle (Kraftmessbalken) aus. Ich denke, Du hattest Da ne falsche Vorstellung. Was ich dabei gelernt habe: Die Dinger sind so gebaut, dass es völlig unerheblich ist, wo genau die Kraft eingeleitet wird. Deshalb war mein erster Versuch, den Balken einfach zu verlängern, um ihn empfindlicher zu machen nicht erfolgreich. Die Wägezelle misst nämlich nicht die Durchbiegung des Balkens sondern die Parallelverschiebung der beiden Enden. Das Rohr ist mit einem Stück Draht einfach am Ende des Balkens aufgehängt. @Wolle: Ja, es hängt senkrecht. Das untere Rohrende befindet sich knapp über dem Boden, das obere über der Wasseroberfläche. Der Auftrieb ist ja sehr leicht zu berechnen, wenn man das archimedische Prinzip verstanden hat: https://de.wikipedia.org/wiki/Archimedisches_Prinzip Die vom Füllstand abhängige Auftriebsänderung hängt nur vom Rohr/Stabdurchmesser ab, nicht von dessen Gewicht. In der Praxis legt man das Rohr so aus, dass es beim höchsten Füllstand fast nichts mehr wiegt. Das Maximalgewicht bei niedrigstem Pegelstand sollte knapp unter der maximal zulässigen Kraft der Wägezelle liegen. Nur dann lässt sich der Messbereich der Wägezelle ideal ausnutzen. Vorteile der Konstruktion: - keine beweglichen Teile - Analogspannung proportional zur Füllhöhe Nachteile: - Die Wägezelle ist empfindlich bei Überlastung (ich habe ne 500g-Zelle verwendet). Wenn die runterfällt oder man aus Versehen am Rohr zieht, ist sie verbogen bzw. hat einen riesigen Offsetfehler - Ich weiß nicht, wie die Langzeitkonstanz dieser billigen Teile ist. Meine ist jedes Jahr über die Sommermonate durchgehend 100% Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Die Elektronik ist in einer Frischhaltedose zusammen mit ein paar Silika-Gel-Beuteln. Michael
Hier noch ein Link zur Diskussion über die Wägezelle, die ich damals gestartet habe: http://de.sci.electronics.narkive.com/K9YH3fpg/kraftsensor-mit-dms-hah Michael
Hier ein kapazitiver Wasserstands Messer mit SPI QT300 Sensor von Quantum Research: Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" Mit der gezeigten Probe wird der Wasserstand auf einige mm genau gemessen. Leider ist der vorzueglich funktionierende Sensor IC nicht mehr im Einzelhandel erhaeltlich. Der IC wurde von der von Atmel uebernommennen Firma Quantun Research hergestellt. http://media.digikey.com/pdf/data%20sheets/quantum%20pdfs/qt300.pdf
Michael S. schrieb: > Hier noch ein Link zur Diskussion über die Wägezelle, die ich damals > gestartet habe: > http://de.sci.electronics.narkive.com/K9YH3fpg/kraftsensor-mit-dms-hah > > Michael Danke, Michael! Gerhard
Bei Grundwasser ist die Füllstandsmessung auch über die Leitfähigkeit möglich. Dessen Leitfähigkeit ist (bei uns) um ca. 10 % höher als die von Leitungswasser. Die Leitfähigkeit steigt linear mit der Elektrodenfläche. Zwei lange, schmale Blechstreifen oder Winkelprofile, mit konstantem Abstand isoliert verschraubt, dienen als Elektroden. Die Leitfähigkeit steigt linear mit der Wasserhöhe. Material: Messing oder Edelstahl, kein Alu. Als Referenz für die momentane Leitfähigkeit dient eine kleine Meßzelle, die immer komplett im Wasser liegen muß, also zweckmäßig am untersten Ende. Gruß - Werner
Werner H. schrieb: > Elektroden Das ist bei Brunnenwasser so eine Sache... Auch an Edelstahl bilden sich tolle Ablagerungen (Mangan, Eisen, ..?) die die Leitfähigkeit so herabsetzen können, dass nichts sinnvolles mehr rauskommt.
Wo Werner gerade die Leitfähigkeit anspricht, mit selbigen aufbau kannst du die ganze Messung unter Einsatz eines Mikrocontrollers auch kapazitiv durchführen. Dann das Ergebnis wenn Notwendig mittels DAC analogisieren. Habe vor kurzem selber eine kapazitive Tankanzeige realisiert. Ich möchte allerdings nicht verschweigen, dass diese an der ein oder anderen Stelle, ohne wesentlichen Materialeinsatz, noch wesentlich verbessert werden kann. Den Artikel dazu findest du hier: Beitrag "Kapazitive Tankanzeige mit einem STM32F030F4P6" Gruß, Markus
@ SR Das dauert aber sehr lange und stabilisiert sich auch. Deshalb die Referenzzelle. Tiefbrunnenpumpen und Armaturen sind seit ewig aus Messing oder Bronze, neuerdings auch aus Edelstahl. Alternative ohne Elektronik: Ein Schwimmer mit Umlenkrolle und Gegengewicht. An der Rolle mit Untersetzung ein Zeiger. Wie bei alten Öltankanzeigen. Gruß - Werner
Wie wäre es hiermit http://www.ebay.de/itm/Afriso-mechanischer-Olstandsanzeiger-Tankinhaltsanzeiger-Tankanzeige-Oltank-/111959747106?hash=item1a11522a22:g:bicAAOSwu1VW5oQt hier könnte man vielleicht an der Achse im Inneren eine Drehencoder, eine Gabellichtschranke oder einfach nur ein Mehrgangpoti anbauen. Oder das ganze selber komplett selber bauen. Gruß Thomas
Man nehme einen hinreichend langen Schlauch und einen Druck-Sensor. Den Drucksensor verbinde man dicht mit dem Schlauch. Am Ende des Schlauches befestige man eine V2A-Schraube oder einen Stein, Hauptsache schwer und bleifrei. Dieses Ende werfe man in den Brunnen. Das Wasser drückt nun, je nach Wasserstand die Luft im Schlauch zusammen und erzeugt einen messbaren Druck am Drucksensor. Man kann den Schlauch auch zuerst in den Brunnen werfen und den Drucksensor danach anschließen, dann hat man so eine Art Nullpunkt. Beides geht und ist gleichermaßen nutzlos.
Frank E. schrieb: > Ultraschall in einer solchen (im Vergleich zur Wellenlänge) "dünnen" > Röhre und dem Schlauch darin? Wird nix. Hier hat jemand einen Ultraschallsensor an einen Gartenschlauch gefummelt. https://www.elektormagazine.de/labs/garden-tube-bumper-with-point-of-bump-detection
An Michael: Ich habe Dein Experiment gestern mit einer kleinen Digitalen Waage nachvollzogen und war überrascht wie linear die Messreihen über einen Bereich von 30cm waren. Das Prinzip scheint durchaus Praxis tauglich zu sein. Auch ist das Messprinzip direkt an Naturgesetze gebunden und lässt sich genau errechnen. Es war interessant zu sehen, wie abhängig die Genauigkeit von der Homogenität der Gewichtsdichte ist. Den Übergang Sand zu Luft merkt man sehr deutlich. Was mich allerdings an der Wägezellen Methode prinzipiell stört ist die Frage der Langzeitstabilität und die Notwendigkeit einer periodischen System Nullung. Vielleicht könnte man zur Abhilfe mit einem Elektromagneten periodisch die Last abkoppeln und dann die Brücke nullen. Auch Temperatureffekte müßte man ggf. Berücksichtigen. Bei den handelsüblichen portablen Waagen werden ja nur zeitbegrenzte Messungen und Nullung beim Einschalten praktiziert. Trotzdem finde ich das Konzept sehr cool und vielen Dank für Deinen Bericht. Grüße, Gerhard
Hallo Timo und alle anderen Suchenden, ich habe eine Drucksonde seit Jahren im Einsatz. Gekauft habe ich sie hier: http://icplan.de/ Dort unter "Füllstandsmesser mit Drucksonde" - auch mit 0-10V Ausgang. Läuft störungsfrei bis heute. Grüße
Gerhard O. schrieb: > Es war interessant zu sehen, wie abhängig die Genauigkeit von der > Homogenität der Gewichtsdichte ist. Den Übergang Sand zu Luft merkt man > sehr deutlich. Das kann ich mir nur schwer vorstellen. Das würde ja bedeuten, dass der Sand das Rohr aufbeult o.ä. M.W. ist der Auftrieb gleich dem Gewicht des verdrängten Flüssigkeitsvolumens.
Wieviel hat diese Drucksonde gekostet? Und wie funktioniert diese Schaltung da? Misst sie einfach den Widerstand zwischen den Anschlüssen der Drucksonde? Danke! Christian
Hallo Christian, zur Beschreibung (besser kann man es nicht machen) bitte auf der o.g Seite selbst schauen. Hier der Link für suchfaule http://icplan.de/seite27.htm gekostet hat es als Fertigbauteil glaub so 100€ komplett. Einfach anfragen. Grüße
Henry schrieb: > zur Beschreibung (besser kann man es nicht machen) bitte auf der o.g > Seite selbst schauen. Hier der Link für suchfaule > http://icplan.de/seite27.htm Hallo Henry, hast du dir mal die Mühe gemacht, auf der Seite eine Beschreibung des Sensors zu finden, bevor du mit solchen Allgemeinplätzen kommst. Wo genau hast du da etwas zur Funktion der Schaltung und zum Aufbau der Drucksonde gefunden?
Hallo Wolfgang, die Beschreibung der Drucksonde ist in diesem PDF zu finden, welches auch auf o.g. Seite verlinkt ist. Aber hier bitte nochmal der Link dazu: http://www.icplan.de/druckanzeige_anl.pdf Damit ist Christians Frage zum Thema Widerstandsmessung eingentlich komplett beantwortet gewesen. Außerdem war oben nach einer einfachen Möglichkeit gefragt in einem 12cm Durchbruch eine Meßeinrichtung zu versenken mit 0-10V Ausgang und genau das macht diese Schaltung. Das gerade du Wolfgang, der noch nichts konstruktives zu diesem Thema beigetragen hast solche spitzfindigen Fragen stellst verwundert mich. Grüße PS: Ich bin weder verwandt - noch sonstwie mit dem Erbauer verbunden sondern nur ein überzeugter Nutzer.
Henry schrieb: > die Beschreibung der Drucksonde ist in diesem PDF zu finden, welches > auch auf o.g. Seite verlinkt ist. Aber hier bitte nochmal der Link dazu: > > http://www.icplan.de/druckanzeige_anl.pdf Kannst du bitte mal konkret werden. Da steht seitenweise etwas zu Kabellängen, Ausgangssignal, Justage, Ventil/Hahnwartungsfunktion und hauptsächlich Menüs in der Software, aber zur eigentlichen Sonde und Schaltungsfunktion habe ich da nichts gefunden. Ob man da nun ein 16x2 LCD oder einen Home-Server mit SQL-Datenbank dran hängt, ist für das Messprinzip ziemlich egal. > Das gerade du Wolfgang, der noch nichts konstruktives zu diesem Thema > beigetragen hast solche spitzfindigen Fragen stellst verwundert mich. Zu dem Thema Füllstandsmessung, sei es über Einperlsensor, Ultraschallpegelmessung oder Bodendrucksensor, wurde schon so viel geschrieben, dass ich da bisher keine Notwendigkeit sah, das noch mal wiederzukäuen.
Ok, der letzte Beitrag hierzu von mir. Also für mich reicht als Funktionsbeschreibung das hier aus: In der Drucksonde ist neben einer elektronischen Baugruppe auch ein Druck- und Temperatursensor verbaut...... Im Gegensatz zu allen industriellen Tauchsonden, ist im Anschlusskabel keinerlei Kapillarleitung verbaut. Es kann also mit einfachen, preiswerten und handelsüblichen Kabelverlängert werden........ Die Tauchsonde ist nicht gepolt und kann damit beliebig herum angeschlossen werden. Die in der Tauchsonde ermittelten Daten werden über digitale Impulse zum Anzeigemodul gesendet. Man darf die Drucksonde nicht an industrielle 0-10 Volt oder 4-20mA Schnittstellen anschließen. Alle 5 Sekunden werden aktuelle Druck-, Temperatur- und Spannungsdaten an das Anzeigemodul gesendet. Da steht nun zwar nicht das Protokoll und alle Details die Dich sicher interessieren aber das Prinzip ist klar.
Wolfgang schrieb: > aber zur eigentlichen Sonde und Schaltungsfunktion habe ich da nichts > gefunden. ... wenn man mal von dem Absatz auf S.4 absieht, wo grob der mechanische Aufbau beschieben ist. Was hier insbesondere interessant wäre, was für ein Sensortyp dort verwendet wird, wie das eigentliche Sensorelement gegen Eindringen von Feuchtigkeit, sei es als Flüssigkeit oder in Dampform, geschützt ist. Zum Schutz von getauchten Druckaufnehmern wird oft z.B. eine elastisch aufgehängte Stahlmembran gesetzt, die über Silikonöl o.ä. an das eigentliche Sensorelement ankoppelt.
Henry schrieb: > Da steht nun zwar nicht das Protokoll und alle Details die Dich sicher > interessieren aber das Prinzip ist klar. Überhaupt nicht. Als Anregung für eine konkrete Anwendung fehlen da die entscheidenden Angaben (s.o.) Das was da beschrieben ist, sind Oberflächlichkeiten ohne Angaben zum Schutz vor dem Wasser. Im Datenblatt des MPX4250A ist der Sensor angegeben zur Luftdruckmessung ("... is designed to sense absolute air pressure ..." http://www.nxp.com/files/sensors/doc/data_sheet/MPX4250A.pdf
Wolfgang schrieb: > Henry schrieb: >> Da steht nun zwar nicht das Protokoll und alle Details die Dich sicher >> interessieren aber das Prinzip ist klar. > > Überhaupt nicht. Warum ist der Beitrag nicht zu verstehen? Es wird die Höhe der Wassersäule vom Sensor gemessen. Die genaue Konstruktion wird nicht verraten. Du sollst es ja nicht nachbauen, sondern kaufen.
Brille schrieb: > Es wird die Höhe der Wassersäule vom Sensor gemessen. Nein, wird sie nicht. Der Sensor am Boden der Zisterne sitzt erfasst die Summe von Wasserdruck und Atmosphärenduck. Der beobachtet Luftdruck auf Meereshöhe in Deutschland liegt zwischen 954 und 1061 hPa (Wikipedia). Das entsprich einer Wasserstandsunsicherheit von gut einem Meter. Das mögen extreme Wetterlagen sein, aber mit einem Referenzsensor oder einem Differenzdrucksensor wäre man diesen Fehler los. Und das Thema "Wasserfestigkeit" des Sensors, insbesonder Langzeitstabilität wird nicht geklärt. Die zugesicherten Eigenschaften lt. Datenblatt beziehen sich auf trockene Luft (S.4: "The MPX4250A series pressure sensor operating characteristics and internal reliability and qualification tests are based on use of dry air as the pressure media. Media, other than dry air, may have adverse effects on sensor performance and long-term reliability."
Hallo Wolfgang, der Sensor den du meinst (MPX4250A) ist der IC4 auf der Leiterplatte - dieser misst tatsächlich nur den Luftdruck um die von Dir genannte Referenz zu haben. Mit diesem und der Dose wird dann die Differenz gebildet und als Füllhöhe ausgegeben.
Henry schrieb: > ... dieser misst tatsächlich nur den Luftdruck um die von Dir genannte > Referenz zu haben. Das hatte ich in der Tat übersehen, dass das in der Stückliste aufgeführte MPX4250 nur der Referenzdrucksensor ist und gar nicht der Wasserstandssensor. Solche nicht ganz unwesentlichen Details zum Messprinzip sollten vielleicht auf der Web-Site und in einem Blockdiagramm auftauchen und nicht tief in einem Kapitel über Justage vergraben sein ;-)
Ich habe mir die Schaltung angesehen, die verbaute Sonde könnte http://www.watterott.com/de/Drucksensor-127mm diese sein, denn die Messung besteht aus einem Spannungsteiler zwischen einem Widerstand und der Sonde
Jetzt habe ich das richtige Teil gefunden, es ist ein Miniaturisierter Drucktransmitter mit Stromausgang AMS 4712
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