Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lichtschranke Flüssigkeiten


von Martin (Gast)


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Hallo,

für ein bestimmtes Projekt benötige ich eine Lichtschranke, die 
hellbräunliche Flüssigkeit erkennt.
Diese fließt in einem durchsichtigem Schlauch mit etwa 25mm 
Innendurchmesser.
Mit einem Arduino soll das Ganze nur soweit ausgewertet werden, dass 
über eine Status LED angezeigt wird, ob Flüssigkeit läuft oder nicht.

Habe da mal als "Empfänger" die Fotodiode OSRAM SFH 203 rausgesucht.

http://www.reichelt.de/Fotodioden-etc-/SFH-203/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=60568&GROUPID=3045&artnr=SFH+203&SEARCH=sfh%2B203

Und als Sender die "Infrarotdiode" OSRAM SFH4546 rausgesucht.

http://www.reichelt.de/Fotodioden-etc-/SFH-4546/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=146652&GROUPID=3045&artnr=SFH+4546&SEARCH=infrarotdiode

Es soll durchgehend gecheckt werden. Sobald der Empfänger eine Änderung 
rausgibt, wird das im Aduino dann weiterverarbeitet.
Das ist mein erstes Projekt mit einer Lichtschranke. Mein Wissen les ich 
mir dazu hier im Forum an.
Darum wäre es super, wenn jemand der bisschen mehr Verständnis hat, mal 
sagt, ob das ganze so funktionieren kann, wie ich mir das vorstelle.

von posti (Gast)


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Hi

Schwarz-Bier also :)

Hat es einen tieferen Grund, hier mit einer µC-Kanone auf Bier-Spatzen 
zu schießen?
Wobei - der Schmitt-Trigger ist auch ein IC und mit dem µC bist Du um 
Welten flexibler.

Du könntest die Foto-Diode schalten und so den erfassten Wert gegen 
Fremdlicht absichern.
Diesen Wert erfasst Du mit dem Foto-Transistor.
Bei LED an muß ein anderer Wert raus kommen, als bei LED aus.
Weiter musst Du im Programm mithalten, wie der Schlauch gefüllt und 
ungefüllt 'ca.' aussieht.
Dann ist noch die Frage, wie schnell soll was erkannt werden?

Bei Bier könnte ich mir vorstellen, daß ab und zu etwas Schaum mit durch 
die Leitung fließt - würde die Lichtschranke wohl auslösen.

Was macht der µC mit dem erlangtem Wissen?
Warn-LED an?

MfG

von Sebastian S. (amateur)


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So ganz klar ist nicht, was Du erreichen/messen möchtest!

- Ist der Schlauch leer wenn nichts läuft? (100% Transparent)
- Ist der Schlauch immer voll und Du möchtest Flüssigkeit steht/fließt
  unterscheiden?
- Hast Du es mit der Blase? Luft im System? Reste im Schlauch?

von Dirk D. (dicky_d)


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DU musst eine Farbe finden das zwar größtenteils vom Schlauch 
durchgelassen wird, aber von der Flüssigkeit absorbiert wird.

Was ist das den für eine Flüssigkeit das den?
bei braun würde ich es mit blauem Licht Probieren.

Oder erstmal, ist die Flüssigkeit transparent oder opak?

von Martin (Gast)


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Posti hat es richtig erraten, es geht um Bier.

Wenn nichts läuft ist der Schlauch bis auf Tropfreste komplett leer.
Die Dioden könnte man ja auch in den Schlauch einkleben - Loch durch den 
Schlauch, Diode rein mit Heiskleber festkleben. Die Dioden sollten ja 
solange sie nur vorne mit der Spitze nass werden, wasserdicht sein. So 
kommt es auch zu keiner Ablenkung durch den Schlauch.

von Dirk D. (dicky_d)


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Martin schrieb:
> Loch durch den Schlauch, Diode rein mit Heiskleber festkleben.

Das wird nichts, nur eine riesige Sauerrei :)

Probier es doch einfach mal aus.
Am besten klebst du den schlauch großflächig Lichtdicht ab um Licht von 
außen zu vermeiden und guckst mal...

von Michel M. (elec-deniel)


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Kommt drauf an.
Leitung unter Druck oder nicht ?! :-)

turbidity sensor, Trübungssensor

mal nach

engineers garage insight  how turbidity sensor works

suchen ... vielleicht hilft das weiter ?!

von Gerhard O. (gerhard_)


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Vor einiger Zeit experimentierte ich mit Selbstbauversionen von 
Refraktive Index Niveau Sensoren. Als Beispiel ist ein billiger 
Chinesischer gezeigt. Dieses Meßprinzip funktioniert vorzüglich und 
würde, wie ich meine, in Deiner Anwendung zuverläßig funktionieren. Die 
professionellen Erzeugnisse von Firmen wie Honeywell kosten allerdings 
mindesten €30 und aufwärts. So ein Sensor ist auch sehr einfach wegen 
Einlochmontage zu montieren.

http://www.ebay.com/itm/New-Optical-Infrared-Water-Liquid-Level-Sensor-Liquid-Water-Level-Control-Switch-/282233161291

In dem besagten Typ sind im Gegensatz zu den teureren professionellen 
Modellen nur die IR-Diode und Phototransistor vorhanden. Du brauchst 
dann noch zwei Widerstände und vllt. einen Schalttransistor.

Das Meßprinzip beruht auf die Tatsache dass Medien wie Wasser und 
lichtdurchläßige Substanzen einen Lichtstrahl ablenken. Wenn der 
gezeigte Sensorkopf von Luftumgeben ist, verläßt der IR Strahl das 
Prisma und wird nicht intern reflektiert. Sobald der Sensorkopf von 
Flüßigkeit umgeben ist, wird der Lichtstrahl innen reflektiert und einem 
Photodetektor zugeführt.

Mit Bier habe ich es allerdings nicht ausprobiert. Jedenfalls 
funktionierten meine Versuchs Sensoren mit großer Zuverläßlichkeit.

Wenn Du Dir einen selberbauen willst kann man den aus einem Stück 
Acrylic drehen. Ist nicht zu viel Arbeit und das Meßseitige Ende darf 
konisch geformt sein. Eine IR-Diode und IR-Phototransistor - Fertig!

Bestell Dir einen von eBay und probier es aus. Hast ja nicht viel zu 
verlieren. Sind ja dort spottbillig und man lernt was dabei.

Wenn Du etwas abenteuerlicher werden willst, gibt es noch die 
magnetische Methode wie hier beschrieben:

http://instrumentationandcontrollers.blogspot.ca/2011/01/how-to-measure-flow-using-magnetic-flow.html

http://www.ti.com/lit/an/slyt471/slyt471.pdf

http://www.best-microcontroller-projects.com/electromagnetic-flow-meter.html


Grüße,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Ich hatte mal ein Schulprojekt, da hatten wir transparente Trinkbecher 
aus Plastik automatisch mit einem getränk befüllt. Es stellte sich 
heraus, dass die Sache ganz problemlos sogar mit klarem Wasser 
funktioniert, wenn wir statt der Helligkeit die Lichtbrechung ausnutzen.

In dem konkreten Fall mussten wir die Position der Lichtschranke (das 
war damals eine Kombination aus Glühlampe und Photowiderstand jeweils in 
einem Tubus) lediglich ein bisschen seitlich verschieben. Ohne Getränk 
viel Licht durch den leeren Becher hindurch. Mit Wasser (oder 
irgendeinem anderen Getränk) wird das Licht zur Seite angelenkt, wie 
durch eine optische Linse, so dass der Sesnor im Schatten steht.

Vielleicht kann man das auch bei einem Schlauch anwenden.

von oszi40 (Gast)


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Martin schrieb:
> Schlauch mit etwa 25mm Innendurchmesser

Fotowiderstand ist wahrscheinlich nicht die ideale Variante, da er recht 
langsam sein könnTe, Fotodiode ist schnell, liefert aber recht wenig 
Strom, Also bleibt der Fototransistor für Deine Lichtschranke. 
Wahrscheinlich wirst Du einen Analogeingang eines µC benutzen wollen, um 
die Schaltschwelle per SW anpassen zu können. z.B. quick&dirty 
Lego-Schranke für erste Experimente? 
http://elektronik-kompendium.de/public/arnerossius/schaltungen/ohneics/lchtschr.htm

von Martin (Gast)


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Warum Lichtschranke?
Was hält dich davon ab, hier einen einfachen Durchflussensor z.B. mit 
Turbinenrad einzubauen? Kostet unter 15€ und ist ein bewährtes System in 
z.B. diversen Kaffeemaschinen. Dann kannst du gleich noch deinen 
"Verbrauch" dokumentieren.
Suche mal nach "durchflussmesser kaffeemaschine"

von Dirk D. (dicky_d)


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Martin schrieb:
> Warum Lichtschranke?
> Was hält dich davon ab, hier einen einfachen Durchflussensor z.B. mit
> Turbinenrad einzubauen?

Wie gut verträgt sich sowas den mit Kohlensäure? schäumt das nicht auf?

von Martin (Gast)


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Hallo,

ich habe das ganze mal sowohl mit Fotodiode als auch Fototransistor 
aufgebaut.

Gibt bei beiden Probleme:

Fotodiode: Der Ausgangsstrom ist zu gering und man zu wenig Spielraum in 
den Lichtwerten um eine vernünftige Messung zu machen.

Fototransistor: Das IR-Licht wird von dem Bier von 992 auf nur etwa 990 
abgeschwächt. Man hat also auch zu wenig Spielraum.

Hat jemand eine Idee?

von Stefan F. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Auch auf die Gefahr hin, dass ich mich wiederhole: Nutze wie gesagt die 
Lichtbrechung, nicht die Verdunkelung durch Flüssigkeit aus.

Die Taschenlampe leuchtet etwas seitlich durch das Tee-Glas hindurch. 
Das loinks Glas ist leer. Das rechte Glas ist mit Leitungswasser 
befüllt.

Du kannst hier sehr deutliche Unterschiede zwischen leer und voll sehen. 
Wenn Du nun deinen Fototransistor gegenüber der Taschenlampe auch ein 
bisschen seitlich paltzierst, dann wird er "dunkel" sehen, sobald das 
Glas befüllt ist.

Ich habe Dir doch geschrieben, dass ich damit praktische Erfahrung 
gesammelt habe. Glaube mir, das funktioniert einwandfrei und 
Idiotensicher, selbst mit ganz primitiven Bauteilen.

Nun setze das Ganze noch auf deine Variante mit dem Schlauch um. Ist im 
Prinzip das Selbe.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Martin schrieb:
> Hat jemand eine Idee?

Schau Dir doch mal die BPW20RF an.

Daraus hole ich einen Dynamikumfang von > 10E6 bei 20 rauschfreien Bits.

Mit der Baugruppe wird erfolgreich mittels Durchlichtmethode 
Kulturenwachstum, wohl auch in der Schwerelosigkeit, untersucht.

Allerdings ist der Aufbau nicht "breadboard"-tauglich. ;)

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