Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mit VL53L1X Wasserpegel messen


von Tom R. (tt_r)


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Hallo,

ich habe eine Zisterne und will den Füllstand darin messen.
Aktuell geschieht die Messung analog über ein Füllstandsrohr, welches 
allerdings nur manuell abgelesen werden kann. Dazu kommt, dass durch 
Verschmutzung der Wasserstand immer schwerer zu erkennen wird.

Ich habe daher nun die Idee, z.B. mit dem VL53L1X die Höhe des 
Wasserpegels zu messen.
Nun kenne ich mich mit Licht und Laser leider nicht so gut aus, aber ich 
habe es so verstanden, dass der zu messende Gegenstand ja reflektieren 
muss. Wie ist das mit Wasser, würde das funktionieren? Habe gehört, dass 
Wasser im IR-Bereich besonders wenig reflektiert.

Außerdem stellt sich mir die Frage, ob ich den Sensor in ein (natürlich 
transparentes) wasserdichtes Gehäuse einbauen könnte, z.B. mit einer 
Glasscheibe und das Signal trotzdem durch kommt?

Vielen Dank für Ratschläge jeglicher Art.

von Stephan (Gast)


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Mit der SuFu wirst Du fündig. Ist hier immer wieder ein Thema.

von Alter Sack (Gast)


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Hier ist ein VL53L1X Erfahrungsbericht für ein solches Projekt:

https://publiclab.org/notes/cfastie/09-22-2018/who-will-win-in-a-world-of-laser-depths

von Harald A. (embedded)


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Tom R. schrieb:
> ich habe eine Zisterne und will den Füllstand darin messen.

Kennst du die Beiträge zum Thema Einperlmethode? Suche mal bei Google 
(da die Suche hier im Forum nichts taugt):
„Einperlmethode Site:mikrocontroller.net“

von Georg (Gast)


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Tom R. schrieb:
> Ich habe daher nun die Idee, z.B. mit dem VL53L1X die Höhe des
> Wasserpegels zu messen.

Wie sehr hängst du an dieser Idee? Es gibt zahlreiche Methoden, um einen 
Füllstand zu messen, Laser gehört nicht zu den einfachen.

Georg

von Ich (Gast)


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Warum kein Ultraschallsensor?

von Tom R. (Gast)


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Hallo,

Danke für die Tipps, ich verstehe das also so, dass es mit dem Laser nur 
geht, wenn man z.B. ein Stück Styropor auf dem Wasser schwimmen lässt. 
Kann man mit Ultraschall auch ohne Styropor den Wasserpegel messen? Wie 
kann man den Ultraschallsensor vor Feuchtigkeit schützen? Man kann ihn 
ja wohl kaum in ein geschlossenes Gehäuse einbauen - oder gibt es da 
Möglichkeiten mit einer Membran oder so?

von Einer K. (Gast)


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Tom R. schrieb:
> Wie
> kann man den Ultraschallsensor vor Feuchtigkeit schützen?

Gar nicht.
Denn er soll ja im "feuchten Raum" arbeiten.

Alternativ:
Wasserdichte Sensoren verwenden.
Gibts!

von Pong (Gast)


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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Tom R. schrieb:
>> Wie
>> kann man den Ultraschallsensor vor Feuchtigkeit schützen?
>
> Gar nicht.
> Denn er soll ja im "feuchten Raum" arbeiten.
>
> Alternativ:
> Wasserdichte Sensoren verwenden.
> Gibts!

Richtig! Wie bei den US-Sensoren am Auto! Die sind auch dem Wetter 
ausgesetzt, aber die Schallkeramik ist wasserdicht ;-)

von Bernd K. (prof7bit)


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Tom R. schrieb:
> Danke für die Tipps, ich verstehe das also so, dass es mit dem Laser nur
> geht, wenn man z.B. ein Stück Styropor auf dem Wasser schwimmen lässt.

Probiers aus. Als ich mal ne Zeitlang mit nem VL53L1X rumgespielt habe 
ist mir aufgefallen daß er durchaus zum Beispiel von transparenten 
Sichtfenstern an der eigentlich vorgesehenen Arbeit gehindert wird und 
die Glasplatte erkennt anstatt das dahinter liegende Objekt. Er hat ein 
paar Einstellungen mit denen man das kompensieren können soll, das 
funktioniert in gewissen Grenzen leidlich, aber die konnte man auch so 
einstellen daß er wirklich nur noch die störende Reflexion der 
Glasplatte sah und absolut nichts mehr dahinter.

Mit ner glatten Wasseroberfläche stell ich mir das ähnlich vor.

Wenn Du Dir schon so ein Modul besorgt hast oder billig eins bekommen 
kannst würd ich einfach mal selbst ausprobieren, schlimmstenfalls bist 
Du an Erfahrung reicher und findest vielleicht im Rahmen der Experimente 
Inspiration für ein anderes Projekt bei dem Du das verwenden kannst 
falls es nicht funktioniert wie geplant.

von Einer K. (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> ist mir aufgefallen daß er durchaus zum Beispiel von transparenten
> Sichtfenstern an der eigentlich vorgesehenen Arbeit gehindert wird und
> die Glasplatte erkennt anstatt das dahinter liegende Objekt.

Normales Fensterglas ist ein derbes IR Hindernis
Synthetisches Kristallglas meist das Mittel der Wahl.

Harald A. schrieb:
> Einperlmethode
Funktioniert sogar ohne Strom und ohne wöchentlich das Glas zu putzen.

von Sebastian S. (amateur)


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Ob Ultraschall das Gelbe vom Ei ist, weiß ich nicht. Das hängt von der 
Geometrie Deiner Zisterne ab (Tiefe, Durchmesser).

Fest steht, dass die Einparkhilfen aktueller Fahrzeuge, keinen Schaden 
nehmen, wenn sie ordentlich nass werden. Weder bei hoher 
Geschwindigkeit, noch bei langanhaltendem Regen.

Die "passenden" Sensoren sollten sich also beim Schrotthändler, Deines 
Vertrauens, abgreifen lassen.

von Harald A. (embedded)


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Sebastian S. schrieb im Beitrag
> Die "passenden" Sensoren sollten sich also beim Schrotthändler, Deines
> Vertrauens, abgreifen lassen.

Die würde ich nicht nehmen, denn der Öffnungswinkel der Schallkeule ist 
bei denen meist so bei 40x60 Grad. Da misst man dann ggf. alles aber 
nicht den Wasserstand.
Industrielle Sensoren haben meist einen kleinen Messfleck.

von Georg (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Die würde ich nicht nehmen, denn der Öffnungswinkel der Schallkeule ist
> bei denen meist so bei 40x60 Grad. Da misst man dann ggf. alles aber
> nicht den Wasserstand

Wenn das Wasser in einem Rohr steht, dürfte das nicht stören, da die 
senkrechten Rohrinnenwände keinen Schall zurück nach oben reflektieren.

Aber Probieren geht über alles sonstige.

Georg

von Wolfgang (Gast)


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Arduino Fanboy D. schrieb:
> Normales Fensterglas ist ein derbes IR Hindernis

Verbreite doch nicht wieder diesen Unsinn.
Oder redest du vom thermischen IR?

Der VL53L1X arbeitet bei 940nm. Wenn du dir dazu die Transmissionskurve 
von Fensterglas ansiehst, wirst du feststellen, das du bei dieser 
Wellenlänge noch keine ernsten Probleme hast. Und Mikroskop-Objektträger 
habe sich als Schutz des VL53L1X schon bestens bewährt. Das Glas muss 
nur dicht an den Sensor ran, damit er durch den Reflex an den 
Glasoberflächen nicht geblendet wird.

Selbst Acryl-Glas lässt das Licht dort noch bestens durchlässt. Ab 
1100nm wird es wegen eines Absorptionspeaks weniger und geht aber erst 
etwas über 1600nm in den Keller.
https://www.gsoptics.com/transmission-curves/

Also entweder hast du bessere Zahlen oder halte es mit Dieter Nuhr ...

von altavista (Gast)


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Hier gibts einige Füllstandssensoren
https://www.bamo.de/cbx/s4_cat300.htm

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