Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fertiger, (kapazitiver) Füllstandsgeber gesucht


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von Rainer P. (rapa)


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Hallo zusammen,

nach ewiger googelei & Co. traue ich mir, hier danach zu fragen: Ich 
suche einen einfachen "Schalter" (Niedervolt, Open Kollektor o.dgl.), 
der mir mitteilt, ob sich hinter einer ca. 15 mm dicken PVC-Platte 
(schmutziges) Wasser befindet oder nicht. Die Genauigkeit 
(Hub/Hysterese) ist dabei nicht wichtig. IP67 sollte das Teil schon 
haben. Ich meine sowas schon mal an einer Whirlpool-Wanne gesehen zu 
haben.

Professionelle Industrielösungen sind mir zu teuer.

Jemand eine Idee?

Vielen Dank und beste Grüße!

: Verschoben durch Moderator
von Günni (Gast)


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Kapazitiv ist das schwierig, da durch die 15 mm dicke Platte mit einer 
relativen Dielektrizitätskonstante von (geschätzt) 3 bis 5 große Flächen 
benötigt werden, um "halbwegs" nutzbare Kapazitäten zu erhalten. Wenn 
ein Belag das "schmutzige" Wasser ist (dann muss aber eine Elektrode 
dazu Kontakt haben), mag das noch möglich sein. Will man aber die 
Elektroden beide außerhalb nebeneinander anbringen und das Wasser als 
"Kurzschluss" nutzen, wird der Flächenbedarf sehr groß; aber dann ist 
die Erkennung, ob da Wasser vorhanden ist, besser.
Ich war mit dem Problem befasst, als ich nach einer 
Steuerungsmöglichkeit gefragt wurde, wie man beim Leeren des 
Schmutzwassertanks bei einem Boot erkennen kann, dass der Tank leer ist, 
damit die Pumpe nicht trocken läuft. Damals ergab sich eine andere 
Möglichkeit der Erkennung, die sicherer und einfacher umsetzbar war.
Ich würde überlegen, ob eine Erkennung mit Ultraschall oder eine 
einfache Gewichtsmessung des Behälters nicht einfacher umsetzbar sind.

von Alexander K. (Gast)


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Würde ein "Blumen-Wasserstandmelder" wie man sie für Arduino's bekommt 
funktionieren. ??

z.b. So was : 
Ebay-Artikel Nr. 333566653095

oder alternativ.

Ebay-Artikel Nr. 184159449833


Gruß

  Pucki

von Rainer P. (rapa)


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Vielen Dank für die schnellen Antworten und vor allem Bemühungen.

Der Einsatzort ist eher rau: In einem muchtigen Schacht (Teich) stehen 
zwei Behälter mit einem Bogensieb sowie einer Pumpenkammer. Innen drin 
möchte ich auf keinen Fall etwas anbringen, da beim Säubern etc. viel 
hantiert wird und das meist nicht zärtlich :-)

Ich dachte eher an sowas, aber eben recht teuer:

https://at.rs-online.com/web/p/fullstandssensoren/3779800/

von Alexander K. (Gast)


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Wenn ich jetzt schreibe das man das auch nach McGyver-Art lösen kann, 
bekomme ich wieder Motzerei.

Aber ein Rohr mit 2 kleinen Drähten unten, ein Tischtennisball, und ein 
Arduino und ein Abstandsmesser würden mir reichen. ;)

Mit ein bisschen Testen und messen kann ich dann sogar ziemlich genau 
die Füllstandshöhe erkennen. ;)

Gruß

   Pucki

von Rainer P. (rapa)


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Danke für die Anregung, aber die Messung muss UNBEDINGT AUßERHALB 
erfolgen.

von Alexander K. (Gast)


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Dann nimm eine Styropor Platte. )

Ohne das da irgendwas (was auch immer) drin ist, ist eine Messung kaum 
möglich. Die billigste Variante, sind 2 Drähte und eine 
Widerstandsmessung.

Wasser leitet.

Gruß

  Pucki

von Rainer P. (rapa)


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Hallo Pucki, doch das geht. Aber eben soll es kostengünstig sein.

Wasser leitet, ja, aber immer anders.

Mit den beiden Drähten wird nur kapazitiv gehen, nicht aber über den 
Widerstand, denn das Wasser hat nicht immer den selben Widerstand 
(pH-Wert, Salze, Dreck und andere Iönchen. :-)

von Harald W. (wilhelms)


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Rainer P. schrieb:

> Der Einsatzort ist eher rau:

Ein Rohr mit Toroid-Aussenschwimmer könnte so konstruiert werden,
das es am oberen Rand des Schachtes eingehängt wird. Vor dem
Reinigen müsste man es eben rausziehen und anschliessend wieder
reinhängen.

von Frank T. (frank_t40)


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zum Beispiel hier:
Ebay-Artikel Nr. 132877515494

von Rainer P. (rapa)


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Frank T. schrieb:
> zum Beispiel hier:
> 
Ebay-Artikel Nr. 132877515494

Ja sowas habe ich auch schon überlegt.

Aber dieser hier ist geil: AC 90-250V 300mA ....
Hinweis: 1. Der optimale Spannungsbereich ist 6 ~ 36VDC.

von Frank T. (frank_t40)


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Laut Bilder 90-250V.Die gibt es auch für 6-36V.
Einfach mal suchen !!!

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Rainer P. schrieb:
> Ich dachte eher an sowas, aber eben recht teuer:
> https://at.rs-online.com/web/p/fullstandssensoren/3779800/

Der wird wohl nicht ganz reichen, oder kannst/darfst du die Wand auf das 
nötige Maß schwächen?
("... adjustable sensing distance 2-10 mm...")

Wie schnell muss der Sensor auf eine Wasserstandsänderung reagieren?

von Markus M. (mmvisual)


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Ich hatte mal vor vielen Jahren so einen Sensor gebaut. Der lief glaub 
mit 4MHz das an eine recht kleine Antenne. eine recht große Alu-Folie 
als Empfangs-Antenne und ein oder zwei OP, ging durch die Tür durch, ca. 
3-4cm, wenn in von der anderen Seite die Hand aufgelegt habe.
Schaltplan habe ich nicht mehr, ist schon mehrere Jahrzehnte her und 
schon lange im Müll entsorgt.

von Rainer P. (rapa)


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Wolfgang schrieb:
> Der wird wohl nicht ganz reichen, oder kannst/darfst du die Wand auf das
> nötige Maß schwächen?
> ("... adjustable sensing distance 2-10 mm...")
Das wollte ich eigentlich vermeiden.

>
> Wie schnell muss der Sensor auf eine Wasserstandsänderung reagieren?

"Egal", d.h. unkritisch. Ein paar Sekunden wären völlig ausreichend.

von Rainer P. (rapa)


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Markus M. schrieb:
> ....
> Schaltplan habe ich nicht mehr, ist schon mehrere Jahrzehnte her und
> schon lange im Müll entsorgt.

Schade.

von MaWin (Gast)


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Giesomat

von Rainer P. (rapa)


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... klingt so, als müsste ich doch selber was machen :-)

Werde mal mit Schmitt-Trigger/Schwingungserzeugung über C (= 
[PCB]-Elektroden an der Außenwand) experimentieren. Wenn die 
Frequenzunterschiede genug groß sind, dann könnte ich über ein 
entsprechendes RC-Glied + weiteren Schmitt-Trigger den gewünschten 
logischen Pegel erhalten.

von Zeno (Gast)


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Rainer P. schrieb:
> ... klingt so, als müsste ich doch selber was machen

Ist aber kein Hexenwerk.
Habe mir einen kapazitiven Füllstandswächter für die Regentonne gebaut.
Als Sensor benutze ich ein Kupferrohr in dem ein isolierter Draht 
gespannt ist (am unteren Ende ein Querbolzen um den der Draht (Litze) 
gelegt wird, oben wird der Draht durch eine Unterlegscheibe geführt, 
dann kommt ne Feder und noch eine Unterlegscheibe). Durch die Feder ist 
der Draht immer schön gespannt. Dieser Kondensator ist Bestandteil einer 
Brücke (2 Widerstände und ein zusätzlicher Kondensator). Das ganze wird 
von einem kleinen Generator gespeist. Ich habe dazu mit einem Transistor 
und einem alten Übertrager ein LC Generator aufgebaut (der schwingt auf 
ca. 30kHz). Eine Wicklung des Übertragers speist die Brücke. Die 
Brückenspannung wird gleichgerichtet und in Deinem Fall einem Komperator 
zugeführt. Den Messkondensator (Rohr) habe ich so verschalten, das das 
Rohr auf Masse liegt.

Der Sensor ist eigentlich sehr stabil. Da muß man schon viel Gewalt 
anwenden um das Teil kaputt zu machen.

von Zeno (Gast)


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Kleine Nachtrag: Die Länge des Sensors (Rohr) so wählen, daß es bei 
höchstem Wasserstand noch etwas über dem Wasserspiegel raus schaut.

Die Schaltung incl. Boardlayout von meinem Teil könnte ich Dir zukommen 
lassen

von Wolfgang (Gast)


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Rainer P. schrieb:
> Werde mal mit Schmitt-Trigger/Schwingungserzeugung über C (=
> [PCB]-Elektroden an der Außenwand) experimentieren.

Damit das Feld deine Außenwand durchdringt und vernünftig weit in die 
Tonne rein reicht, müssen die Elektroden weit genug voneinander entfernt 
sein. Um trotzdem zu einer ausreichend großer Messkapazitäten zu kommen, 
brauchst du dann große Elektroden. Mit passender Software (z.B. FEMM) 
kannst du dir das Feld und den Einfluss der sich durch dein Wasser 
ändernden Dielektrizitätskonstante ausrechnen.

von Phasenschieber S. (phasenschieber)


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Vielleicht sowas?:
Ebay-Artikel Nr. 174151630528

von Toby P. (Gast)


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Microchip Mtouch, gibt ein EV-Board das funzen könnte. Läuft bei mir 
super, ist aber kein fertiges Gerät.

von bronko (Gast)


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Nimm doch ein Rohr in dem sich ein Schwimmkörper befindet. Der bekommt 
dann noch ein Neodym-Magnet eingebaut.

Von außen kannst du dann mit nem Hall-Sensor oder nem Reed-Switch das 
Signal messen.

von Rainer P. (rapa)


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Hallo zusammen,

sorry, bin gerade im Urlaub und daher nicht bzw. selten wie jetzt 
online.

VIELEN DANK für die vielen, konstruktiven Antworten!!!!

Leider scheidet der Verbau von irgendwelchen Komponenten IN der Pumpen- 
buw. Siebkammer WIRKLICH(!!!) aus.

Werde die Sache mal mit FEMM (kannte ich bisher gar nicht) antesten.

Viele Grüße von der heute bedeckten Ostseeküste.

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