Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Tof-Sensor für Abstand zu Flüssigkeit


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von Thomas T. (runout)


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Hallo Gemeinde,

ich möchte den Pegelstand der Batteriesäure in einer stationären 
LKW-Batterie
kontrollieren.
Nicht ständig, nur aller paar Monate.

Die Batterien stehen übereinander in einem "Rack" und sind somit
nicht wirklich schön für die Wartung zugänglich.
(es sind ca. 15cm Platz dazwischen)

Der Plan:
Mit einem Abstandssensor die Füllhöhe vom obersten Rand des 
Einfüllstutzens checken.

Das wäre der Kandidat: VL6180X (ToF-Sensor 0..100mm, I2C)

Mein Frage:
Funktioniert das auf das "Target" Flüssigkeit?
Laut DaBla macht der alles von einem Reflektionsgrad von 3..88.
Die Flüssigkeitsoberfläche ist ruhig, der reele Messabstand ca. 2cm bis 
5cm.

Hat jemand Erfahrung damit.
Wie gesagt, nur zu Testen 2x im Jahr.

Grüße
Runout

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas T. schrieb:
> Funktioniert das auf das "Target" Flüssigkeit?

Ja, aber nur 1 mal.

Beim nächsten Mal hat die Säure ihn zerfressen.

Und eine Scheibe dazwischen (im Batteriedeckel) als Abdeckung 
funktioniert nicht, dann kennst du nur den Abstand zur Scheibe.

Am besten, man kauft Akkus mit weisslich transparentem Gehäuse.

von Keks F. (keksliebhaber)


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Wie wäre es mit Wiegen?

von F. (radarange)


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Viele dieser Sensoren können auch mit Deckglas betrieben werden, mal im 
Datenblatt oder den Application Notes Genaueres herausfinden oder, so 
teuer sind die ja nicht, einfach ausprobieren.
Wenn die Batterien aber regelmäßig so viel Säure verlieren, sollte man 
sich überlegen, ob man die nicht etwas schonender laden will.

von Harald A. (embedded)


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Das hört sich alles ein wenig gaga an, aber Deckscheibe geht mit dem 
VL6180 (besser einen der Nachfolger nehmen). Einzige Voraussetzung ist 
Durchführung der Kalibrierungsprozedur (siehe Datenblatt und Lib) NACH 
Einbau.

von Thomas T. (runout)


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Hallo Gemeinde,

danke für die Anregungen.

Im Detail:
Michael B. hatte die Frage nicht verstanden...

Keks F: Ja, Wiegen wäre eine (nicht staatliche)"Dauerüberwachung".
die Batterie (12V 280Ah, nass) hat jedoch 6 Zellen mit unterschiedlichen 
Füllständen.

Der Rest:
Ja 1x pro Jahr Akkupflege hat bis jetzt immer gereicht.
Schonend Laden ist das Stichwort. Die Akkus sind 2P2S geschaltet
und die Ladeschlussspannung ist 28,8V (also 14,4V 2P).
Wenn die (2S) nicht genau balanciert sind bleibt der Lader ewig im 
Bulk-Modus
und ein Akkupaar wartet auf das andere und köchelt vor sich hin.
Einfach ausprobieren: genau so - bei AZ gibts Module (mit 3V3 
Levelshiftern) zum Schnapperpreis. Der IC selber ist pfiffig und kann 
(parametrierbar) den Nahbereich ausblenden. Der Reflektionsgrad scheint 
egal zu sein. (Independent of object reflectance)

Harald A.:

Gaga ist da gar nix. Ich bin mit 6 Paneelen den ganzen Sommer über auf 
der Insel. OK, 3-phasige Geräte (Kompressor, Holzspalter usw.) gehen 
nicht, werden aber auch eher selten benutzt. Ja, der VL6180 ist von 2016 
und scheint einen Nachfolger zu haben. Die großen Distris haben ihn 
nicht mehr gelistet. Für meine Spielereien aber egal. (oder ist der Neue 
säurefest :-))

von Michael B. (laberkopp)


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Solar mit "LKW-Batterien' (also Starterakkus Blei).
Irre.
Die schaffen mit Glück 50 Zyklen bei 30% DoD.
Selbst die Blei-'Solarakkus'(Traktionsbatterien) mit 600 Zyklen bei 50% 
DoD sind zu teuer seit dem es LiFePO4 mit 8000 Zyklen bei 90% DoD gibt.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas T. schrieb:
> Die Akkus sind 2P2S geschaltet und die Ladeschlussspannung ist 28,8V
> (also 14,4V 2P).

Jeder deiner vier Akkus wird intern 1P6S geschaltet sein. Die einzelne 
Zelle eines Bleiakkus hat eine Ladeschlussspannung von 2,4V.

von Thomas T. (runout)


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Hallo Rainer,

dazu ist auch hier im Forum schon viel geschrieben worden.
An die einzelnen Zellenspannungen komme ich nicht mal ran.

hier sind auch ganz gute Informationen:
https://www.elkoba.com/magazin/wp-content/uploads/2022/07/Temperatur-Ladeschluss-Bleiakku.pdf

Ich werde im Solarregler die Ladeschlussspannung bisschen runter drehen.
"Gasen" hat auch ein paar Vorteile. (steht im Varta-Batterielexikon)
Mein Victron Balancer ist schon etwas schwach auf der Brust und nimmt 
sich Zeit zum ausgleichen.

Die Akkus laufen jetzt 4 Jahre, werden maximal auf 60% entladen.
Ich habe schon überlegt, die über den Winter mal komplett leer zu 
machen, zu spülen und mit frischer 37%-iger Säure zu füllen. (wenn sich 
das lohnt?)
Eigentlich bin ich dafür zu faul :-)

Grüße
runout

von Harald A. (embedded)


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Thomas T. schrieb:
> Gaga ist da gar nix. Ich bin mit 6 Paneelen den ganzen Sommer über auf
> der Insel. OK, 3-phasige Geräte (Kompressor, Holzspalter usw.) gehen
> nicht, werden aber auch eher selten benutzt.

Ich meinte natürlich nicht die Anwendung dahinter, sondern das Konzept, 
den Säurestand mit eben diesem Sensor zu messen.

Ja, der VL6180 ist von 2016
> und scheint einen Nachfolger zu haben. Die großen Distris haben ihn
> nicht mehr gelistet. Für meine Spielereien aber egal. (oder ist der Neue
> säurefest :-))

Es geht nicht um zunehmende Säurefestigkeit, sondern um Verbesserungen 
des Sensors ansich in vielerlei Hinsicht. Gerade für diesen Zweck könnte 
die aktuellste Version Vorteile bieten.

Die Kalibrierung einer Schutzscheibe ist dabei essentiell (und 
verhältnismäßig einfach durchführbar

von Wolf17 (wolf17)


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Thomas T. schrieb:
> Die Batterien stehen übereinander in einem "Rack" und sind somit
> nicht wirklich schön für die Wartung zugänglich.
> (es sind ca. 15cm Platz dazwischen)
Man muss ja die Stopfen öffnen. Kann man dann nicht gleich mittels 
Beleuchtung und Spiegel den Säurepegel prüfen. Haben die Zellen innen 
keine Kunststoffnase, deren fehlende Benetzung den zu niedrigen Pegel 
gut erkennen lässt?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas T. schrieb:
> Funktioniert das auf das "Target" Flüssigkeit?
Scheint zumindest bei Regenwasser nur dann richtig zu funktionieren, 
wenn man ein Stück Styropor als Reflektor oben drauf legt:
- 
https://www.bubuxblog.de/zisternenfuellstandsmessung-mit-time-of-flight-sensor/

von Udo S. (urschmitt)


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Wolf17 schrieb:
> Haben die Zellen innen
> keine Kunststoffnase, deren fehlende Benetzung den zu niedrigen Pegel
> gut erkennen lässt?

Wenn sie so eine Nase haben (was viele haben) dann misst der TO ggf. den 
Abstand zur Nase statt zur Säure.

von Sebastian E. (senz) Benutzerseite


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Wie wäre es einfacher mit Blei-Elektroden die in jede Zelle tauchen und 
hochohmig ausgewertet werden (Durchgangsprüfer oder direkt die Spannung 
messen)? Damit könnte man jede einzelne Zelle bzw. die ganze Kette 
prüfen.
Ggf. könnte man die als Draht gleich in die Deckel integrieren.

Das ist natürlich nur eine Grenzstandsüberwachung, kein echter 
Füllstand.

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