Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Füllstand berechnen


von Fly (Gast)


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Seit Wochen versuche ich folgendes Problem zu knacken und komme nicht so 
recht weiter. Vielleicht hat einer von euch eine Idee.

Es soll der Füllstand eines LPG Tanks im KFZ hinreichend genau gemessen 
werden. Bisherige Methoden durch Mittelwertbildung über ca. 4 min 
erreichten Genauigkeiten von ca. 5l angestrebt werden kleiner 1l. 
Unbefriedigend ist derzeit, dass sich die Anzeige mit dem 
Betriebszustand (ON/RUN) verändert was sich auch durch eine Veränderung 
der Betriebsspannung zeigt.

Gegeben ist im Exel File im Anhang:
- Die Betriebsspannung (grün)
- Die Tankspannung (blau) die eigentlich den Füllstand angeben soll aber 
irgendwie durch die Betriebsspannung und den Betriebszustand verfälscht 
wird.
- LPG Status (lila) = Betriebszustand, zur Darstellung in Zahlen 
gewandelt ON=50, RUN=100

Gewünscht ist nun aus den drei oberen Daten die rote Kurve (Füllstand) 
möglichst exakt zu berechnen. Der Übergang von einem Füllstand zum 
anderen muss natürlich nicht exakt rechteckig abgebildet werden.

Die Orangene kurve ist mein kläglicher Versuch diese Berechnung zu 
machen.

Findet einer die korrekte Formel zur Berechnung des Füllstandes?

von Fly (Gast)


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Sorry, irgendwie haut das mit dem Dateianhang nicht hin. Hier sollte es 
klappen:
http://www.file-upload.net/download-3317251/Fuellstand_berechnen.xlsx.html

von K T (Gast)


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ein Paar Informationen mehr/genauere Beschreibung könnten besonders für 
die hilfreich sein das Problem zu verstehen, die kein LPG-Kfz haben und 
sich noch nicht sonderlich viel damit beschäftigt haben (unter anderem 
auch ich).

K T

von Fly (Gast)


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Ja gern,

LPG = Low Preasure Gas also Autogas.

Die Messung erfolgt wie eine normale Flüssigkeits - Füllstandmessung 
über einen Schwimmer, der einen Wiederstand verändert, je nach 
Füllstand. Der Widerstand soll angeblich zwischen 40 bis 250 Ohm 
variieren. Voll = niedriger Widerstand, leer = hoher Widerstand. 
Gespeist wir der Widerstand durch die Gasanlage auf unbekannte Art 
(Spannung  Kostanstrom  Widerstandsnetzwerk / ?..).

Mit einem µC (ATMega128) und dessen ADC messe ich die Spannung am 
Widerstand. Da die Spannnung 0-12V für den µC zu hoch ist skaliert ein 
Spannungsteiler (1k / 470 Ohm) entsprechend runter.
Die Betriebsspannung und der Status wird auf gleiche weise aufgenommen.

Die Daten in der Exel Tabelle sind ein Zusammenschnitt mehrerer 
Messungen die ich mir per UART heraus schreiben lassen habe. Die Daten 
sind überwiegend bei still stehenden Fahrzeug, weil bei der Fahrt zu 
starke schwankungen sind, so dass man nichts mehr erkennt.

von Karl H. (kbuchegg)


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Kannst du deine Daten nicht zb als GIF oder als PNG (Screenshot) 
einstellen.
Denn wenn ich 2 Dinge wirklich hasse, dann sind das
* wenn ich mir ein Demofile von jemandem ansehen will und als erstes
  gleich mal 25 Werbefenster von irgendwelchen Filehostern wegclicken
  muss
* Ich mir meine Programme erst mal auf den neuesten Stand updaten 
müsste,
  weil das Programm (hier Excel) mit dem File nicht klar kommt.

von Fly (Gast)


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Status habe ich noch vergessen.

"ON" (50) ist wenn die Gasanlage an ist aber nicht läuft, quasi stanby.
"RUN" (100) ist wenn die Anlage läuft also aktiv ist. Hier sieht man 
auch das die Betriebsspannung absakt.

von Fly (Gast)


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So, ich hab mal ein paar verschidene Formate ausgeleitet, siehe Anhang.

von Robert (Gast)


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Hi,

interessante Aufgabe.
Wie kommst Du auf die rote Kurve?
Wenn die nicht sauber ist, brauchen wir nicht nach einer Methode für die 
Berechnung gucken.

Soll das ganze immer genau sein oder eine gewisse Trägheit haben? Z.B. 
gegen Schwankungen während der Fahrt.

Gruß
Robert

von Klaus W. (mfgkw)


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Fly schrieb:
> LPG = Low Preasure Gas also Autogas.

Liquefied Petroleum Gas

http://de.wikipedia.org/wiki/Autogas

von Fly (Gast)


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Robert schrieb:
> Wie kommst Du auf die rote Kurve?
> Soll das ganze immer genau sein oder eine gewisse Trägheit haben? Z.B.
> gegen Schwankungen während der Fahrt.

Die rote Kurve habe ich händisch hinzu gefügt. Das ist der jeweilige 
aufsummierte Füllstand laut Zapfsäule. D. h. ich hab
- Tank leer gefahren --> gemessen
- Tank mit 8l befüllt --> gemesen
- Tank mit weiteren 34l befüllt, Tankinhalt also jetzt 42l --> gemessen
- Tank voll gemacht, Tankinhalt 53l --> gemessen

Im übrigen zeigte eine andere Messung, dass der Widerstand linear mit 
dem Füllstand wächst. Ausnahmen sind Anfang und Ende, hier scheint er 
irgendwann an zu schlagen. Als lineare stützpunkte sind daher die 8l und 
42l zu empfehlen. Siehe Anhang.

Ja eine Trägheit braucht das später unbedingt, derzeit sind das der 
Mittelwert aus ca. 4 Minuten bei einer Messung pro Sekunde. Die hier 
gezeigten Werte sind aber nicht gemittelt sondern im Stillstand 
gemessen.
Es ist also wichtig und ausreichend die rote Kurve mit dem Mittelwert zu 
treffen.

Klaus Wachtler schrieb:
> Liquefied Petroleum Gas

Danke für den Hinweis, hier kusieren wohl mehrere Bezeichnungen. In 
Frankreich sagen die z.B. GPL

von Fly (Gast)


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Oje, das Problem scheint wirklich schwierig zu sein wenn selbst hier 
keiner eine Lösung hat. Aber das beruigt mich, dann bin ich garnicht so 
blöd :-)

Also wenn doch noch einer eine Möglichkeit sieht aus der günen, blauen 
und lila Kurve in etwa die rote Kurve zu berechnen, bitte melden.

von Anja (Gast)


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Fly schrieb:
> Oje, das Problem scheint wirklich schwierig zu sein wenn selbst hier
> keiner eine Lösung hat. Aber das beruigt mich, dann bin ich garnicht so
> blöd :-)

wir haben vielleicht alle nicht die Informationen die notwendig sind.

- Tankgeber: welche Kennlinie hat der?
  (Widerstand?/Strom?/Spannung? zu Tankinhalt?)
  Du mißt eine Spannung: Sollte nicht der Widerstand gemessen werden?
  Würde sich vielleicht die Betriebsspannungsabhängigkeit herausmitteln 
wenn Du wirklich die interessierende Größe messen würdest? (evtl 
Differenz zu UBat)

- Welchen Einfluß hat die Tanktemperatur auf die Füllstandsanzeige?
  (Ausdehnungskoeffizient von LPG?)
  Ist der Tank nach dem Betankungsvorgang wärmer oder kälter wie vorher?
  Auf welche Normtemperatur bezieht sich die Zapfsäule.

- welche weiteren Faktoren können noch einen Einfluß haben?

Gruß Anja

von Andreas (Gast)


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Ich hab da mal was experimentiert. Problem ist das sich der LPG - Status 
teilweise komplett umgekehrt auf die Messung ausübt und die Stärke davon 
noch Tankinhaltabhängig ist. Also hier wäre mein Versuch.... nicht 
zuviel erwarten ;)

So wie ich das sehe müsstest du die Auswirkungen des Status auf die 
verschiedenen Füllstände mal austesten und dann eine Fallunterscheidung 
mit einbauen.

von Anja (Gast)


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Andreas schrieb:
> komplett umgekehrt auf die Messung ausübt und die Stärke davon
> noch Tankinhaltabhängig ist.

Möglicherweise wirkt sich der Status/die Statusänderung auf den Druck im 
Tank aus.

Gruß Anja

von Fly (Gast)


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Andreas schrieb:
> Ich hab da mal was experimentiert.

Hey Andreas, das sieht allemal besser aus als was ich da fabriziert 
habe!
Hast du einfach ausprobiert oder steckt da irgeneine Theorie (Filter, 
Faktorisieren) dahinter die mann eventuell noch ausbauen könnte?

@ Anja
Es handelt sich um einen linearen Widerstandsgeber. Das eine Ende ist 
mit der Fahrzeugmasse verbunden und das andere mit der Gasanlage. 
Letztere will ja den Widerstand messen und macht nun etwas für mich 
unbekanntes mit dem Widerstand. Sie schickt irgend einen Strom oder 
Spannung hinein um daraus den Widerstandswert / Füllstand zu ermitteln. 
Ich kann nur die Spannung am Widerstand messen, weil ich nicht in die 
original Gasanlage eingreifen möchte.

Über die Temperatur im Tank habe ich keine Auskunft. Da es sich aber um 
schnelle und sprunghafte Änderungen handelt dürfte hier die Temperatur 
als langsames Medium keinen Einfluss haben.
Der Druck sollte auch keinen Einfluss haben weil auch er auch nicht 
springen kann. Zum andern kann ich mir nicht recht vorstellen wie dieser 
den Widerstandswert verändern könnte.

von GooM (Gast)


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.....also ich würde am mc messen ob die zündung(bzw. gasanlage) 
ausgeschaltet ist und den "spannungsfall" durch einen offset 
korrigieren, somit wäre das "on/run"-problem aus der welt
.....die entsprechende trägheit bekommt man nur durch entsprechende 
messungen über einem längeren zeitraum und bildung des mittelwertes, wie 
oben schon diskutiert.
.....es ist zwar schön,das der widerstand linear ist, der tank wird aber 
mit ziemlicher sicherheit kein quader sein, weshalb er "ausgelitert" und 
die kennlinie im eeprom des mc gespeichert werden sollte.

--> bis auf die temperatur sollte somit eine genauigkeit auf 1 liter in 
die nähe rücken....

Grüße -GooM-

von GooM (Gast)


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....ps. den temperaturdrift kann man natürlich durch einen 
temperatursensor am mc und entsprechen zur temperatur angepassten offset 
ebenfalls kompensieren ;-)

so,jetzt geh ich aber ins bett.....gute nacht ;-)

von Frank K. (goom)


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GooM schrieb:
> ....ps. den temperaturdrift kann man natürlich durch einen
> temperatursensor am mc und entsprechen zur temperatur angepassten offset
> ebenfalls kompensieren ;-)
>
> so,jetzt geh ich aber ins bett.....gute nacht ;-)

...der temperatursensor gehört natürlich an den tank...es ist wirklich 
schon spät!

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