Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wieder mal Füllstandsmessung


von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Hallo,

ich hoffe es kann mir jemand mit Tipps weiterhelfen, gelesen habe ich 
inzwischen schon sehr viel aber die richtige Lösung habe ich noch immer 
nicht gefunden.

Folgende Ausgangssituation:
Ich habe mir mit einem Raspberry Pi einen Bord PC für unser Segelboot 
gebaut. Dieser misst inzwischen bereits den Luftdruck, die Temperatur, 
überwacht die Spannung der Verbraucher und Starterbatteriebänke, spielt 
Musik und dient als Kartenplotter.

Da unsere beiden Frischwassertanks nur eine einfache mechanische Anzeige 
am Tank haben und zu dem noch schwer zugänglich sind, wollte ich diese 
auch noch elektronisch auswerten.

Aktueller Versuch:
Über HC-SR04 sollte der Abstand zwischen Deckel des Tanks und 
Wasserspiegel gemessen werden. Je leerer der Tank wird desto absurder 
werden allerdings die Werte. Ich vermute das es zu Reflexionen kommt, 
welche die Messung verfälschen. Bis zu 3/4 voll/leer hat es noch ganz 
gut ausgesehen.

Erschwerend kommt hinzu, dass ein Segelboot unter Segeln auch mal 
kräftig Lage schieben kann (sich bis zu 45° neigen kann). D.h. es gibt 
keine Position im Tank, wo man sicher gehen kann, dass ein Sensor 
oberhalb der Wasserlinie ist. Trotzdem soll der Tank in dem Fall auch 
dicht bleiben (wobei der Druck nicht sonderlich hoch wird, eine einfache 
Gummidichtung reicht im Moment für die mechanische Anzeige).

Ultraschall hab somit mal ausgeschlossen.

Die nächste Idee:
Das eTape von Milontech schien eigentlich genau das zu sein, was ich 
brauchen könnte. Das eTape ist nur ein paar Millimiter dick und könnte 
leicht durch den Deckel geführt und abgedichtet werden. Also hab ich das 
bestellt. Ich fürche das Ganze geht aber wieder retour, weil das eTape 
hat am oberen Ende ein Ventilationsloch. Dieses dient dazu, dass sich 
das eTape mittels Luftdruck wieder entfaltet, wenn ich das richtig 
verstanden habe. Und nur der Teil, wo das Wasser drauf drückt sollte 
sich komprimieren und damit einen geänderten Widerstand liefern. Wenn 
ich das Ventilationsloch ausserhalb des Tanks habe und die Durchführung 
versiegle, dann wird das fürchte ich nicht mehr funktionieren. Wenn ich 
es innerhalb des Tanks lasse, dann ist der Senso wohl beim ersten 
Wasserkontakt kaputt.
Ich fürchte das wird also auch nichts.

Bleiben noch:
* Kapazitive Sensoren
* Reedschalter mit Schwimmer und Widerständen in eine Kunststoffrohr 
(Schwimmer natürlich aussen rum)
* Differentiraldruckmessung

Im Prinzip gefällt mir die Differentialdruckmessung von den 3en am 
Besten. Kapazitive Sensoren, mit einer Länge von 33cm bzw. 20cm (Tiefe 
der beiden Tanks) habe ich zu vernünftigen Preisen noch nicht gefunden. 
Meistens sind diese bereits mit Anzeigeeinheiten verbunden, die ich 
nicht haben möchte und kosten 100+ Euro

Bezüglich Differentialdruckmessung möchte ich mir den Aufwand mit einer 
Pumpe gerne sparen. Wenn ich das richtig verstanden habe, wäre das dann 
möglich, wenn der Sensor am Boden des Tanks montiert wäre. Meine Idee 
dazu wäre jetzt:
* Sensor ans Ende eines wasserdichten PVC Rohrs mit Länge = Tiefe des 
Tanks packen
* Einen Schlauch am einen Ende des Rohrs herausführen, wo der Sensor 
sitzt (Wasserdruck)
* Einen Schlauch am anderen Ende des Rohres herausführen, um den 
Luftdruck ausserhalb des Rohrs zu messen. Kabel kommen ebenfalls an 
dieser Seite raus.
* Eventuel den Sensor noch in Epoxy Harz packen, damit entschendes 
Kondenswasser nicht die elektronik angreift
* Das ganze so Anfertigen, dass das Rohr fix mit dem Tank verschraubt 
wird und damit die aktuelle mechanische Anzeige ersetzt.

Nachdem ich mit den ersten beiden Ideen schon gescheitert bin, bitte um 
Tipps und Infos, ob das sinnvoll ist. Wenn jemand eine Idee für die 
Befestigung des eTapes hat, gerne auch, noch hab ich es nicht retour 
geschickt :-).

Danke und lg,
  Jobe

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Falls du was basteln willst...  Analog Devices hat einen 
Kapazitaetsmesser fuer genau solche Anwendungen. Siehe AD7747. Da 
verwendet man zB 2 koaxiale Metall Rohre, das aeussere gelocht, einen 
Isolator wie zB einen Kunstoff Faden spiralfoermig  dazwischen, und 
gegen Gleichstrom einen 10nF in Serie.

: Bearbeitet durch User
von SeDa (Gast)


Lesenswert?

Schon mal überlegt in die Zu- und Ableitung ein Durchflussensor 
einzubauen? Dürfte hinreichend genau sein.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

>Dürfte hinreichend genau sein.

Nee ganz sicher nicht. Ein Wenig mehr Reibung am einen, oder wie auch 
immer das Messprinzip .. der Fehler wird integriert. Dh irgendwann ist 
unerwartet voll, oder unerwartet leer.

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

SeDa schrieb:
> Schon mal überlegt in die Zu- und Ableitung ein Durchflussensor
> einzubauen? Dürfte hinreichend genau sein.

Ja das war die ursprüngliche Idee. Setzt aber voraus, das der Raspberry 
läuft, wenn Wasser zugeführt oder entnommen wird. Das kann ich aber 
nicht garantieren, deshalb hab ich die Idee wieder verworfen. Am Boot 
ist das Ding nicht zwingend 24/7 an.

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Jetzt Nicht schrieb:
> Falls du was basteln willst...  Analog Devices hat einen
> Kapazitaetsmesser fuer genau solche Anwendungen. Siehe AD7747.

Bis dahin hab ich es verstanden, der liefert dann digitale Daten über 
I2C und damit lässt sich die Kapazität direkt am Tank messen (Lange 
Leitung dazwischen würde ja keinen Sinn machen).

> Da
> verwendet man zB 2 koaxiale Metall Rohre, das aeussere gelocht, einen
> Isolator wie zB einen Kunstoff Faden spiralfoermig  dazwischen, und
> gegen Gleichstrom einen 10nF in Serie.

Das verstehe ich jetzt nicht mehr ganz. Ich hatte kapazitive Sensoren 
immer so verstanden, dass sich die Kapazität deshalb ändert, weil sich 
das Medium zwischen den beiden isolierten Platten/Röhren ändert. Wenn 
ich jetzt 2 Metallrohre ins Wasser stecke, dann sind die ja leitend 
miteinander verbunden (durch das Wasser), oder habe ich Deine 
Beschreibung jetzt völlig falsch verstanden?

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

Na ja, so schlecht finde ich die Idee mit dem Durchflußmesser gar nicht. 
Allerdings nur für den Frischwasserteil; ds reicht auch. Da bleibt der 
Sensor sauber. Und zwischenzeitlich mal manuell "rekalibrieren" (Tank 
ist wieder ganz voll gefüllt worden) wird auch gewisse Toleranzen 
erträglich machen und ist akzeptabel. Zumal das Wasser ja auch nicht so 
ewig lange drin bleibt und sowieso mal abgelassen werden sollte.

Jetzt Nicht schrieb:
> Nee ganz sicher nicht. Ein Wenig mehr Reibung am einen, oder wie auch
> immer das Messprinzip .. der Fehler wird integriert.

Na ja, meistens sind's Hallsensoren an Flügelrädern. Da ist der Druck 
halbwegs egal.

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

Die Metallstange hat aber an Luft eine andere Kapazität als an Wasser. 
Aber das sind schon extrem kleine physikalische Größenänderungen, die 
sicherlich durch Algenwuchs etc. beeinflußt werden. Und die Schräglage 
verfälscht das Prinzip auch.
Die Frage ist auch, wie oft du messen willst bzw. wann, wie oft und 
unter welchen Umständen du verläßliche Meßwerte haben willst. Wenn es 
bei ruhiger See oder im Hafen langt: Einfach einen Drucksensor auf den 
Boden des Tanks und etwas rumkalibrieren wegen der Tankgeometrie (x mbar 
entsprechen y Liter usw.).

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

> Einfach einen Drucksensor auf den
> Boden des Tanks und etwas rumkalibrieren wegen der Tankgeometrie (x mbar
> entsprechen y Liter usw.).

Damit meinst Du meine Idee aus dem Eingangspost (mit 
Differentialdrucksensor am Boden des Tanks)?

von guest (Gast)


Lesenswert?

ich habe mir mit LED, einem Fototransistor und einem Stück Plexiglas 
einen optischen Füllstandsmesser mit der Auflösung von einem Bit gebaut.
Hierbei nutze ich den Effekt, dass das Licht an den Innenseiten des 
Plexiglases anders reflektiert wird, wenn die Oberfläche mit 
Flüssigkeiten in Berührung kommt.

von Dirk D. (guggug)


Lesenswert?

Hallo

Wie wäre es mit einem Tankgeber in dieser Art?
[[http://www.ncmarine.de/product_info.php?products_id=257]]

Damit würde man der ganzen Sache schon mal die enormen Schwankungen 
durch Seegang etc nehmen. Da ja nur in einem sehr kleinen Durchmesser 
gemessen wird. Außerdem sollte das Auslesen damit auch keine große Sache 
sein.
Eventuell kannst Du ja so einen Tankgeber modifizieren
Grüße aus dem Süden

von W.S. (Gast)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> ich hoffe es kann mir jemand mit Tipps weiterhelfen,

Das wird schwierig.

Zunächst solltest du dir Gedanken machen über die Messungen bei 
Schräglage. Vielleicht irgend ein Gravi-Sensor, der entweder nur dann 
die eigentliche Messung zulassen soll, wenn das Boot mal wieder gerade 
steht - oder über den man die falschen Meßwerte korigieren kann.

Dann zum eigentlichen Meßprinzip: Eigentlich ist die Schwimmer-Methode 
mit einigem Abstand die bastlerfreundlichste, denn man kann einerseits 
recht hobbymäßig daran gehen und andererseits die Meßwerte eben auch 
trocken prüfen. Alle anderen Meßprinzipien (Leitfähigkeit, Kapazitiv, 
Druck, Ultraschall im Wasser usw.) sind relativ dazu ja doch recht 
aufwendig und entsprechend gerne kaputt. Die Idee mit dem Drucksensor 
klingt erstmal nett, aber du müßtest ihn wirklich per Loch im Boden 
anbringen und dann würde er Wasserkontakt kriegen und vermutlich nicht 
lange halten, von Undichtigkeiten mal abgesehen.

Also, Schwimmer am Dreharm und möglichst robuster Winkelaufnehmer dran.

W.S.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:

> Da unsere beiden Frischwassertanks nur eine einfache mechanische Anzeige
> am Tank haben

Ist diese denn einigermaßen genau? Dann könnte man die Anzeige
elektronisch abtasten und eine Anzeige an einer anderen Stelle machen.

von SeDa (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Jetzt Nicht schrieb:
>>Dürfte hinreichend genau sein.
>
> Nee ganz sicher nicht. Ein Wenig mehr Reibung am einen, oder wie auch
> immer das Messprinzip .. der Fehler wird integriert. Dh irgendwann ist
> unerwartet voll, oder unerwartet leer.

:D
Keine Ahnung vom Messprinzip, aber mal pauschal sagen, dass es nicht 
genau genug ist. *Kopf -> Wand*


@Gernot Lepuschitz:
Das Problem bei fast allen Messmethoden, dass du keine stabile Lage 
hast, wie du selber sagst. Ein am Boden zentrierter Drucksensor wird dir 
also bei einem halb vollen Tank und 45° Krängung einen leeren Tank 
anzeigen. Genauso wie Kapazitive Messmethoden, Schwimmer etc. etc.
Selbst wenn du den Part durch mehrere Sensoren abdeckst, wird das Wasser 
durchs Stampfen wieder quer durch den Tank wandern.
Vielleicht ist ein kleiner Aufbau zur Durchflussmessung, der unabhängig 
vom Pi arbeitet und dem nur auf Nachfrage die Werte übermittelt, die 
ökonomischste Lösung wenn man die Umbauten am Tank mit bedenkt.

Ansonsten zwei isolierte Doppelleiter einmal rund in den Tank legen. Von 
Beiden die Kapazität Messen. Aus der Differenz kannst du den Winkel über 
die Querachse und daraus den Füllstand berechnen. Krängung macht 
aufgrund der runden Anordnung dem Messergebnis nix aus.

von Disco (Gast)


Lesenswert?

Eine idee nochmal mit Differenzdruckmessung. Misst man den Druck und 
pumpt dann eine bekannte Menge Wasser Oder Luft dazu oder ab. Kann man 
aus dem entstehen Druck die Menge an Luft bestimmen p1V1=p2V2

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Erschwerend kommt hinzu, dass ein Segelboot unter Segeln auch mal
> kräftig Lage schieben kann (sich bis zu 45° neigen kann)

Die Frage ist, was du auf See mit der Info über den Tankwasserstand 
anfangen möchtest. Eigentlich gibt es nur die Möglichkeit, drastische 
Wassersparmaßnahmen anzuordnen, sofern die keine 
Seewasserentsalzungsanlage hast. Im Hafen, wo das Frischwasser zum 
Nachbunkern aus der Leitung kommt, ergibt sich das Problem mit der 
Kränkung praktisch nicht.

von Bernd K. (prof7bit)


Lesenswert?

Disco schrieb:
> Eine idee nochmal mit Differenzdruckmessung. Misst man den Druck und
> pumpt dann eine bekannte Menge Wasser Oder Luft dazu oder ab. Kann man
> aus dem entstehen Druck die Menge an Luft bestimmen p1V1=p2V2

Oder das Luftvolumen über dem Wasser zum Schwingen anregen und die 
Frequenz messen.

von Rudolph (Gast)


Lesenswert?

Ich bin gerade über das hier gestolpert:
https://www.youtube.com/watch?v=MY33xg83gnM&index=3&list=PLtQdQmNK_0DTMQi5_k1K4xqPjr0qfMQSs

Atmel hat auf der Embedded-World als Beispiel-Applikation für QTouch 
eine Füllstandsmessung demonstriert.

Leider habe ich das an dem Stand komplett verpasst und ich finde da auch 
keine Application-Note zu.

Auf jeden Fall gibt es Stand-Alone Sensor Chips wie den AT42QT1110 mit 
bis zu 11 Kanälen und SPI-Interface.

Für einen Tank in Schräglage könnte man das ganze doppelt anbringen oder 
gar vierfach.

Die Sensor-Platine bleibt dabei komplett trocken.

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Ich glaube ich muss hier mal ein Missverständnis aufklären. Ich Will 
nicht in Lage den Tankinhalt messen. Das Ganze sollte nur bei Lage auch 
weiterhin dicht sein. Wir sind meist tagelang von Bucht zu Bucht 
unterwegs und da ist es gut, rechtzeitig zu wissen, wann man wieder 
frisches Wasser Bunkern muss. Also der Tankinhalt muss nur in der 
waagrechten korrekt angezeigt werden.

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
>> Einfach einen Drucksensor auf den
>> Boden des Tanks und etwas rumkalibrieren wegen der Tankgeometrie (x mbar
>> entsprechen y Liter usw.).
>
> Damit meinst Du meine Idee aus dem Eingangspost (mit
> Differentialdrucksensor am Boden des Tanks)?

Na fast; ich meine einen Absolutdrucksensor. Du hattest ja geschrieben, 
daß du den Luftdruck bereits mißt. Damit kannst du ja korrigieren. Wobei 
das bei einem Dichteunterschied bei Wasser/Luft mit ungefähr 800/1 wohl 
keine Geige spielt.
Meine Empfehlung ist nach wie vor ein Durchflußmesser am Tankauslaß.
http://www.btflowmeter.com/produkte.html hat da feine Sachen und relativ 
preiswert.
Wie gesagt: Wichtig ist erstmal, wann und wie oft du wie genau messen 
willst (genauer: Mußt). Erst dann kann man sinnvoll weitermachen.

von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

Dann ist ein Schwimmer doch das einfachste.

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

O.k., ich war zu langsam...

von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

Du hast doch einen Füllstandsanzeiger ..... steht oben. Kannst du den 
nicht irgendwie elektronisch nutzen/umbauen ? Wie sieht der aus ? Foto ?

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

guest schrieb:
> ich habe mir mit LED, einem Fototransistor und einem Stück Plexiglas
> einen optischen Füllstandsmesser mit der Auflösung von einem Bit gebaut.
> Hierbei nutze ich den Effekt, dass das Licht an den Innenseiten des
> Plexiglases anders reflektiert wird, wenn die Oberfläche mit
> Flüssigkeiten in Berührung kommt.

Der gute alte Regensensor für den Scheibenwischer...
Man muß aber bedenken, daß hier kein Wischergummi vorbeikommt und wieder 
eindeutige Verhältnisse schafft. So ein Regensensor nutzt fast 
ausschließlich den Effekt, daß die Oberflächenspannung einen 
Tropen(=>Linse) bildet. Den reinen optischen Unterschied zwischen dem 
Medium Luft und Wasser damit zu messen, ist schon heftig. Zumal es auch 
noch von der optischen Qualität des Wassers abhängig ist (die erwähnten 
Algen, aber auch Kalkgehalt, andere Ablagerungen usw.).

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Crazy H. schrieb:
> Dann ist ein Schwimmer doch das einfachste.

Ja, gerne und wie kriege ich darüber eine elektronische Auswertung zu 
Stande?

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Crazy H. schrieb:
> Du hast doch einen Füllstandsanzeiger ..... steht oben. Kannst du den
> nicht irgendwie elektronisch nutzen/umbauen ? Wie sieht der aus ? Foto ?

Foto geht leider nicht so leicht, Boot zu weit weg. Ist im Prinzip ein 
Bügel mit einem Schwimmer dran, der direkt die Nadel bewegt. Das Ganze 
befindet sich im Tank und hat an der Oberseite ein mittlerweile ziemlich 
vergilbtes Plexiglas Sichtfenster

von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Crazy H. schrieb:
> Dann ist ein Schwimmer doch das einfachste.
>
> Ja, gerne und wie kriege ich darüber eine elektronische Auswertung zu
> Stande?

- Poti (wie es bei Kraftstofftanks gemacht wird)
- Schwimmer mit Gegengewicht der über eine Rolle mit Drehencoder läuft

Kannst du mal bei div. Händlern nach einem passenden Foto suchen ?

: Bearbeitet durch User
von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

Wie wäre vom Prinzip her sowas: 
http://www.t4-wiki.de/wiki/Geber_G33_(Wasserstand_Frischwasser)

.... falls der Link nicht geht hinten eine Klammer-zu anhängen. Seltsam 
aber ist so.

Nicht stufenlos aber sollte doch genügen. Man könnte die Reed-Kontakte 
auch enger zueinander montieren um die Auflösung zu erhöhen.

: Bearbeitet durch User
von SeDa (Gast)


Lesenswert?

Das ist ja langweilig... ;-D

Schwimmer, oder noch einfacher zweiadriges Kabelunten versiegeln und 
vielleicht noch ein Gewicht dran. Dann kapazitiv Messen was Sache ist.
Dadurch dass eine Kabelverschraubung das die einzige Öffnung ist, ist 
Leckage nahezu ausgeschlossen.

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Ich glaube ich habe gerade gefunden, was ich gesucht habe. 
http://www.compass24.at/product/22137012/geber-fuer-tank Der liefert 
0-190 Ohm je nach Tankinhalt, wenn ich das richtig verstehe. Das ließe 
sich dann ja leicht über Spannungsteiler und AD Wandler auslesen.

von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

SeDa schrieb:
> Das ist ja langweilig... ;-D
Deswehen hast es auch gelesen aua

> oder noch einfacher zweiadriges Kabelunten versiegeln und
> vielleicht noch ein Gewicht dran. Dann kapazitiv Messen was Sache ist.
Pfusch

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

Ja, aber ich persönlich würde keine mechanische Lösung nehmen (Reibung, 
kann sich verhaken; gerade bei viel bekannter Bewegung). Aber vielleicht 
habe ich zu viele schlechte Trinkwassertanks gesehen, gerade größere.

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Crazy H. schrieb:
> Kannst du mal bei div. Händlern nach einem passenden Foto suchen ?

http://www.awn24.at/mechanischer-tankgeber-550078.html

von SeDa (Gast)


Lesenswert?

Crazy H. schrieb:
> SeDa schrieb:
>> Das ist ja langweilig... ;-D
> Deswehen hast es auch gelesen aua
Den verstehe ich nicht.

>> oder noch einfacher zweiadriges Kabelunten versiegeln und
>> vielleicht noch ein Gewicht dran. Dann kapazitiv Messen was Sache ist.
> Pfusch
Was ist daran Pfusch?
Ich messe einiges so und bisher läuft es sehr zuverlässig. Wenn ich da 
was ändern muss kläre man mich bitte auf.

von OldMan (Gast)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Ich glaube ich habe gerade gefunden,

Das sieht gut aus. Ist aber mechanisch.

Eine Alternative wäre ausser meine Sicht folgende:
Man nehme ein Rohr das für Trinkwasser zugelassen ist.
An drei Punkten, unten (1/4), Mitte (1/2) und oben (3/4),
wird jeweils ein NTC oder PTC im Rohr befestigt. Bspw. mit 
2-Komponentenkleber.
Die Drähte werden über eine Schraubmuffe aus dem Tank geführt und
jeweils an einen ADC-Eingang geführt. Oder ein UAA170 bzw. einer der 
neuen Typen.
Gemessen wird jeweils die Temperaturdifferenz zwischen den drei 
Sensoren.
Da der/die Sensoren die über das Rohr mit dem Wasser umspült werden
immer die gleiche Temperatur haben und  der/die darüber liegende wärmer 
ist, lässt sich daraus der Füllstand anzeigen.
Meines Erachtens ist es doch nur wichtig zu erkennen, wann der Tank in 
Richtung 1/4 Füllstand unterwegs ist. Auf den Liter genau braucht man es 
doch garnicht. Die Tendenz reicht doch völlig aus.
Wenn es etwas genauer sein soll, installiert man ein paar NTC/PTC mehr.
So hatte BMW die Tankanzeige bei der ersten K1 auch gelöst. Nur hatten 
die Dioden als Sensoren eingesetzt.

von Franzose (Gast)


Lesenswert?

Wie wärs denn ganz simpel mit einer China-Cmos Kamera, die einfach die 
mechanische anzeige filmt? Zum überprüfen mal kurz am TV oder Monitor 
auf AV geschalten und gut ist. Gibt's auch mit Funk und IR schon für ein 
paar kröten...

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

> Was ist daran Pfusch?
> Ich messe einiges so und bisher läuft es sehr zuverlässig. Wenn ich da
> was ändern muss kläre man mich bitte auf.

Wie misst Du dann die Kapazität, im Endeffekt muss ich zum Schluss eine 
Spannung raus bekommen mit der ich meinen AD Wandler füttern kann.

von Crazy Harry (crazy_h)


Lesenswert?

SeDa schrieb:
> Crazy H. schrieb:
> SeDa schrieb:
> Das ist ja langweilig... ;-D
>
> Deswehen hast es auch gelesen aua
>
> Den verstehe ich nicht.
Wieso liest du den ganzen Thread wenns doch soooooooo langweilig ist ?

> oder noch einfacher zweiadriges Kabelunten versiegeln und
> vielleicht noch ein Gewicht dran. Dann kapazitiv Messen was Sache ist.
>
> Pfusch
>
> Was ist daran Pfusch? Ich messe einiges so und bisher läuft es sehr
> zuverlässig. Wenn ich da was ändern muss kläre man mich bitte auf.
Weil man kein x-beliebiges Kabel (und so liest sich das), das irgendwie 
versiegelt ist und an dem irgendwas zum beschweren hängt in Trinkwasser 
hängt.

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Crazy H. schrieb:
> Weil man kein x-beliebiges Kabel (und so liest sich das), das irgendwie
> versiegelt ist und an dem irgendwas zum beschweren hängt in Trinkwasser
> hängt.

Wobei es hier zwar um Süßwasser aber nicht um Trinkwasser geht -> 
duschen, Geschirr spülen, etc. Trinken würde ich das nicht

von Schwimmlehrer (Gast)


Lesenswert?

Hi,
das Argument, dass die Messung fehlerhaft bei Kränkung sei, ist 
eigentlich hinfällig. Liegt das Boot 45° im Wasser, dann macht man schon 
höllisch Fahrt. Da interessiert niemanden der aktuelle Tankinhalt. Will 
damit sagen, gemessen wird eh, wenn das Boot relativ gerade liegt.

Hast du mal über Touchsensoren außen am Tank nachgedacht. 15-30 Sensoren 
sollten mehr als reichen. Entweder viele einzelne:At42qt1010 oder es 
gibt von Atmel auch welche mit bis zu 16 Touch-Input in einem TQFP.
Und immer eine Handbreit Bier in der Kühlung!
Mike

von Schwimmlehrer (Gast)


Lesenswert?

Rudolph schrieb:
> Atmel hat auf der Embedded-World als Beispiel-Applikation für QTouch
> eine Füllstandsmessung demonstriert.
>
> Leider habe ich das an dem Stand komplett verpasst und ich finde da auch
> keine Application-Note zu.
>
> Auf jeden Fall gibt es Stand-Alone Sensor Chips wie den AT42QT1110 mit
> bis zu 11 Kanälen und SPI-Interface.

Shit, ich sollte nicht so schnell zum Ende scrollen. Da war jemand 
schneller als ich mit den Touchsensoren! :-))

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Lutz schrieb:
> Du hattest ja geschrieben,
> daß du den Luftdruck bereits mißt. Damit kannst du ja korrigieren. Wobei
> das bei einem Dichteunterschied bei Wasser/Luft mit ungefähr 800/1 wohl
> keine Geige spielt.

Das kommt auf die Schiffsgröße drauf an. Auf einem typischen 12m-Boot 
sind 50cm Pegelunterschied im Wassertank schnell mehr als die halbe 
Miete (1030hPa vs. 970hPa).

von SeDa (Gast)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
>> Was ist daran Pfusch?
>> Ich messe einiges so und bisher läuft es sehr zuverlässig. Wenn ich da
>> was ändern muss kläre man mich bitte auf.
>
> Wie misst Du dann die Kapazität, im Endeffekt muss ich zum Schluss eine
> Spannung raus bekommen mit der ich meinen AD Wandler füttern kann.

Ich erzeuge per Integrator eine Sägezahnspannung. Die kommt auf die eine 
"Kondensatorplatte" und die andere ist über einen Widerstand mit Masse 
verbunden.
Da
 bekommt man einen wunderschönen Strom, der die Kapazität repräsentiert. 
Über den Widerstand wird daraus eine Spannung.
Wesentlich zuverlässiger als mit dem QTouch Prinzip (habe beides 
ausprobiert), denn ziemlich immun auf Einstrahlung, da doch recht große 
Ladungsmassen bewegt werden je nach Größe des Kondensators.

von X4U (Gast)


Lesenswert?

Bernd K. schrieb:
> Misst man den Druck und pumpt dann eine bekannte Menge Wasser Oder Luft dazu

was aus dem Frischwassertank einen Brutkasten für Bakterien macht.

Ist es möglich ein Leitplastik (oder anderes leichtgängiges) Poti an den 
mechanischen Anzeiger zu bauen? Die gibt es gekapselt und du kannst den 
Füllstand mit jedem Multimeter / Dreheisenmesswerk etc.  (oder mit 
deiner Himbeere) messen.

> Ich habe mir mit einem Raspberry Pi einen Bord PC für unser Segelboot
> gebaut.

Elektronische Geräte sind an Bord um im Gefahrfall zu versagen ;-).

von Mike J. (linuxmint_user)


Lesenswert?

Ich habe mir einen kapazitiven Füllstandsensor für meine Regentonnen (4x 
1000 Liter) gebaut.

Hier ist das Modell welches ich als Funktionstest aufgebaut hatte:
https://www.youtube.com/watch?v=BEwNEg1KWpg

Man kann das ganze System natürlich auch noch etwas kalibrieren, so dass 
man einen genaueren Wert hat.

Diese Methode hat den Vorteil dass man nichts in dass Gefäß einbringen 
muss.
Ich habe lediglich Kabel an kleine Kupferfolien angelötet und diese dann 
an das Alu-Klebeband, welches ich um die Tonne geklebt habe befestigt.

(Es war Tartan(TM) Amuminium Klebeband, von 3M, Temperaturbeständig)

Wenn du in der Nähe einen Elektromotor betreibst kann der aber die Werte 
verfälschen da das elektrische Feld in die Kabel mit einstreuen kann.

Beim Betrieb einer ungeschirmten Bohrmaschine (Gehäuse aus Plastik) in 
30cm Abstand konnte man ein wirres springen der Werte beobachten.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

> Wenn ich jetzt 2 Metallrohre ins Wasser stecke, dann sind die ja leitend
miteinander verbunden (durch das Wasser), oder habe ich Deine
Beschreibung jetzt völlig falsch verstanden?


Nein, das Wasser ist erst man Dielektrikum. Ionische Leitfaehigkeit 
sollte nicht sein. Falls sie's doch ist, weil die Leute zB lieber 
Salzwasser wie Suesswasser trinken ... setzt ionische Leitfaehigkeit 
nicht ab Spannung Null ein. Die nominale Erregerspannung fuer den 
kondenser ist Vdd * 3/8, bei 3.3V waeren das dann noch 1.23V, also 
unterhalb der Zersetzungsspannung von Wasser. Da mit einem 24 bitter 
gemessen wird, haette man schon noch etwas Luft gegen unten, heisst man 
koennte die Erregerspannung um den Faktor 10 absenken.

von Name (Gast)


Lesenswert?

ich geb zu, nicht alles gelesen zu haben - aber wie wäre es, die 
Wassertanks hängend oder in einem Gestell hängend zu lagern und die 
Kraft an der Aufhängung umzurechnen?

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Name schrieb:
> ich geb zu, nicht alles gelesen zu haben - aber wie wäre es, die
> Wassertanks hängend oder in einem Gestell hängend zu lagern und die
> Kraft an der Aufhängung umzurechnen?
Nö, das lässt der Platz nicht zu und 150 Liter Wasser möchte ich nicht 
aufhängen.

von kapazitiver Tanker (Gast)


Lesenswert?

Mike J. schrieb:
> kleine Kupferfolien .. an das Alu-Klebeband .. befestigt.

Wie?

von borstel (Gast)


Lesenswert?

wenn möglich das Tankgewicht messen.

von Mike J. (linuxmint_user)


Lesenswert?

kapazitiver Tanker schrieb:
> Mike J. schrieb:
>> kleine Kupferfolien .. an das Alu-Klebeband .. befestigt.
>
> Wie?

Das geht mit dem Alu-Klebeband sehr gut.
Die Kupferfolie muss auch nur kapazitiv mit dem Alustreifen, den ich um 
die Tonnen-Außenseite führe, gekoppelt sein.
Der Abstand zwischen Alufolie und Kupferfolie ist ja nur so groß wie 
Dicke des Klebers.

von Condi (Gast)


Lesenswert?

Dann stell den Tank auf eine Waage und lese die aus.

von kapazitiver Tanker (Gast)


Lesenswert?

Mike J. schrieb:
> .. muss auch nur kapazitiv .. gekoppelt sein.
> Der Abstand .. nur so groß wie Dicke des Klebers.

OK, danke.

von Sebastian S. (amateur)


Lesenswert?

Ich würde ein Gemisch aus Lagesensor und Durchflusssensor verwenden. 
Wenn der Kram sowieso angezeigt werden soll, kommt es bei den heutigen 
µP darauf auch nicht mehr an.

Sagt der Lagesensor: Unten ist unten, so wird weis-der-Kuckuck (US, 
Schwimmer mit Poti oder ein Drucksensor) zu Rate gezogen. Dieser Wert 
kann dann - zu recht - als Absolut angesehen werden.

Sagt der Lagesensor: Kiel oben oder etwas ähnlich schräges, so wird der 
Durchflussmesser herangezogen. Natürlich wird sich bei wochenlanger 
Fahrt, hart am Wind, eine geringe Differenz ansammeln, aber spätestens 
wenn das Boot das nächste Mal verproviantiert wird, wird eine Korrektur 
möglich sein.

Es sei denn es liegt fest am Grund und das dann meist unter 40°.

von Gernot L. (jobe_graz)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich würde gerne nochmal den Punkt mit dem Drucksensor aufgreifen.

Aber zu erst zusammenfassend:
* Die Tanks haben ein Volumen zwischen 100 und 150 Litern
* Die Höhe der Tanks beträgt 30 cm bzw. 20 cm
* Der Wasser Level sollte nur in Ruhelage (Boot steht gerade) ermittelt 
werden.

Wenn ich einen MPX5010DP nehmen würde, und innerhalb eines Rohrs (damit 
die Elektronik nicht nass wird) montieren würde. Ein Schlauch ins Wasser 
für Wasserdruck und ein Schlauch nach oben für Luftdruck. Ich hab mal 
versucht das in einer Skizze anzuhängen, zum besseren Verständnis. Würde 
das funktionieren?

Weiters liefert der MPX5010DP 450mV pro kPa und kann zwischen 0..10kPa 
messen. 1 Meter Wasser Säule haben ca. 9 kPa, meine Wassersäule ist aber 
max. 30cm, womit die Spannung 3V in der Theorie nicht übersteigen 
sollte. Bis zu 3V kann ich an meinem MCP3008, der am Raspberry hängt, 
direkt messen. Alles darüber wird nicht funktionieren, da VRef am 
MCP3008 3V entsprechen (Was passiert eigentlich, wenn ich da z.B. 5V 
dran hänge? Schaltung tot oder nur falsches Ergebnis?).

Danke für eure Tips

von Tom P. (booner)


Lesenswert?

Hei,

zu Deinem Sensor gibt es eine Anleitung zum Wasserstand messen direkt 
vom Hersteller.
Reference AN1950

Google findet das als ersten Treffer.
Da steht alles drin,  was Du  brauchst.

Grüße,

Tom

von SeDa (Gast)


Lesenswert?

Die Idee an sich geht, ist aber riskant, weil wenn es leckt ein Haufen 
Hardware hinüber ist.
Wenn du das machen willst, dann halt dich doch an die AppNote von 
Freescale die in dem Datenblatt auch genannt wird: 
http://cache.freescale.com/files/sensors/doc/app_note/AN1950.pdf

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

Tom P. schrieb:
> Hei,
>
> zu Deinem Sensor gibt es eine Anleitung zum Wasserstand messen direkt
> vom Hersteller.
> Reference AN1950
>
> Google findet das als ersten Treffer.
> Da steht alles drin,  was Du  brauchst.

Danke das hilft mir weiter. Was mich wundert, man liest immer, dass Luft 
in eingeblasen werden muss, wenn der Sensor oberhalb der Wasserlinie 
verwendet wird. In dem Beispiel des Herstellers ist das aber nicht der 
Fall. Ich dachte so einfach funktionierts nicht.

von Rudolph (Gast)


Lesenswert?

Über die Messung mit einem Drucksensor und Schlauch im Wasser hatte ich 
auch schon mal nachgedacht.

Bleibt der Sensor dabei wirklich ohne direkten Kontakt zum Wasser?
Verdunstet und kondensiert das Wasser garnicht in die Luftsäule hinein?

von Wolle G. (wolleg)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Was mich wundert, man liest immer, dass Luft
> in eingeblasen werden muss, wenn der Sensor oberhalb der Wasserlinie
> verwendet wird. In dem Beispiel des Herstellers ist das aber nicht der
> Fall. Ich dachte so einfach funktionierts nicht.

Einige Gründe, die mir gerade einfallen, warum man Luft (in 
Chemieanlagen Stickstoff) einperlen sollte:
Schutz der Messmembran vor korrosiven Angriffen
exakte Messung der Flüssigkeitshöhe, das das Tauchrohr immer 
flüssigkeitsleer bleibt
langzeitsstabil, da Luft, die sich zwar langsam in der Flüssikeit löst, 
ständig nachgeliefert wird

von Gernot L. (jobe_graz)


Lesenswert?

wolle g. schrieb:

> langzeitsstabil, da Luft, die sich zwar langsam in der Flüssikeit löst,
> ständig nachgeliefert wird

Die Frage ist, wie lange Lanzeit ist? Wenn das Boot benutzt wird, dann 
sind beide Tanks innerhalb von 14 Tagen sicher einmal leer. Ich hab halt 
kein Gefühl, wie ungenau die Messung dadurch wird bzw. wie lange es 
dauert bis ein Druckunterschied gemessen wird, weil die Luft langsam 
entweicht. Sind das Stunden, Tage oder Monate? Hat hier jemand eine 
grobe Schätzung?

: Bearbeitet durch User
von Wolle G. (wolleg)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Sind das Stunden, Tage oder Monate? Hat hier jemand eine
> grobe Schätzung?

Das wird Dir wohl kaum jemand sagen können, da das (zumindest in der 
Industrie) nicht üblich ist.

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Ein Schlauch ins Wasser
> für Wasserdruck und ein Schlauch nach oben für Luftdruck.

hier sehe ich noch Potenzial, auch ohne Lufteinperlung auszukommen.
Vorschlag: mit Trennflüssigkeit arbeiten
Du mußt herausfinden, welche Flüssigkeit die Messmembran nicht angreift, 
sich mit Wasser nicht mischt und das Trinkwasser im Störfall nicht 
unbrauchbar macht
den Sclauch so verlegen, dass sich eine Art U-Rohr bildet,
in das U-Rohr bis zum Messfühler kommt die Trennflüssikeit

von Wolle G. (wolleg)


Lesenswert?

Ich habe heute unseren Geschirrspüler geöffnet und mir u.a. die 
(Stand)messung angesehen.
Hier läuft die Messung auch nach 20 Jahren noch problemlos, da der 
Schlauch am Ende des Spülvorganges nicht mehr in Wasser eintaucht, also 
"regelmäßig" belüftet wird.

von SonicHazard (Gast)


Lesenswert?

oder industrieller Drucksensor wie z.B.
http://www.ifm.com/products/de/ds/PG2889.htm

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Gernot Lepuschitz schrieb:
> Was mich wundert, man liest immer, dass Luft in eingeblasen werden
> muss, wenn der Sensor oberhalb der Wasserlinie verwendet wird. In
> dem Beispiel des Herstellers ist das aber nicht der Fall. Ich dachte
> so einfach funktionierts nicht.

Tut es auch nicht. In dem Beispiel von freescale (Figure 5) steht 
explizit "Water Level System Set-Up for Demonstration". Und für eine 
Demonstration geht es auch eine Zeit lang, ohne die Wassersäule im 
Schlauch ohne Einperlen von Gas unten zu halten. Der Sensor mißt den 
Differenzdruck zwischen Schlauch und Umgebung. Der gleiche 
Differenzdruck sorgt auch dafür, dass sich die Luft aus dem Schlauch im 
Wasser löst, d.h. mit der Zeit sinkt der Druck. Wie schnell das geht, 
hängt u.a. von der Temperatur ab und dauert Tage. Bau doch einfach mal 
ein Experiment mit einem Stück Schlauch auf, wo du den Wasserpegel im 
Schlauch visuell beobachten kannst. Damit bei leerem Tank das Wasser 
sicher aus dem Schlauch rausläuft, darf der Schlauchdurchmesser nicht zu 
klein sein.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.