Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Füllstandsanzeige Zisterne


von Frank (Gast)


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Hallo Gemeinde,
ich bin momentan am tüfteln einer Füllstandsanzeige für meine Zisterne.
Die Anzeige soll über 18 LED`s bzw.18 Elektroden realisiert werden.
Desweiteren möchte ich das signal 0-18 in ein analoges Signal 0-10V 
umwandeln. Für Eure Anregungen bzw. Verbesserungen bin ich dankbar.
Es soll quasi Anzeige und Auswertung des Füllstands erfolgen.

Dankeschön

von M. K. (sylaina)


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Warum die Wandlung in ein 0-10V Signal? Kennst du dich mit 
Mikrocontrollern ein wenig aus? Wie ist allgemein dein Wissensstand 
bzgl. Elektronik?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die Schaltung funktioniert so dann nicht...

von Karl B. (gustav)


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Hi,
BC547 ist ein NPN-Transistor, und an Basis bzw. Kollektor liegt hier 
Minus der Versorgungsspannung. Und die LEDs ?

Warum?

OK.
Umpolen

Und dann noch das eigentliche Funktionsprinzip:
Die Flüssigkeit soll so "niederohmig" leitfähig sein, dass
die notwendigen Basisströme fliessen können.

Das könnte so auch funktionieren, nur würde ich den Punkt
Isolation des Trafos bzw. die Potenzialprobleme in den Vordergrund 
stellen.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Dieter S. (dolivo)


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Mit Gleichspannung beaufschlagte Fühler im Wasser fallen früher oder 
später wegen Polarisationseffekten aus. -> keine brauchbare Schaltung.
dolivo_

von Günter Lenz (Gast)


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Die Schaltung funktioniert so nicht. Das Wasser würde ich auf
Erde = Masse legen. Die Elektroden dann über einen Widerstand
an eine Wechselspannung anschließen. Von den Elektroden dann
über einen Kondensator an einen Spannugsverdopplungsgleichrichter
gehen, weil man damit eine auf Masse bezogene Wechselspannung
gleichrichten kann. Diese Gleichspannung dann mit Komperatoren
auswerten.

von Frank (Gast)


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Hallo,
und erst ein mal Dankeschön für Eure Antworten.
@sylaina mit AVR-Net-IO bzw. Siemens Steuerungen oder Logo.
@jetztnicht stimmt, weiß ich nun auch ;)
@gustav Danke für den Tipp ich hab das gleich mal geändert...
@dolivo die Sensoren hängen an wechselspannung

Dankeschön

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Die Gleichrichter sind alle falschrum, denn du möchtest vermutlich ihren 
positiven Ausgang an der Basis der NPN haben, im Moment ist es der 
negative. Auch G0 ist falschrum.
Ausserdem solltest du dich für eine Masse entscheiden. Im Moment gibt es 
den Pol des Trafos und den Ausgang von G0. Das gibt Konflikte in allen 
Gleichrichtern G1-G6.
Edit: Du brauchst auch wirklich nur eine Diode oder eine 
Villard/Greinacher Schaltung am Eingang der NPN.

: Bearbeitet durch User
von Thomas B. (thombde)


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Gab es da nicht mal was von Elektor?
Keine Angst, ich scanne das jetzt nicht.

Gruß
Thomas

von Wolle G. (wolleg)


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Frank schrieb:
> ich bin momentan am tüfteln einer Füllstandsanzeige für meine Zisterne.

Warum willst das Fahrrad noch einmal neu erfinden?
Hier im Forum gab es ausreichend und ellenlange Diskussionen zu diesem 
Thema.
Such Dir einfach die beste Lösung für Dein Problem heraus.

von Frank (Gast)


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Hallo
@mschoeldgen... hast recht die Gleichrichter sind falsch... ich hab das 
gleich mal berichtigt.

von Wolfgang (Gast)


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Frank schrieb:
> Für Eure Anregungen bzw. Verbesserungen bin ich dankbar.

Was spicht gegen Ultraschallabstands-, Druck- oder Kapazitätsmessung?

Welche Höhe und Durchmesser hat deine Zisterne?

von M. K. (sylaina)


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Frank schrieb:
> @sylaina mit AVR-Net-IO bzw. Siemens Steuerungen oder Logo.

Damit könnte man eine Füllstandsmessung auch mit z.B. Ultraschall (US) 
durchführen, ganz ohne sich über Korrosion und ähnliches Gedanken machen 
zu müssen. Ohne Temperatur und Feuchtigkeit zu messen ist das nur ein 
Schätzwert, da du aber nur 18 unterschiedliche Füllstände unterscheiden 
willst wäre das völlig ausreichend. Also einfach mittels z.B. SRF05 von 
der "Decke" der Zisterne den Abstand zur Wasseroberfläche messen, die 
Gesamthöhe der Zisterne ist bekannt, damit lässt sich dann der Füllstand 
bestimmen.
Ist dir die Abhängigkeit der Schallgeschwindigikeit von der 
Luftfeuchtigkeit und Temperatur wider Erwarten doch zu groß kannst du 
auch hier beide Werte messen und sie in die Berechnung mit einfließen 
lassen. Somit kann man durchaus im zehntel Millimeterbereich mit US 
genau messen. Aber wie schon gesagt, ich denke so genau brauchst du es 
gar nicht.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Frank schrieb:
> @mschoeldgen... hast recht die Gleichrichter sind falsch... ich hab das
> gleich mal berichtigt.

Aber G0 vergessen. Der ist immer noch falschrum. Wie gesagt, die 
Brückengleichrichter G1 bis G6 können durch einfache Dioden ersetzt 
werden oder evtl. eine Spannungsverdopplerschaltung.

: Bearbeitet durch User
von Karl B. (gustav)


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Hi,

Würde einen anderen Ansatz favorisieren:
Schwimmer

Wie bei einer Klospülung. Unterschiedliche Hebelstellungen werden durch
Elektronik (evtl. Scheibe mit "Gray"-Code) erfasst. Möglichst nicht im 
direkten Tankbereich, sondern ausserhalb. Dann gibt es auch keine 
Probleme mit Korrosion und eventuell Verunreinigung der Tankflüssigkeit 
mit Elektrolytbildung an den Metallelektroden.

ciao
gustav

von Pandur S. (jetztnicht)


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Falls es mit all den Wechselspannungen zukompliziert wird.. Es gibt 
einen Chip, der das zusammen mit einem einfachen Controller loest. Per 
Kapazitaetsmessung. siehe die AD7745, 7746 & 7747

von Stefan F. (Gast)


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Ich würde einen Schwimmer montieren, dessen trockenes Ende 
Gabellichtschranken unterbricht.

Schaltung:
1
           68 Ohm   Gabellichtschranke
2
+3,3V o----[===]-----------|>|-------------| GND
3
      |             
4
      |                  _______
5
      |                   /   \
6
      |                C |     | E
7
      |   330 Ohm        |     |
8
      +---[===]----------+-|>|-+-----------| GND
9
                        Anzeige-LED

Bei niedrigem Pegel ist die Gabellichtschranke nicht unterbrochen. Der 
Fototransistor überückt die LED so dass sie aus geht. Das Ganze baust du 
nun sechs mal.

In deine Zisterne baust du einen vertikal beweglichen Stab ein, an 
dessen unterem Ende sich ein Schwimmer (z.B. Styropor-Klotz) befindet. 
Das obere Ende des Stabes schiebt sich zwischen eine Reihe 
Gabellichtschranken. Je höher der Stab auftreibt, umso mehr 
Lichtschranken unterbricht er.

Kann man sicher auch etwas kompakter mit einer Drehbewegung machen, wie 
in der bereits erwähnten Klospülung.

Ganz simpel!

von Stefan F. (Gast)


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Ein anderer simpler Lösungansatz wäre mit 6 Zugtastern. Etwa solche: 
http://i.ebayimg.com/00/s/MTIwMFgxNjAw/z/rmYAAOSwqYBWo6KU/$_1.JPG

An den Schnüren hängen Gummibälle, die schwer genug sind, die Taster zu 
betätigen. Die Bälle enthalten aber auch Luft, so dass sie auf der 
Wasseroberfläche schwimmen.

Jetzt musst du nur noch die Schnüre unterschiedlich lang machen. Je mehr 
Bälle in der Luft (an den Zugtastern) baumeln, umso mehr Anzeige-LED's 
gehen aus.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Die PNS Typen hier sind auch für übles Schwarzwasser geeignet:
http://www.pollin.de/shop/suchergebnis.html?S_TEXT=Schwimmerschalter

von Stefan F. (Gast)


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Diese kompakten Schalter von Pollin finde ich gar nich verkehrt. Ist 
doch besser, als irgendwas selbstgebasteltes was einem am Ende womöglich 
weg oxidiert.

von oli (Gast)


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Hallo,

mal noch ein anderer Lösungsansatz.

Wenn es möglich ist einen dünnen Schlauch bis zum Grund der Zisterne zu 
"versenken" könnte man auch mittels Differenzdruckmessung den Füllstand 
in der Zisterne bestimmen (wird wohl auch Einperlmethode genannt). Nach 
diesem Prinzip hab ich gerade eine Füllstandsanzeige für meine Zisterne 
auf einem Steckbrett zum testen aufgebaut. Arbeitet erstaunlich genau 
und außer einer kleinen elektr. 12V Luftpumpe von Pollin gibt es 
keinerlei mechanische Komponenten die irgendwann kaputt gehen könnten 
(gerade wenn diese in der Zisterne eingebaut sind).

Ist zwar ein höherer Aufwand aber (für mich) m.E. eine gute Variante.

Cu Oli

von nixwasigenau (Gast)


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Frank schrieb:
> Hallo
> @mschoeldgen... hast recht die Gleichrichter sind falsch... ich hab das
> gleich mal berichtigt.

Was macht'n der "PE" - beim Einschalten die Sicherung durchbrennen ?

von posti (Gast)


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Hi

Um vom ganzen Strom durch's Wasser weg zu kommen ...

Tischtennisball mit einem Magnet befüllen und wieder verschießen.
Tischtennisball in einem Rohr an Reed-Kontakten vorbei schwimmen lassen 
-> FlipFlops, fertig.

Beliebige Dioden gepulst durchströmen - ggf. auch nur, wenn man 
'nachschauen' will.
Die Dioden, Die warm werden, hängen nicht im Wasser.
- die Flußspannung ändert sich mit der Temperatur

Ultraschall wurde schon genannt, befürchte aber, daß der offene 
US-Sensor (SRF05 oder bei mir z.B. HC-SR04) dabei verkeimen/korrodieren.

Schwimmer an Poti wurde auch bereits genannt.

Die Idee mit der Luftpumpe hab' ich noch nicht ganz gefressen - wird 
dort der Luftdruck gemessen, Der benötigt wird, um die Wassersäule nach 
Unten aus dem Schlauch zu drücken?
Je höher der Wasserspiegel ist, desto mehr Druck wird benötigt.
Womit wird dort der Druck erfasst?
Oder reicht hier eine Motorstromaufnahme?

MfG

von Wolle G. (wolleg)


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posti schrieb:
> Womit wird dort der Druck erfasst?

Mit einem elektrischen Differenzdruckmessgerät z.B MPX5100 o.ä.

such mal nach Einperlverfahren

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von M. K. (sylaina)


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posti schrieb:
> Ultraschall wurde schon genannt, befürchte aber, daß der offene
> US-Sensor (SRF05 oder bei mir z.B. HC-SR04) dabei verkeimen/korrodieren.

Etwas "gekapselt" (Elektronik im eigenen Gehäuse und nur für 
Sender/Empfänger geöffnet) seit ca. 2 Jahren im Einsatz, Korrosion hab 
ich bisher nicht feststellen können ;)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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nixwasigenau schrieb:
> Was macht'n der "PE" - beim Einschalten die Sicherung durchbrennen ?

Hehehe, den hatte ich auch noch gar nicht gesehen. Ja, das scheint seine 
Existenzberechtigung zu sein :-P

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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posti schrieb:
> Tischtennisball in einem Rohr an Reed-Kontakten vorbei schwimmen lassen

So ähnlich funktionieren diese PNS Sensoren aus meinem Link, nur das der 
Ringmagnet aussen schwimmt und die Reeds im wasserdichten Rohr in der 
Mitte sind.
Man kann also mit einem dieser Sensoren und etwa Kunststoffrohr sowas 
auch in lang umbauen, müssen halt ein paar mehr Reeds ins Röhrchen.

von F. F. (foldi)


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Matthias S. schrieb:
> Die PNS Typen hier sind auch für übles Schwarzwasser geeignet:
> http://www.pollin.de/shop/suchergebnis.html?S_TEXT=Schwimmerschalter
Matthias, das sind Schwimmer*schalter*, er braucht aber 
Füllstands*geber*.

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von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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F. F. schrieb:
> Matthias, das sind Schwimmer*schalter*, er braucht aber
> Füllstands*geber*.

Habe ich doch eben beschrieben. Man könnte einfach mehrere dieser 
Schalter in verschiedene Tiefe setzen, aber es geht auch, einen Sensor 
auszuschlachten für den Magneten und dann

Matthias S. schrieb:
> Man kann also mit einem dieser Sensoren und etwa Kunststoffrohr sowas
> auch in lang umbauen, müssen halt ein paar mehr Reeds ins Röhrchen.

Die Reedschalter latcht man (das geht mit einem 74HC574, der auch direkt 
LED antreiben kann) und schon hat man den Füllstand. Die Sensoren sind 
halt sehr billig und sehr haltbar, bekomme ich viel in 
Schwarzwassertanks auf Schiffen zu sehen - und das ist wirklich üble 
Pampe.

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von F. F. (foldi)


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Matthias S. schrieb:
> Habe ich doch eben beschrieben

Sorry, hatte nur auf den Link geklickt.

... hätte ja mal sein können, dass auch du dich mal vertust. ?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Achso, noch vergessen: Wenns 16 LEDs sein sollen, nimmt man 2 Stück 
74HC574. Am Ausgang der Bausteine kann ein R-Netzwerk die gewünschte 
Analogspannung liefern - allerdings erstmal nur 0-5V.

von F. F. (foldi)


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Noch eine Möglichkeit: Schwimmer mit Seilpotentiomerer.
http://www.waycon.de/service/wiki/seilpotentiometer/seilpotentiometer/

von Wolfgang (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Das obere Ende des Stabes schiebt sich zwischen eine Reihe
> Gabellichtschranken. Je höher der Stab auftreibt, umso mehr
> Lichtschranken unterbricht er.

Hauptsächlich müsste er irgendwann mal den Deckel der Zisterne 
durchbrechen, zumindest wenn deren Volumen mal vollständig genutzt wird 
;-)

von Frank S. (hobbyist)


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Zum Vorschlag, den Füllstand per Ultraschall zu messen gibt es eine in 
meinen Augen sehr interessante Lösung, bei der der Füllstand 
gespeichert, visualisiert und dann per Browser abgerufen werden kann.

http://www.forum-raspberrypi.de/Thread-messen-steuern-regeln-pius-die-zisterne-sendet-daten-zum-wasserstand

Im Text des Softwareherstellers steht etwas versteckt die Möglichkeit 
beschrieben, den Füllstand zusätzlich auf einem 1602 LCD darzustellen.

http://pius.tgd-consulting.de/de/index.html

von Gfjj (Gast)


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M. K. schrieb:
> Etwas "gekapselt" (Elektronik im eigenen Gehäuse und nur für
> Sender/Empfänger geöffnet) seit ca. 2 Jahren im Einsatz, Korrosion hab
> ich bisher nicht feststellen können ;)

2 Jahre ist doch ein Witz. Oder meintest du 20 Jahte?

von M. K. (sylaina)


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Gfjj schrieb:
> 2 Jahre ist doch ein Witz. Oder meintest du 20 Jahte?

Nein, bei mir ist das erst 2 Jahre. Auf der Arbeit haben wir einen 
Säuretank, da wird ebenfalls mit US der Füllstand gemessen. Seit 2003 
steht der Tank im Chemielager. Ist dir vielleicht auch noch zu kurz.

von Stefan F. (Gast)


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> Hauptsächlich müsste er irgendwann mal den Deckel der
> Zisterne durchbrechen

Ja sicher. Es ging mir bei dem Vorschlag ja gerade darum, die 
elektrischen Teile weit weg vom Wasser zu haben -> außerhalb des 
Behälters.

von oszi40 (Gast)


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Man kann das Rad immer wieder neu erfinden oder hier die Suchfunktion 
benutzen und daraus lernen. http://www.icplan.de/seite16.htm

von Wolle G. (wolleg)


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oszi40 schrieb:
> Man kann das Rad immer wieder neu erfinden oder hier die Suchfunktion
> benutzen
Hast Du bei mir abgeschrieben?
wolle g. schrieb:
> Warum willst das Fahrrad noch einmal neu erfinden?
> Hier im Forum gab es ausreichend und ellenlange Diskussionen zu diesem
> Thema.
> Such Dir einfach die beste Lösung für Dein Problem heraus.

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