Hey Leute, ich habe bei mir in einem Raum meine Umkehr-Osmose Anlage stehen, die Wasser aufbereitet und es in ein Kanister gibt. Mein Problem ist, dass ich ab und an vergesse das Wasser abzustellen und das Kanister überläuft. Da der Boden abgedichtet ist, ist es an sich kein Problem, der Boden trocknet wieder und alles ist gut, bis auf das Wasser. Ich möchte jetzt aber dagegen etwas unternehmen. Jetzt soll ein Fass her, in das das Wasser gefüllt werden soll. Und mit einer Pumpe werde ich dann das Wasser entnehmen. Die Umkehr-Osmose Anlage wird mit einem modifizierten Gießcomputer angesteuert, der die Wasserzufuhr schließen und öffnen kann. Mein Problem ist momentan aber der Sensor um den Wasserstand im Fass zu detektieren. Bzw. ich muss wissen, wenn das Fass fast voll ist. Ich habe es bereits mit diesen Feuchtigkeits-Sensoren für den Pflanzen-Bedarf von Aliexpress versucht, die geben beim Wasser nichts aus. Seitlich in das Fass möchte ich eigentlich auch nichts bohren für einen Schwimmschalter. Bleibt nur noch der Deckel für so einen Schalter: https://www.ebay.de/itm/75mm-Lange-Plastik-Schwimmerschalter-Niveauschalter-Schwimmschalter-Sensor/352252763938?hash=item5203e69f22:g:EHoAAOSwpE5brVoj Habt ihr evtl. eine bessere Idee, was man da machen kann? Oder würdet ihr auch so etwas nehmen?
Ultraschall könnte funktionieren oder einen Helligkeitssensor und eine LED. Also LED auf die Wasseroberfläche richten, ab und zu Licht einschalten und gleichzeitig das am Wasser zurückreflektierte Licht messen. Sollte sonst halt konstant dunkel/hell sein in der Tonne. Wenn der Wasserspiegel dann knapp unter der LED ist wird viel Licht zurückgeworfen und kann gemessen werden. Besonders wellenreich sollte es nicht sein.
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Ich arbeite gerade an einem ähnlichen Projekt um den Wasserstand in einem Salzwasseraquarium zu messen. Verdunstetes Wasser wird dann durch Osmose-Wasser ersetzt um den Salzgehalt konstant zu halten. Für die Messung verwende ich zwei Kupferband-Streifen auf der Aussenseite des Aquariums als kapazitiven Sensor. Ausgewertet wird dann über einen Capacitance-To-Digital Konverter und einen Mikrocontroller. Im Moment versuche ich noch die maximale Kapazität abzuschätzen um einen geeigneten Konverter auszuwählen. (Dazu noch eine bisher unbeantwortete Frage von mir auf Stackexchange: https://electronics.stackexchange.com/questions/399576/capacitance-of-coplanar-copper-strips-with-multiple-dielectrica)
Das es kapazitiv geht glaube ich nicht (mehr), habe viel mit dieser Methode für Messung von Bodenfeuchte experimentiert, suche hier mal nach yacms. Das Feld ist zu schwach, der Effekt spielt sich nur an der Oberfläche ab. US im Tank kann Probleme mit mehrfach Reflexion machen, hängt sicher vom Tank ab. Mein Vater hat viele Jahre eine Osmoseanlage fürs Aquarium betrieben, in einem 800 Liter Tank war ein Schwimmerschalter, so ein gekapselter ähnlich wie die für Teichpumpen, das hat zuverlässig funktioniert. Ähnlich: https://www.conrad.de/de/schwimmerschalter-leeren-050-m-e-05-533602.html Liefert nur nur ein digitales ‚voll‘ Signal. Man könnte aber auch einen Schwimmer mit Neigungssensor bauen und hätte dann einen analogen Füllstand wenn es voll wird. Weitere Ideen findet ihr hier mit dem Stichwort Zisterne.
Mathias B. schrieb: > Habt ihr evtl. eine bessere Idee, was man da machen kann? Oder würdet > ihr auch so etwas nehmen? Was ist daran auszusetzten? Erfüllt seinen Zweck und gut ist. Obwohl: Es ist kein uC drin. :-(
Johannes S. schrieb: > Das es kapazitiv geht glaube ich nicht (mehr), habe viel mit dieser > Methode für Messung von Bodenfeuchte experimentiert, suche hier mal nach > yacms. Das Feld ist zu schwach, der Effekt spielt sich nur an der > Oberfläche ab. Das sieht doch nicht schlecht aus (dein yacms Beitrag). Für meine Messung reicht jedoch eine Kapazitätsänderung von 1-2pF aus. Ich bin immer noch optimistisch, dass es klappt und werde sicherlich auch mal Ergebnisse posten. Hast du alle Auswertungen mit Oszillator-Schaltungen gemacht oder auch CDC's probiert?
Ich hatte die Kapazitätsmessung mit dem uC direkt gemacht über den analog Komparator. Ist wenig Aufwand und die Auflösung ist gut wenn man einen Hardwarezähler damit steuert.
Ein NTC mittels durchfließenden Strom beheizen. Bei Anwesenheit von Wasser (auch wenn er außen auf einen dünnwandigen Tank geklebt ist), wird er gekühlt und die am NTC abfallende Spannung steigt, was du elektrisch auswerten kannst. Kapazitive Auswertung und auch Leitwertmessung ist bei DI-Wasser nicht so optimal. Ich habe mal in der Galvanik als Instandhalter gearbeitet und da wurde im Prozessbecken nacheinander die Bäder und DI Wasser zum Spülen ausgetauscht. Wir hatten mit der kapazitiven Sensorkk regelmäßig das Problem, das sie schlecht beides abdeckte. War sie empfindlich genug für DI Wasser eingestellt, bleib sie bei den Bädern hängen, wenn noch Tropfen an der Wand hingen und war sie dafür kalibriert, sah sie das DI Wasser nicht. Wir hatten dann Sensoren, die wie eine Reflexlichtschranke funktionierten, in die Leitung eingeschraubt. Das war ein Plexiglasprisma. Im trockenen Zustand wurde das Licht 2x reflektiert und die Lichtschranke war geschlossen. In der Flüssigkeit kam es an der Wand des Prismas zu keiner Reflexion mehr und die Lichtschranke war unterbrochen. Das funktionierte sehr gut.
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Gerald B. schrieb: > Ein NTC mittels durchfließenden Strom beheizen. Bei Anwesenheit von > Wasser (auch wenn er außen auf einen dünnwandigen Tank geklebt ist), > wird er gekühlt und die am NTC abfallende Spannung steigt, was du > elektrisch auswerten kannst. ... wenn man dann den NTC in eine Wheatstone Brücke setzt, hat man an den Mittelklemmen ein wunderbares Signal. ... aber ist diese Lösung nicht zu einfach? Gruß Bernd
Bernd B. schrieb: > ... wenn man dann den NTC in eine Wheatstone Brücke setzt, hat man an > den Mittelklemmen ein wunderbares Signal. und wenn noch ein 2. identischer NTC ungekühlt und vor Zugluft geschützt im Brückenzweig ist, dann hat man auch gleich eine Temperaturkompensation :-)
Ein andere Möglichkeit wäre ein Drucksensor, an den man einen dünnen (luftgefüllten) Schlauch anschließt, dessen Ende unten im Behälter liegt.
Gerald B. schrieb: > und wenn noch ein 2. identischer NTC ... ja, ich meinte ohne es zu schreiben, den NTC auf etwa 80°C aufheizen, dann wäre der zweite NTC eine echte Bauteilreserve. Man hat auch einmal einen Schwingkreisoszillator bei 27MHz laufen lassen und im Öltank montiert. Wenn das Heizöl die Schaltung erreichte, verstimmte sich der Oszillator. Aber das mit dem Hitzdraht oder NTC wurde bei Ölheizungstanks sogar von der PTB abgenommen und zugelassen. Gruß Bernd
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Hmm... Mir gefällt die Lösung mit dem NTC. Hab zufälligerweise noch eine Rolle SMD NTCs hier. Ich verstehe aber nicht ganz, wie die Schaltung dazu aussehen kann. Ich muss dann ja den Widerstand messen. Bedeutet es, dass ich da einfach mit einer KSQ Strom drauf gebe (also NTC mit einem anderen Widerstand in Reihe bzw. als Spannungsteiler) und die Spannung über dem NTC messe? Die Wheatstone Brücke wurde hier bereits genannt, die eine sehr gute "alternative" wäre, bei meiner jetzigen Frage habe ich nämlich etwas anderes im Sinn. Ich habe wie gesagt noch eine Rolle NTCs hier. Meine Idee wäre es, die NTCs auf eine lange Platine zu löten und gegen Wasser abzuschirmen. Dann hätte ich einen etwas genaueren Wasserstand. Wobei ich jetzt beim Schreiben überlege, ob ich nicht so etwas auch mit einem Druck-Sensor machen kann. Einen BMP180 habe ich hier. Den in einen Luftballon rein bzw. in eine "Tasse" und den Luftballon als Membrane um die Tase herum. Dann könnte ich doch auch sehr gut den Druck messen, oder? So hätte ich dann einen relativ genauen Wasserstand. Die Temperatur-Kompensation könnte ich auch so ähnlich mit einem Sensor machen, bzw. der BMP180 hat AFAIK einen Fühler an Bord.
Gerald B. schrieb: > Wir hatten mit der kapazitiven Sensorkk regelmäßig > das Problem, das sie schlecht beides abdeckte. War > sie empfindlich genug für DI Wasser eingestellt, > bleib sie bei den Bädern hängen, wenn noch Tropfen > an der Wand hingen und war sie dafür kalibriert, > sah sie das DI Wasser nicht. Hmm. Da würde mich die Sensorgeometrie mal interessieren. Je größer der Abstand der Elektroden ist, desto weiter misst der Sensor ja in das Volumen hinein -- Tropfen sitzen aber nur auf der Oberfläche und haben sehr beschränkten Rauminhalt.
Das waren keine Bastellösungen, sondern fertige, handelsübliche Sensoren, die von außen durch die PP-Verrohrung gemessen hat.
Mathias B. schrieb: > Wobei ich jetzt beim Schreiben überlege, ob ich nicht so etwas auch mit > einem Druck-Sensor machen kann. List du eigentlich die Beiträge zum Thema??? Beitrag "Re: Wasserstand-Sensor für Umkehr-Osmose-Wasser"
Mathias B. schrieb: > Die Wheatstone Brücke wurde hier bereits genannt, die eine sehr gute > "alternative" wäre, Hallo Mathias, also, wenn Du "nur" den Grenzwert messen willst, weil "Hauptsache genug Wasser vorhanden", dann mache ich folgenden Vorschlag, den ich mir einmal bei einem Meßsystem in der Mikrowellentechnik abgeguckt habe: Du speist eine Wheatstone Brücke am "Kopf" und "Fuß" mit dem Ausgangssignal eines Integrators, z.B. 10V. Bei dieser Spannung heizt sich der NTC auf 70°C oder 80°C auf. Die restlichen Widerstände sind so dimensioniert, dass die Brücke unter diesen Bedingungen abgeglichen ist, d. h. an beiden Mittelanzapfungen liegen gleiche Spannungen an, z. B. +5V gegenüber dem Fußpunkt. Mißt Du die Spannung zwischen beiden Mittelanzapfungen, ist sie Null, da ja die Brücke abgeglichen ist. Jetzt führst Du die beiden Mittelanzapfungen an Deinen Integrator mit zwei Eingängen, einem pos. und einem neg.. Der Ausgangspegel vom Integrator möge im Bereich 0V bis 20V möglich sein. Da im abgeglichenen Brückenzustand beide Eingänge gleich sind, gibt es nichts zu integrieren und der Ausgang liegt also bei 10V. Kühlt sich der NTC wegen Berührung mit Wasser ab, wird die Brücke verstimmt und zwischen beiden Mittelanzapfungen entsteht eine Spannungsdifferenz, die den Integrator integrieren läßt und die Ausgangsspannung erhöht, so dass der Strom durch die Brücke zunimmt, somit der Strom durch den Zweig mit dem NTC zunimmt, der größere Strom den NTC mehr aufheizt, bis der neue Strom durch den NTC so groß wird, dass der NTC wieder die ursprüngliche Temperatur annimmt und die Brücke wieder abgeglichen ist. Dann ist auch die Spannung zwischen den Mittelanzapfungen wieder Null und nix ist weiter zu integrieren. Wird dem NTC durch abgesunkendem Wasserstand die Kühlung entzogen, heizt er sich wegen des überschüssigen Stromes mehr auf, die Brücke verstimmt sich, der Integrator findet die Eingangsspannungsdifferenz zum negativen Integrieren vor und senkt die Ausgangs-, bzw. Versorgungsspannung der Brücke, womit der Strom durch den NTC abnimmt und er sich wieder auf die dimensionierte Temperatur einstellt. Es ist nicht notwendig den Strom durch den NTC so weit aufzudrehen, dass bei Wasserberührung die Brücke abgeglichen ist! Es sollen ja keine Temperaturen gemessen werden, sondern nur geprüft, ob dem NTC Wärme entzogen wird. Bei Ausfall des NTC, d. h. er bricht durch, rennt der Integrator gegen die andere Spannungsgrenze. Da keine Temperaturen gemessen werden, benötigt man keine Referenzzweige oder Kompensationsnetzwerke. Somit ist klar, dass ein irgendwie und irgendwo verbauter NTC, der irgendwo aber nicht hier angeschlossen ist, "nur" eine Lagerstätte für den NTC bildet, also zu hundert Prozent eine Bauteilreserve. [Polemik] Man kann auch anders messen, mit Kippwinkel, Differenzdruck, Ultraschall, FMCW-Radar, Lidar, Mondphase und Sonnenstand. Das ist aber aus meiner eingeschränkten Sicht nicht zwingend notwendig. [/Polemik] Happy soldering! Bernd
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