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wastel(R)

25.05.2017,
12:24

@ simi7

Füllstand Zisterne messen

» Du bist leider auf meine Frage noch nicht eingegangen.
» Genügt dir eine Fernanzeige oder möchtest du die Daten weiter verarbeiten,
» speichern, auf einer Webseite anzeigen... ?
Tut mir leid, hab ich wohl übersehen. Erst mal reicht eine Anzeige, aber etwas mit der Möglichkeit um weiter verarbeiten sollte es trotzdem sein.
Ich hab schon in Richtung Druck Sensoren gesucht oder auch Drehwinkelsensoren. Ich hätte mit einem i2c Bus kein Problem, dann kommt noch ein billiger Einplatinen PC dran und damit kann ich dann wirklich machen was ich will.
Das größte Problem ist die Umsetzung der Mechanik auf Elektronik. Drucksensor wäre genial, aber den Schlauch immer wieder belüften ist mir zuviel Aufwand. Und auf dem Boden wär die Gefahr dass ich das nicht komplett dicht krieg.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
25.05.2017,
12:33
(editiert von simi7
am 25.05.2017 um 12:35)


@ wastel

Füllstand Zisterne messen

» Drucksensor wäre genial, aber den Schlauch immer wieder belüften ist mir
» zuviel Aufwand.

Wie oft du das machen musst hängt von der gewünschten Genauigkeit und Dichtheit des Systems ab.

» Und auf dem Boden wär die Gefahr dass ich das nicht
» komplett dicht krieg.

Der Schlauch hängt ja von oben in den Behälter rein, da musst du am Boden nichts abdichten.

Und Mechanik hat immer das Problem, dass im Laufe der Zeit etwas festgammelt.

Hartwig(R)

25.05.2017,
18:11
(editiert von Hartwig
am 25.05.2017 um 18:12)


@ finni

Füllstand Zisterne messen

» Da war der Höhenunterschied im Behälter 20cm. Einstellbar auf den cm genau.

ok, einstellen kann man das schon ;-)

» Der Fühler war (ist) eine Druckdose im Schaltkasten, von der ein kleiner
» Schlauch zum Boden des Behälters ging.

auch klar. Ich gehe mal davon aus, dass der Drucksensor gegen den Umgebungsdruck mißt, also kein absolut messender Sensor ist. Das Volumen im Staurohr/Sensor wird als geschlossen betrachtet, variabel in Abhängigkeit vom Druck/Füllstand. Allein der Einfluß der witterungsbedingten Luftdruckschwankungen wirkt als Druckdifferenz zwischen Umgebung und Staurohrvolumen direkt auf den Schaltpunkt und würde diesen im mm/cm-Bereich verschieben. Wie wurde das kompensiert?? Wahrscheinlich eher nicht, da es bei der Anwendung - wie gesagt - keine Rolle spielt. Wenn doch, würde mich das schon interessieren.

Grüße
Hartwig

finni(R)

25.05.2017,
18:37

@ Hartwig

Füllstand Zisterne messen

» Wie wurde das kompensiert?? Wahrscheinlich eher
» nicht, da es bei der Anwendung - wie gesagt - keine Rolle spielt. Wenn
» doch, würde mich das schon interessieren.

Nein, das wird nicht kompensiert, da es wie auch bei einer Zisterne, wie hier gefragt, absolut keine Rolle spielen würde. Deshalb ist es auch unwichtig, ob das Messrohr (Schlauch) vorher freigeblasen wird oder nicht.

Hartwig(R)

25.05.2017,
18:47

@ wastel

Füllstand Zisterne messen

Hallo,
wie simi7 vorschlug - dünner PVC-Schlauch und ein Manometer, dazu ein Y-Stück, Schlauchklemmen und eine Einmalspritze (Schaluchvolumen) - fertig! Das eine Ende des Schlauches mit einem Gewicht dran in der Zisterne versenken, an das andere Ende das Manometer und ein Stutzen zum Spülen (Y-Stück mit wirklich dichter Schlauchklemme). Ist alles angeschlossen, Luft mit der Einmalspritze in den Schlauch drücken, bis in der Zisterne Blasen auftreten, dann den Spülport dicht abklemmen - fertig. Einfacher geht es nicht, und das ist genauer als 5 Schalter. Die witterungsbedingten Extreme der Luftdruckschwankungen liegen in D zwischen 95kPa und 106kPa, real würde ich von viel weniger ausgehen. Die Zahlen sagen aber aus, dass für genaue Messungen der instabile atmosphärische Luftdruckeinfluss kompensiert werden muss. Einfach von Zeit zu Zeit mal wieder Luft in den Spülport drücken und sehen, was passiert. Dann die Anlage verbessern (elektronischer Sensor, Spülung mit Luft etc). Einen Schwimmer mit Sensor abzutasten klingt logisch, ist aber insbesondere im Aussenbereich nicht ohne Tücken. Ich habe in den letzten Jahren diverse Messungen an/mit Füllstandssensoren verschiedener Hersteller gemacht (für Wasser/wässrige Medien mit Verunreinigungen), auch an Sensorkonstruktionen mit Schwimmer. Meine Erfahrung deckt sich genau mit dem, was simi7 schrieb, die Druckmessung ist für diese Anwendung einfach, zuverlässig, störunempfindlich und mit Verwendung einer Luftspülung sehr genau, da dadurch äußere Einflüße sehr einfach zu kompensieren sind - wenn man es denn braucht.
Viele Grüße
Hartwig

simi7(R)

D Südbrandenburg,
25.05.2017,
22:10

@ Hartwig

Füllstand Zisterne messen

» Hallo,
» wie simi7 vorschlug - dünner PVC-Schlauch und ein Manometer, dazu ein
» Y-Stück, Schlauchklemmen und eine Einmalspritze (Schaluchvolumen) - fertig!
» Das eine Ende des Schlauches mit einem Gewicht dran in der Zisterne
» versenken, an das andere Ende das Manometer und ein Stutzen zum Spülen
» (Y-Stück mit wirklich dichter Schlauchklemme). Ist alles angeschlossen,
» Luft mit der Einmalspritze in den Schlauch drücken, bis in der Zisterne
» Blasen auftreten, dann den Spülport dicht abklemmen - fertig. Einfacher
» geht es nicht, und das ist genauer als 5 Schalter. Die witterungsbedingten
» Extreme der Luftdruckschwankungen liegen in D zwischen 95kPa und 106kPa,
» real würde ich von viel weniger ausgehen. Die Zahlen sagen aber aus, dass
» für genaue Messungen der instabile atmosphärische Luftdruckeinfluss
» kompensiert werden muss. Einfach von Zeit zu Zeit mal wieder Luft in den
» Spülport drücken und sehen, was passiert. Dann die Anlage verbessern
» (elektronischer Sensor, Spülung mit Luft etc). Einen Schwimmer mit Sensor
» abzutasten klingt logisch, ist aber insbesondere im Aussenbereich nicht
» ohne Tücken. Ich habe in den letzten Jahren diverse Messungen an/mit
» Füllstandssensoren verschiedener Hersteller gemacht (für Wasser/wässrige
» Medien mit Verunreinigungen), auch an Sensorkonstruktionen mit Schwimmer.
» Meine Erfahrung deckt sich genau mit dem, was simi7 schrieb, die
» Druckmessung ist für diese Anwendung einfach, zuverlässig,
» störunempfindlich und mit Verwendung einer Luftspülung sehr genau, da
» dadurch äußere Einflüße sehr einfach zu kompensieren sind - wenn man es
» denn braucht.
» Viele Grüße
» Hartwig

Die Spülung der Leitung ist bei mir nur vorgesehen um Undichtigkeiten zu eliminieren und zu verhindern dass Schlamm die Leitung zusetzt. Wenn man stramm sitzende Schläuche an entsprechenden Anschlüssen verwendet kann man das eventuell auch vernachlässigen.
Da ich einen Differenzdrucksensor MPX5050DP verwende liegt am freien Ende der atmospärische Druck an. Das Wetter spielt somit keine Rolle.

Hartwig(R)

26.05.2017,
10:50

@ simi7

Füllstand Zisterne messen

Hallo,
»
» Die Spülung der Leitung ist bei mir nur vorgesehen um Undichtigkeiten zu
» eliminieren und zu verhindern dass Schlamm die Leitung zusetzt. Wenn man
» stramm sitzende Schläuche an entsprechenden Anschlüssen verwendet kann man
» das eventuell auch vernachlässigen.

ok, das geht natürlich

» Da ich einen Differenzdrucksensor MPX5050DP verwende liegt am freien Ende
» der atmospärische Druck an. Das Wetter spielt somit keine Rolle.

das ist nur "die halbe Miete" ;-), in der Praxis kommen zwei Dinge dazu: Installierst und belüftest Du Deine Anlage während einer Hochdruck-Wetterlage und es kommt dann ein Tief daher, erfolgt ein Ausgleich zwischen dem Volumen im Schlauch und der Umgebung: Durch den Überdruck werden ein paar Blasen aufsteigen Zieht dann wieder ein Hoch durch, steigt das Wasser im Schlauch und du hast einen Meßfehler. Der gleiche Effekt tritt bei Temperaturschwankungen auf. Im Laufe von einigen Wochen ergibt sich dann ein Messfehler von deutlich größer 5% (je nach Gegebenheiten). (Bei meinen ersten Experimenten vermutete ich Probleme mit dem Sensor oder der Elektronik - aber das Verhalten war bei verschiedenen Sensoren und Verstärkern (3 Systeme parallel) identisch.

Da ich für eine andere Anwendung relative genaue und quasi kontinuierliche Daten benötige, ging das nur mit Spülung. (In einem Fall ging es um die Messung in einem Schacht, die Meßdifferenz betrug etwa 2mWS. Das wurde zuerst mit einem Schwimmer mit Magneten realisiert, der an 15 Reedkontakten vorbeilief, also 4 bit. Mit einer einfachen Druckmessung ohne Spülung war keine signifikante Verbesserung der Genauigkeit (über 1 Jahr) möglich. So wurde das System dann weiter verbessert (den 5050 habe ich auch im Einsatz).

Grüße
Hartwig

simi7(R)

D Südbrandenburg,
26.05.2017,
13:45

@ Hartwig

Füllstand Zisterne messen

» Hallo,
» »
» » Die Spülung der Leitung ist bei mir nur vorgesehen um Undichtigkeiten zu
» » eliminieren und zu verhindern dass Schlamm die Leitung zusetzt. Wenn man
» » stramm sitzende Schläuche an entsprechenden Anschlüssen verwendet kann
» man
» » das eventuell auch vernachlässigen.
»
» ok, das geht natürlich
»
» » Da ich einen Differenzdrucksensor MPX5050DP verwende liegt am freien
» Ende
» » der atmospärische Druck an. Das Wetter spielt somit keine Rolle.
»
» das ist nur "die halbe Miete" ;-), in der Praxis kommen zwei Dinge dazu:
» Installierst und belüftest Du Deine Anlage während einer
» Hochdruck-Wetterlage und es kommt dann ein Tief daher, erfolgt ein
» Ausgleich zwischen dem Volumen im Schlauch und der Umgebung: Durch den
» Überdruck werden ein paar Blasen aufsteigen Zieht dann wieder ein Hoch
» durch, steigt das Wasser im Schlauch und du hast einen Meßfehler. Der
» gleiche Effekt tritt bei Temperaturschwankungen auf. Im Laufe von einigen
» Wochen ergibt sich dann ein Messfehler von deutlich größer 5% (je nach
» Gegebenheiten). (Bei meinen ersten Experimenten vermutete ich Probleme mit
» dem Sensor oder der Elektronik - aber das Verhalten war bei verschiedenen
» Sensoren und Verstärkern (3 Systeme parallel) identisch.
»
» Da ich für eine andere Anwendung relative genaue und quasi kontinuierliche
» Daten benötige, ging das nur mit Spülung. (In einem Fall ging es um die
» Messung in einem Schacht, die Meßdifferenz betrug etwa 2mWS. Das wurde
» zuerst mit einem Schwimmer mit Magneten realisiert, der an 15 Reedkontakten
» vorbeilief, also 4 bit. Mit einer einfachen Druckmessung ohne Spülung war
» keine signifikante Verbesserung der Genauigkeit (über 1 Jahr) möglich. So
» wurde das System dann weiter verbessert (den 5050 habe ich auch im
» Einsatz).
»
» Grüße
» Hartwig

Da gebe ich dir in allen Punkten recht.
Deshalb ja auch meine Frage wie genau es sein soll.

wastel(R)

27.05.2017,
08:46

@ wastel

Füllstand Zisterne messen

Danke schon mal an euch fürs mit diskutieren. Ich nehme einen Drucksensor in die nähere Auswahl.
Eine weitere Idee wäre ein Gewichtssensor, an den ich etwas hänge das mit steigendem Wasserpegel mehr Auftrieb bekommt und damit leichter wird. Das hätte den Vorteil dass man nicht nachkalibrieren muss so wie vielleicht beim luftgefüllten Schlauch. Wo suche ich nach so etwas am besten? Das ist alles unheimlich teuer.

Ultraschall wäre am billigsten aber da gehe ich davon aus dass der nicht lange überleben wird in der feuchten Umgebung.

Eine Frage die eigentlich jeden Sensor betrifft. Meine Zisterne ist einige Meter vm Haus entfernt. Wie kriege ich ein empfindliches Messsignal ins Haus ohne dass es völlig verfälscht wird? Viel mehr Elektronik kann/sollte ich wahrscheinlich nicht in die Zisterne bauen aber wenn ich das nicht tu, hab ich im Haus wahrscheinlich nichts realistisches mehr übrig.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
27.05.2017,
09:55
(editiert von simi7
am 27.05.2017 um 10:05)


@ wastel

Füllstand Zisterne messen

» Danke schon mal an euch fürs mit diskutieren. Ich nehme einen Drucksensor
» in die nähere Auswahl.
» Eine weitere Idee wäre ein Gewichtssensor, an den ich etwas hänge das mit
» steigendem Wasserpegel mehr Auftrieb bekommt und damit leichter wird. Das
» hätte den Vorteil dass man nicht nachkalibrieren muss so wie vielleicht
» beim luftgefüllten Schlauch.

» Wo suche ich nach so etwas am besten? Das ist
» alles unheimlich teuer.
Wo ist deine Schmerzgrenze?
» Ultraschall wäre am billigsten aber da gehe ich davon aus dass der nicht
» lange überleben wird in der feuchten Umgebung.
»
» Eine Frage die eigentlich jeden Sensor betrifft. Meine Zisterne ist einige
» Meter vm Haus entfernt. Wie kriege ich ein empfindliches Messsignal ins
» Haus ohne dass es völlig verfälscht wird? Viel mehr Elektronik kann/sollte
» ich wahrscheinlich nicht in die Zisterne bauen aber wenn ich das nicht tu,
» hab ich im Haus wahrscheinlich nichts realistisches mehr übrig.

Den Schlauch kannst du fast beliebig lang machen. So bleibt die Elektronik im Haus.
Elektrische Luftpumpe (12 V / 50 mA) findest du z.B. bei Pollin ab 2 €, die kannst du auf Knopfdruck gelegentlich einschalten. Schlauchventil (Aquaristikbedarf) als Rückschlagventil dazu, weil die Pumpe nicht sonderlich dicht ist.
Den Drucksensor MPX5050DP z.B. bei Reichelt für 16 €.
Der Rest sollte kein Problem sein.
Das Nachkalibrieren bewegt sich im mm-Bereich. Willst du diese Genauigkeit haben?
Probiere es erstmal mit der Minimalvariante ohne Pumpe, dann kannst du immer noch entscheiden.

Edit:
Du schreibst immer mit allgemeinen Angaben. Zisterne, weit, Anzeige im Haus...
Mach doch mal genauere Daten. Zisterne: Inhalt, Wasseroberfläche, Höhenschwankung von leer bis voll.
Entfernung bis zum Haus / zur Messstelle.
Gewünschte Genauigkeit. Anzeige in % Füllmenge oder Liter / m³.

wastel(R)

27.05.2017,
10:57
(editiert von wastel
am 27.05.2017 um 11:04)


@ simi7

Füllstand Zisterne messen

» Das Nachkalibrieren bewegt sich im mm-Bereich. Willst du diese Genauigkeit
» haben?
Nein so genau muss das nicht sein. Aber eine leichte Undichtigkeit füllt den Schlauch mit der Zeit ja komplett.

» Du schreibst immer mit allgemeinen Angaben. Zisterne, weit, Anzeige im
» Haus...
Es gehen 5 m³ rein, Ca. 2 m Höhe zwischen leer und voll. Die grundsätzliche Frage ist also wie kann ich einen Pegelstand in ca. 2 m möglichst robust messen.
Das Leerrohr für die Pumpe ist etwa 10-12 m lang, in das muss das Kabel für den Sensor auch. Diese Strecke sollte ein Signal überbrücken können ohne zu sehr gestört zu werden. Als Genauigkeit würde mir eine Anzeige in 10% Schritten reichen, also alle 20 cm Höhe etwa.
Es geht mir nicht um genaue Statistiken sondern nur ein bisschen Überblick über den Wasserstand. 4 Bit Leitungen würden also schon ausreichen, wenn alles andere zu frickelig ist.

Zum Preis, ein paar Euro darfs schon kosten. Aber Wägezellen gibts im Bereich 100 Euro und dann muss man noch allen möglichen Aufwand betreiben um die auszulesen. Das ist mir dann zu teuer und zu viel Aufwand. Dann lieber nur was ganz simples.
Edit: ich habe sehr günstige "Waage Sensoren" gefunden die bis zu 50kg messe, kosten 2,xx irgendwas. Daher bin ich nochmals auf die Idee mit Gewichtsmessung gekommen. Hat jemand mit sowas schon Erfahrung gemacht?
Bin auch weiterhin für Drucksensoren offen. Mein Problem ist dass ich mit der dahintersteckenden Elektronik keine Erfahrungen habe und deswegen Tips benötige.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
27.05.2017,
13:40
(editiert von simi7
am 27.05.2017 um 13:45)


@ wastel

Füllstand Zisterne messen

» Mein Problem ist dass ich mit
» der dahintersteckenden Elektronik keine Erfahrungen habe und deswegen Tips
» benötige.

Aha, das ist also dein Problem, sag es doch gleich.
Es ist aber ganz leicht und genau genug, siehe Skizze.
Genauer als eine Anzeige mit 5 Schaltern ist das allemal.



Als Netzteil genügt ein normales 5V Steckernetzteil. Es sollte nur ausreichend stabil sein, das kannst du aber mit dem Voltmeter messen.

Schreib ob du damit klar kommst, weitere Hilfe kann dir gegeben werden. Hast du schon mal paar Bauelemente zusammengelötet?
Könntest du ein Netzteil mit einem 7805 aufbauen?

wastel(R)

27.05.2017,
16:27
(editiert von wastel
am 27.05.2017 um 16:30)


@ simi7

Füllstand Zisterne messen

Hi ja ganz fremd ist mir Elektronik nicht, ich hab schon ein paar Dinge aufgebaut. Nur wenns dann mit OP-Verstärnern losgeht fehlt mir völlig die Erfahrung. Bin eher der digitale :-)
Wenn ich das Signal ohne zu große Störeinflüsse zur Elektronik bekomme und eine saubere Spannung in einen AD Wandler kriege, bin ich glücklich.


» Hast du schon mal paar Bauelemente zusammengelötet?
Ja. Aufgegeben hab ich nur bei SMD Bauteilen. Übrigens ich war auch schon bei der Überlegung einen Lagesensor bzw. Beschleunigungssensor an eine Seilrolle zu montieren und über den abzufragen wo die Rolle gerade steht. Ist mir aber zu krass, vor allem eben wegen der Mechanik die dafür sorgen muss dass die Rolle sich kein ganzes mal drehen kann. Von der digitalen Abfragemöglichkeit her wärs mein Favorit.

» Könntest du ein Netzteil mit einem 7805 aufbauen?
Auch das könnte ich. Nachdem da evtl. ein kleiner Raspi oder was günstigeres rankommt, ist die Spannung dann sowieso schon da.

simi7(R)

D Südbrandenburg,
27.05.2017,
20:01

@ wastel

Füllstand Zisterne messen

» Hi ja ganz fremd ist mir Elektronik nicht, ich hab schon ein paar Dinge
» aufgebaut. Nur wenns dann mit OP-Verstärnern losgeht fehlt mir völlig die
» Erfahrung. Bin eher der digitale :-)
Ist erstmal nicht nötig.

» Wenn ich das Signal ohne zu große Störeinflüsse zur Elektronik bekomme und
» eine saubere Spannung in einen AD Wandler kriege, bin ich glücklich.
Alles ist nahe beieinander. Da wirst du kaum Probleme bekommen.
»
» » Hast du schon mal paar Bauelemente zusammengelötet?
» Ja. Aufgegeben hab ich nur bei SMD Bauteilen.
Geht alles im 2,54 mm Raster zu realisieren.

» Übrigens ich war auch schon
» bei der Überlegung einen Lagesensor bzw. Beschleunigungssensor an eine
» Seilrolle zu montieren und über den abzufragen wo die Rolle gerade steht.
» Ist mir aber zu krass, vor allem eben wegen der Mechanik die dafür sorgen
» muss dass die Rolle sich kein ganzes mal drehen kann. Von der digitalen
» Abfragemöglichkeit her wärs mein Favorit.
Vergiss den Kram mit der Mechanik, viel zu störungsanfällig und umständlich.

» » Könntest du ein Netzteil mit einem 7805 aufbauen?
» Auch das könnte ich. Nachdem da evtl. ein kleiner Raspi oder was
» günstigeres rankommt, ist die Spannung dann sowieso schon da.
Das wäre schon der nächste Schritt.
Wie du meiner Skizze entnehmen kannst brauchst du für den Anfang nicht viel. Bauelemente kosten ca. 20 € und das Ganze lässt sich danach (wenn die Zuverlässigkeit bewiesen ist) beliebig erweitern.

wastel(R)

28.05.2017,
22:10

@ simi7

Füllstand Zisterne messen

Wäre nett wenn ich ein bisschen Hilfe bekäme was den analogen Auswerteteil betrifft. Falls ich ziemlich einfach eine Anzeige von 0 - 100 erhalten kann, wäre das perfekt.
Zum Beispiel ein AD Wandler der die Spannung in eine Binärzahl wandelt. Die Eingangsspannung kann man sicher so hintrimmen dass der passende Spannungsbereich den Wertebereich 0-100 ausgibt.
Wenns dann noch einen Baustein gibt der aus ihr ein paar 7 Segmentanzeigen ansteuert wäre das schon Luxus. Gibts da was, vielleicht ein div 10 und mod 10 als IC? Ich bin kein bisschen scharf auf einen kompletten Controller mit Betriebssystem, Programm und vielleicht noch eine Programmierhardware.