Sensor für Füllstandsmessung in einer Flasche?

[freesh]

Ja ich hätte den genauen Sinn wohl näher beschreiben sollen.

Ich hatte das Problem, dass ich immer vergas meine Pflanzen regelmäßig zu gießen. Also besorgte ich mir Blumat. (https://www.blumat.de/blumat-classic/)
Soweit nun alles schön. Die Pflanzen, welche in meiner Wohnung auch sehr zahlreich sind (ca 40), sind nun immer gleichmäßig feucht.

Aber ihr ahnt sicher schon welches Problem sich nun auftat...

Ich vergesse die Wasserbehälter rechtzeitig aufzufüllen. Da sie sich nicht alle gleich schnell entleeren und auch nicht alle gleich groß sind, sind die Intervalle in denen ich aufzufüllen habe sehr unterschiedlich und mitunter recht groß. Zudem gehts für mich in 4 Monaten für längere Zeit nach Bangkok und ich würde gern sicherstellen, dass in der Zeit auch keine Behälter vergessen werden.

Nun ist die Idee, alle Wasserbehälter mit Füllstandssensoren auszustatten, die dann den Stand an einen Arduino senden, der ihn wiederum an eine Schnittstelle im Wlan weiter gibt. Die Füllstände werden dann in einer Datenbank erfasst und können entsprechend ausgewertet werden.

Die Behälter haben unterschiedliche Formen und Größen und sind aus Glas. Einige sind wie Einmachgläser und stehen auf dem Boden. Andere wiederum sind 0,3l Flaschen und hängen in der Luft.

Meine Idee um eine Lösung für alle Behälter zu haben war nun, ein Röhrchen mit Schwimmer und Sensor einfach in jeden Behälter ins Wasser stellen zu können und von oben dann den Abstand des Schwimmers zum Sensor zu erfassen.

Auf Grund der schmalen Flaschenhälse hat das Röhrchen nur einen Durchmesser von max 2 cm und muss einfach herausnehmbar sein um Wasser nachzufüllen.


@Moppi: Den Sharp-Sensor (GP2Y0D810Z0F) hab ich mir mal angesehen, der wäre perfekt von der Größe, gibt aber leider nur ein digitales Signal aus wenn sich ein Objekt in dem Bereich befindet. Also kein analoger Wert um die Entwicklung des Füllstandes zu erkennen. :-/

@Siro Das ist zwar dann nicht hübsch, aber könnte funktionieren. Werd ich mir mal genauer ansehen.

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@Siro habe mich ein wenig eingelesen, wie diese Dinger funktionieren und denke das ist ein Experiment wert.

Werde mir Dehnungsmessstreifen besorgen und die dann auf ein Blech kleben auf welches ich dann das Glas stelle, mit einer Unterlage unter dem Blech, dass es sich bei Belastung minimal biegen kann.

Für die Hängenden Flaschen überlegt ich mir eine unscheinbare Konstruktion als Aufhängung.

An sowas hätte ich tatsächlich als letztes gedacht.

[Siro]

Das wird tatsächlich auch so in der Medizintechnik verwendet.
Flüssigkeitsbehälter werden an einer Art Galgen aufgehangen, da ist ein Dehnungsmeßstreifen/Biegebalken dran.
Im Prinzip also ein Waage.
Auch in der Urologie wird das verwendet.
Man pinkelt in einen Trichter welcher die Flüssigkeit in einem Behälter, der auf einer Waage steht, auffängt.
Anhand der Pinkelkurve kann dann Diagnistik erfolgen, ob z.B ein Prostata Leiden vorliegt.
Kein Witz, habe lange in dieser Technik gearbeitet.

Hinweis:
Die Dehnungsmeßstreifen sind EXTREM Temperaturempfindlich.
Daher werden sie meistens in einer Brückenschaltung verwendet.
Bei deiner Anwenung kommt es aber nicht so auf die Genauigkeit an...

Siro

[021aet04]

Es gibt noch 2 Varianten.

1) kapazitiv: Außen am Glas bringst du eine Folie an. Im Glasinneren platzierst du einen isolierten Stab (das kein Wasser dazukommt). Wasser und Luft haben unterschiedlich Dielektrizitätskonstanten und somit ändert sich die Kapazität. Theoretisch kannst du auch mit 2 isolierten Stäben arbeiten, dann ist die kap. Änderung aber geringer.

2) Druck: Du verbindest einen Drucksensor mit einem Rohr, das du ins Glas gibst. Ändert sich der Füllstand, ändert sich auch der Druck im Rohr. Das Rohr muss aber absolut dicht sein damit kein Druck entweichen kann.

MfG Hannes

[Moppi]

Hallo Fresh,

wenn Du immer durchsichtige (Glas) Behälter hast, war mir noch eine andere Idee eingefallen.
Es geht dann nicht darum, ob der Flüssigkeitsstand zunimmt, sondern darum, ob der abnimmt und also einfach eine Schwelle gemessen wird, aber der nachgefüllt wird.

Feuchtigkeitssensoren für die Blumenerde oder was auch immer. Korrodieren mit der Zeit, mehr oder weniger schnell, setzen Schimmel an?
Flüssigkeitsmesstandssensoren gibt es für Arduino. Einfache breite Platinen mit parallelen Kontaktflächen. Korrodieren auch mehr oder weniger schnell und vermutlich wieder Problem: Schimmel?

Vielleicht zwei Metallstäbchen nehmen, die nicht so schnell korrodieren. Also irgendeine Beschichtung haben. Die in Abstand im Glas versenken und wenn die im Wasser sind, gibt es einen Kontakt dazwischen.
Das funktioniert dann aber bei Flaschen wohl nicht.
Andere Möglichkeit, einen Infrarotsender oder etwas ähnliches aussen anbringen und auf einer gegenüberliegenden Seite einen Empfänger Fotodiode oder -Transistor installieren, der das Licht durch die Flüsskeit empfängt.
Die Lichtgeschwindigkeit ist in Glas geringer und in Wasser ebenfalls geringer, als in Luft. Zudem wird Licht durch Wasser gebrochen, wenn das an einer Seite reingeschickt wird, sollte es an der anderen Seite nicht genau
gegenüberliegend austreten, sondern an einem anderen Punkt. Hier müsste man etwas herumprobieren, um Empfänger und Sender richtig zu positionieren; falls das überhaupt praktikabel ist.


MfG

[oberallgeier]

Hallo freesh,
willkommen im Forum.

.. Du verbindest einen Drucksensor mit einem Rohr .. Ändert sich der Füllstand, ändert sich auch der Druck .. Das Rohr muss aber absolut dicht sein ..

Ach ja, Füllstandsmessung im DIY-Segment ist nicht so doll. Die zitierte Methode kenne ich aus industriellen Anwendungen; da wird aber üblicherweise Luft in minimalen Mengen ständig eingeleitet - eben wegen der möglichen Druckverluste (und wegen möglicher Ablagerungen im Rohr bei Langzeitbetrieb). Der Druck korreliert dann genau mit der Flüssigkeitshöhe über Rohrunterseite.

Ich hatte mal verschiedene Versuche dazu gemacht. Zum Blumengießen würde sich sowas eignen

......Bild hier  
......© 2019 oberallgeier

- Anschlüsse rechte Pads - aber die Anzeige schwankt eher im unteren Milliamperebereich wegen der geringen Leitfähigkeit von Trinkwasser. Bei Blumengießwasser könnte das besser werden, wenn im Gießwasser Dünger aufgelöst ist (hatte ich nie getestet/gemessen).

Damals hatte ich auch mit zwei parallelen (blanken Schalt-) Drähten Ø0,6 mm, im Abstand von etwa 1-2 mm experimentiert. Da war die Anzeige ziemlich gut brauchbar, Widerstand schwankte in (meinem!!) Trinkwasser von wenigen Kiloohm bis etwa 2 Mega, beim Austauchen natürlich einwandfrei unendlich. Die Spielart entweder analog oder als Low-Signal würde ich bei dieser Aufgabenstellung verfolgen. Evtl. ist auch ein Mehrfachsignal möglich mit mehreren Einzeldrähten unterschiedlicher Länge. WENN man analog messen will, muss man natürlich für jede Flasche einen ADC-Kanal nehmen. Wenn man nur aus-ein erkennen will, dann geht jeder Port in Eingangkonfiguration oder - einfacher - ein Portvervielfacher. Stromversorgung dann mit KSQ auf sehr geringem Stromlevel eingestellt.

[021aet04]

Das System mit Drucksensor kenne ich von der Firma, nur ist dort ein Druckschalter verbaut. Dort ist nur ein Rohr (ist glaube ich ein 3/8 Zoll mit 0,5 bis 1m Länge) und der Schalter. Eine externe Druckleitung gibt es dort nicht.
Hatten Probleme mit Druckverlust, ist der Pegel schnell gestiegen, hat es funktioniert. Bei langsamen Anstieg hat es nicht funktioniert. Die Verbindung zwischen Sensor und Rohr war einfach ein Gummistück, fixiert mit Schellen und zusätzlich war es abgedichtet. Ich habe es jetzt mit einem Schrumpfschlauch mit Kleber gelöst, hatten nie mehr Probleme.

Einen kapazitiven Sensor wie oben beschrieben habe ich schon gebaut. Habe mit einem 555 Timer einen AMV aufgebaut und die Frequenz ausgewertet.

MfG Hannes

[freesh]

Ich hoffe hr habt die Weihnachtstage gut überstanden.

Ich habe nun die DMS hier liegen und mir mehrere Optionen überlegt. Von den fertig montierten Biegebalken habe ich abstand genommen, ich finde die bei der hängenden Befestigung nicht sonderlich schön und auch nicht wirklich praktikabel. Daher hier nun die Optionen die übrig geblieben sind:

1. Ich wiege das Gewicht. Dann müsste eine Lösung bauen auf die ich die Gläser stellen kann und eine an die ich die Flaschen hängen kann. Das bringt eine gewisse Komplexität mit sich, da ich dann 2 Lösungen bauen und warten muss und sonderlich ansehnlich wird das vermutlich auch nicht. :-/

2. (Favorit) Ich bin wieder bei den Röhrchen angekommen die ich einfach in das entsprechende Gefäß hänge/stelle. Bei dieser Lösung habe ich oben ein zum Halbkreis, oder leicht gebogenen Federstahl, an dem der DMS geklebt ist. Darunter hängt dann ein länglicher Schwimmkörper, der die gesamte Wassersäule abdeckt. Ganz unten evtl. noch ein Gewicht falls nötig. Mit steigendem bzw. sinkendem Wasserdruck, wird sich auch der durch den Auftrieb verursachte Druck gegen den Federstahl verändern und ich kann den Druckverlauf messen. Die Lösung kann für alle Gefäße verwendet werden, je nachdem wie genau ich arbeite, werden alle Messröhrchen ähnliche Werte liefern, die Konstruktion ist recht einfach, unauffällig und hoffentlich Störungsarm.

Ansonsten hab ich noch ein paar andere ähnliche Konstrukte auf dem Weg zu No2 gehabt, die aber komplexer und Fehleranfälliger sind. Ich will morgen dann mal versuchen einen Prototypen zu bauen. Habe unglücklicher weise DMS gekauft, an denen ich erst noch Kabel anlöten muss und die Lötstellen auf diesen winzigen dms sind ebenfalls entsprechend winzig, das dürfte interessant werden.

Viele Grüße,
Björn

- - - Aktualisiert - - -

Hinweis:
Die Dehnungsmeßstreifen sind EXTREM Temperaturempfindlich.
Daher werden sie meistens in einer Brückenschaltung verwendet.
Bei deiner Anwenung kommt es aber nicht so auf die Genauigkeit an...

Das ist ein wichtiger Hinweis. Ich denke das werde ich auch so machen, da ich sehr viel Sonneneinstrahlung habe und die Temperaturen entsprechend im Tagesverlauf schon mal zwischen 18 und über 30 Grad schwanken können.

[HaLa]

@Klebwax
liefert der freundliche Chines dazu auch ein Anschlußschema?
Auf der Angebotsseite habe ich nichts dazu gefunden?
Danke
Gruß
Hans

[freesh]

Zum Thema Feuchtigkeitsmessung in der Erde habe ich mir auch Gedanken gemacht. Die Lösungen die es zu kaufen gibt, sind teilweise echt nicht toll. Metallstäbe setzen mit der Zeit Salzablagerungen an und die Platinen welche beschichtet sind um das zu verhindern, verlieren bereits durch kleinste Kratzer nach und nach die Beschichtung und gammeln dann weg.

Ich habe nun über ein Absorptionshygrometer nachgedacht, das umgekehrt zum Blumat funktioniert. Ein kleiner Tonkegel, in dessen Inneren dann mit einem Faden aus einem Material, welches sich mit der Luftfeuchtigkeit ausdehnt, oder zusammen zieht, eine geringe Zugkraft auf einen feinen gebogenen Federstahl wirkt. Auch hier kann man dann wieder anhand der Zugkraft messen und Rückschlüsse auf die Feuchtigkeit ziehen. Leider immer etwas zeitverzögert, aber auf Minuten oder einzelne Stunden kommt es dabei ja nicht an. So könnte ich erkennen wenn ein Blumat z.B. ausgefallen ist.

[Klebwax]

Werde mir Dehnungsmessstreifen besorgen und die dann auf ein Blech kleben auf welches ich dann das Glas stelle, mit einer Unterlage unter dem Blech, dass es sich bei Belastung minimal biegen kann.

Warum nimmst du nicht einfach den fertigen Biegebalken, den der freundliche Chinese mitliefert. Da kannst du dir die maximale Belastung aussuchen. Ein Liter Wasser wiegt 1kg, der 5kg Balken sollte immer passen. Einach mit zwei Schrauben an eine Platte schrauben, zwei Scheiben dazwischen, damit der Biegebalken sich biegen kann. Auf der anderen Seite auf die gleiche Weise eine Auflageplatte anbringen und das Gefäß draufstellen.

Das funktioniert prima, hab das selber ausprobiert.

MfG Klebwax