Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

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Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon andre am Sonntag 4. Juli 2010, 08:22

Hi, bin dabei ein Meßgerät zu bauen, welches die Zeit, in der der Wasserstand ca. 1,0 cm abnimmt, digital zu erfassen. Bin elektronisch unterentwickelt und hoffe hier im Forum so was wie einen Schaltplan für o.g. "Problem" zu bekommen. Bin für Hilfen jeglicher Art dankbar.
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon anders am Sonntag 4. Juli 2010, 08:43

hoffe hier im Forum so was wie einen Schaltplan für o.g. "Problem" zu bekommen.
Die Lösung fängt damit an, das "Problem" möglichst genau zu schildern.
Am Rhein wird man das etwas anders anpacken, als in der Badewanne oder in der Blumenvase.
anders
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Sonntag 4. Juli 2010, 11:40

Hallo Andrè,

nehmen wir mal an du willst wissen wieviel Wasser in welcher Zeit von deinem Fischteich verdunstet ?

Ein Mikroschalter an so einem Schwimmer aus der Toilettenspülung angebracht wäre schon mal ein digitaler Signalgeber für den digitalen Zeitmesser, der damit gestoppt wird. ( einfachste Lösung bei einigermassen stillem Gewässer.)
Etwas komplexer wäre die Verwendung eines Druckfühlers 0 bis 100 mm Wassersäule, der wenn an einem 10 cm langen Tauchröhrchen angeschlossen , leider erst mal analog, diese Wassertiefe bis 100 mm und alle Veränderungen misst und signalisiert. Ein nachgeschalteter Fensterdiskriminator macht dann mit den einstellbaren Schaltschwellen die digitalen Signale für die weitere digitale Auswertung. Hier könnten auch wiederholt Messungen zwischen voreinstellbaren Werten ausgelöst werden.

Aber zu was so eine difizile Form der Luftfeuchte-Messung ?

spassige Grüße und schönen Sonntag

Lothar
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon andre am Montag 19. Juli 2010, 18:58

Ja jetzt wo du es sagst ; also das ganze ist ein Versuch zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit von Boden.
Es ist ein Zylinder mit ca. 20 cm Höhe der auf die Prüffläche aufgesetzt wird (abgedichtet) und mit H2O gefüllt wird. Jetz nimmt der Wasserstand bie guter Durchlässigkeit des Bodens schnell ab oder bei schlechter Durchlässigkeit nicht so schnell ab. Nun muss die Zeit gemessen werden, in der der Wasserstand 1 cm abgenommen hat. Die aufnahme der Zeitmessung soll über 2 Metallspitzen (Prüffühler bei Conrad z.b.) erfolgen die höhenmäßig 1 cm Abstand haben. Wenn das Wasser die obere Spitze "verlässt" beginnt die Zeitmessung und wenn das Wasser nach 1 cm die untere Spitze erreict, stoppt die Messung - so in etwa muss das funktionieren

Kannst du helfen??


Gruß Andre
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Dienstag 20. Juli 2010, 06:11

Hallo Andre,

als Billiglösung für verarmte deutsche Hochschulen mögen diese Prüfspitzen ausreichen. Und du brauchst ja auch nicht unbedingt hochohmiges destilliertes Wasser nehmen. Aber du solltest immer Wasser mit gleichbleibender Oberflächenspannung nehmen. Ich kann mir vorstellen, dass hier Kapillarwirkungen mit eine große Rolle spielen, und Wasser mit etwas Tensiden schneller geschluckt wird als ohne. Aber das wäre ja mal eine interessante Messreihe, die man wenn es erst mal läuft leicht machen kann. Zum Abdichten (ein Tip aus dem Brunnenbau), eignet sich Lehm sehr gut . Soviel vorab.

Nun zur Technik: Mit was für einem Gerät soll die Zeit erfasst werden ? Hier gibt es klassische Frequenzzähler mit der Möglichkeit auch Zeiten zu messen.
Aus käuflichen Zählmodulen plus etwas Elektronik zur Aufbereitung der Signale und zur Ablaufsteuerung könnte man das auch aufbauen.
Letztendlich kann man den gesamten Zähler aus Einzelbausteinen aufbauen. Die letzten beiden Lösungen, benötigen dann noch eine Zeitbasis. Das kann ein 1MHz oder 100 kHz Quarzoszilator sein, welcher dekadisch heruntergeteilt wird und dessen Zeitintervalle dann über einen Stufenschalter zum Zähler gegeben wird und für die Zeitauflösung von Millisekunden bis Sekunden sorgt.
Falls als Arbeitsmittel vorhanden, kann natürlich auch ein Mikrokontroller programmiert werden und dank seines onboard-Timers so programmiert werden, dass er sowohl die Messung macht als auch den Ablauf steuert. Der hätte je nach Aufbau des Boards auch den Vorteil einer USB-Schnittstelle um mit einem PC zu kommunizieren. Könnte aber auch ein Display als autonome Anzeige haben.
Spasshalber sei auch noch erwähnt, dass man vor 1970 eine gute Hahnhardt-Stopuhr mit elektromagnetischer Betätigung für diesen Zweck verwendet hätte.

Dann erzähle mal, wohin du tendierst. Ich denke schon, dass dir geholfen werden kann.

Beiläufig kannst du dir den Aufbau des weltweit einfachsten, und mit vielen Vorteilen behafteten Zähleraufbaus ansehen, wenn du dir die Bilder aus einem meiner ersten Patente anschaust:

http://www.freepatentsonline.com/3965744.pdf

Die Figur 2 zeigt den Plan eines klassischen Zähleraufbaus kombiniert mit meiner damals revolutionierenden Zähler- Steuerung. Anstatt der bis dahin unvermeidlichen Torsteuerung mit symetrischen Rechtecken und der unweigerlichen Abfolge "Messen-Anzeigen-Messen-Anzeigen" erspart diese Schaltung das ganze Brimborium und arbeitet mit zwei Monostabilen, welche ich später durch Gatterverzögerungslaufzeiten ersetzt habe.

Durch einfaches Vertauschen von Zeitbasis und Zähleingang mittells eines zweipoligen Umschalters wird der Frequenzzähler zum Zeitmesser. Messpausen entfallen dank der gewählten Methode. Ist übrigens eine nette Denkübung, diese Funktion des einwandfreien Zählens nachzuvollziehen. Diese Art Schaltung zeigte auch nicht das Springen des letzten Bits ( sogenannter +/- ein bit Fehler)

Gruß Lothar
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 20. Juli 2010, 14:58

schau dir mal das an !http://www.conrad.de/ce/de/product/130202/ mit einfachen Transistorschaltstufen sollte das genügen.
Gruß Bernd
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Dienstag 20. Juli 2010, 15:13

Hallo Bernd,

das habe ich mir doch gleich angeschaut. Die downgeladene Doku ist aber mehr als etwas mager.

Gruß Lothar
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 20. Juli 2010, 16:27

ic1 ist ein Transistorarray zum schalten ist eigentlich nur S2 interessant . Da dürften 2 NE 555 ausreichen, in Verbindung mit 3 Elektroden im Sickerrohr.
Sie haben keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon andre am Dienstag 20. Juli 2010, 18:00

Hallo Erfinder Lothar,

leider verstehe ich - zu meiner Schande - nicht die Bohne von dem was über die verschiedenen Zeitmessvorrichtungen aus den unterschiedlichen Zeitepochen geschrieben ist.
Es geht einzig darum, die zeit digital zu erfassen und abzulesen - Sekunden bzw. 10-tel Sekunden genau reicht aus.
Stromversorgung sollte über Akku laufen, da das ganze im Feld zur Anwendung kommen soll.
Ich könnte ja auch mal eine Skizze zu meinen Vorstellungen machen und beifügen, wenn es hilftz bei der Umsetzung.

Noch ein Hinweis, ich hab schon mal so eine Apperatur gesehen, und da, so wurde mir gesagrt, waren alle Teile (Messfühler, Kabel, Digitale Meßuhr usw. aus dem Conrad Katalog. Da hab ich auch schon mal nachgesehen - die gibts da.
Es ist halt nur das Problem mit der Schaltung bzw einem dazu passenden Schaltplan.

hoffe auf eine Antwort

Gruß Andre
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon BernhardS am Dienstag 20. Juli 2010, 19:04

Hallo,

eine Frage vorneweg: Wie lange dauert das denn so ganz ungefähr, so zum Beispiel auf einem normalen Rasen?
Danach richtet sich ja, wie aufwenig die Uhr sein muss.

Bernhard
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Re: Digitale Zeitmessung eines fallenden Wasserstandes

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Dienstag 20. Juli 2010, 20:19

Hallo Andre,

betrachten wir das Ganze etwas pragmatisch, dann ist der einzig vernünftige Weg der, passende Komponenten zu finden und mit so wenig wie möglich Aufwand zu verschalten um dir zu helfen. Ich dachte in erster Linie an einen Eigenbau, welcher aber ohne Grundkenntnisse und entsprechender Ausrüstung wenig sinnvoll scheint.

So wird es besser sein, zu prüfen, welche der im Markt angebotenen Baugruppen in Frage kommen und wie verschaltet werden. Selbstverständlich schaue ich mir das auch gerne an und lese weiter mit.

Nicht als Vorgabe, nur als Anregung noch:
Die Elektroden würde ich so anordnen, dass das Startsignal erteilt wird, wenn die erste Elektrode frei wird ( Vorlauf Punkt 1 nach 2) und dann den Zähler stoppen, wenn der 10 mm Weg erreicht ist ( Weg Punkt 2 nach 3 ) Das sind dann drei Kontakte / Elektroden. Diese würde ich auf einem Kunststoffröhrchen als Ring anordnen und die Zuleitungen im Inneren des Röhrchens hochführen. das kann man dann mit Epoxi vergiessen.
Die unterste Elektrode führt über Vorwiderstand das Pluspotential und die beiden anderen führen zur Basis je eines NPN Schalttransistors, der wenn Wasser vorhanden durchgeschaltet ist und immer dann wenn der Wasserspiegel absinkt den Transistor zum sperren bringt. Von da weg ist es dann ein leichtes, die Signale für die Stopuhr zu generieren.
Der Kunststoff des Röhrchens muß entweder ein wasserabweisender sein oder mittels Silikonöl wasserabweisend gemacht werden, damit ein sauberes Schalten gewährleistet ist.
Dann allen viel Spass beim Zusammenstellen.

Gruß Lothar
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