Der beste Weg, um festzustellen, ob ein 5-Gallonen-Wasserkrug leer wird

Ich habe eine Espressomaschine, die ihr Wasser aus einer dieser 5 Gallonen blauen Wasserflaschen bezieht (ich würde es ausloten, aber unser Wasser hier ist WAAAAY zu hart).

Wenn ich der Flasche versehentlich das Wasser ausgehen lasse, wird die Rotationspumpe in der Espressomaschine zerstört, was ein kostspieliger Fehler wäre.

Ich weiß, dass ich eine Art magnetischen Schwimmersensor in der Wasserflasche installieren kann, aber da ich ihn alle paar Wochen austauschen muss, würde ein anderes Element in der Flasche das Auswechseln erschweren und eine mikrobielle Kontamination wahrscheinlicher machen. Die Pumpe, die Wasser aus der Flasche pumpt, bildet eine dichte Abdichtung am Deckel, und alles, was darunter oder durch sie läuft, würde diese Dichtung beeinträchtigen.

Gibt es etwas, mit dem ich feststellen könnte, ob der Wasserstand von außen außerhalb der Flasche niedrig ist? Wie ein Lasersensor?

Verwenden eines Kraftsensors zum Messen einer Wassermenge

Um Ihre Anforderung zu erfüllen, dass sich der Sensor an der Außenseite des Wasserbehälters befindet, würde ich empfehlen, einen Kraftsensor zu verwenden, um die Flasche in festgelegten Intervallen zu wiegen. Ein Kraftsensor wie die FlexiForce A401 ist ein Widerstandstyp, der den Widerstand in Abhängigkeit von der ausgeübten Kraft ändert. Obwohl es nicht so genau wie eine Skala ist, sollte es für die beschriebene Anwendung eine ausreichende Genauigkeit (+ -3% gemäß Datenblatt ) bieten .

Das grundlegende Verfahren wäre, den Kraftsensor an das Arduino anzuschließen und zuerst den Widerstand mit einer leeren Flasche zu messen, dann erneut mit einer vollen Flasche zu messen. Auf diese Weise erhalten Sie eine Vorstellung von der Kraft, die Ihre spezifische Plattform tatsächlich auf den Sensor ausübt, und können dann die Spannung (gemäß Datenblatt) für Ihre Installation fein einstellen.

Ein grundlegendes Tutorial mit einem ähnlichen Kraftsensor mit einem Arduino finden Sie hier .

Andere Möglichkeiten

• Optische Flüssigkeitsstandsensoren
• Ultraschallpegelüberwachung
• Thermistoren und Heizschlangen auf verschiedenen Ebenen zur Messung der thermischen Masse (dh Wasser) in der Nähe des Sensors

Ich denke, Sie möchten einen "Flüssigkeitsstandsschalter" , möglicherweise auch als "Flüssigkeitsschalter" bekannt ... Ich weiß, dass dies möglicherweise nicht Ihren Anforderungen entspricht, aber dies ist eine Möglichkeit, das Problem für> 10 USD zu lösen. Ich würde wahrscheinlich etwas zusammen hacken, das diesen Sensor in die Flasche einbindet. Es ist wahrscheinlich zu hackig, aber Sie könnten eine Sperrholzscheibe mit dem gleichen Durchmesser wie die Wasserflasche haben, mit einem Rohranschluss in der Mitte, an dem Sie den Schalter montieren können, so dass die Wasserflasche Wasser durch sie leitet, so dass sie bei niedrigem Wasserstand durchläuft würde es den Schalter auslösen, bevor es zur Pumpe läuft.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Strom zu messen, der in die Pumpe fließt. Wenn es trocken läuft, steigt der Strom, der die Wärme erzeugt, die die Pumpe brät.

Oder messen Sie die Temperatur an der Pumpe, aber die Messung des Stroms erkennt den Beginn der Kernschmelze der Pumpe, während die Temperatur möglicherweise nur die Mitte oder das Ende der Kernschmelze erkennt. :-(

Oder installieren Sie einen Strombegrenzer oder Leistungsschalter in der Pumpe, falls alles andere ausfällt. :-)

Es scheint mir, dass, wenn Sie 4,9 Gallonen abgepumpt haben, Sie wissen, dass der Krug fast leer ist. Wenn ein Inline-Durchflussmesser zwischen der Pumpe und dem Espessso-Hersteller aufgrund von Wasserkontakt ausfällt, wissen Sie vielleicht, dass ein Espresso-Schuss x Wassermenge benötigt, und wenn man y-Schüsse angefordert hat (und x-mal y berechnet hat), ist dies einer in der Gefahrenzone, kein Wasser mehr zu haben?

Immer wenn Licht einem Pfad folgt, der es von einem Material zum nächsten führt, macht es eine scharfe Kurve. Der Abweichungswinkel ist jedoch je nach Materialeigenschaft unterschiedlich.

Sie können dieses Prinzip anwenden.

Stellen Sie eine LED auf der Ebene ein, auf der Sie am niedrigsten sein möchten. Wenn das Wasser voll ist, folgt sein Licht einem bestimmten Pfad durch den Behälter und erreicht seinen Lichtsensor. Wenn das Wasser unter das Niveau fällt, wird es es verfehlen (oder Sie könnten einen zweiten Sensor einrichten, wenn Sie es wirklich wollten).

Anhand dieser Informationen können Sie feststellen, wann das Wasser zu niedrig wird. Ergreifen Sie einfach geeignete Maßnahmen.

Beachten Sie die Empfehlung zur Messung des verwendeten Wassers. Das könnte gefährlich sein. Möglicherweise haben Sie eine Leckage (entweder jetzt oder später) oder jemand kippt die Maschine und verschüttet etwas Wasser. In beiden Fällen wäre Ihr Wasserstand niedriger als der von Ihnen berechnete, was sicherlich dazu führen würde, dass Ihre Espressomaschine ruiniert wird.

Laser

Wenn Ihre blauen Wasserflaschen wie meine sind, sind sie transparent.

Folgendes würde ich zuerst versuchen:

Ich würde einen billigen Laser bekommen und das Licht horizontal durch die Flasche scheinen lassen. Ich würde den Laser durch einen kurzen Akkord richten - nicht direkt durch die Mitte der Flasche; vielleicht 1/8 links von der Mitte drehen.

    -------
L../.......\..........S1
  /         \
 |     o     |        S2
  \         /
   \       /
    -------
top-down view

Wenn die Flasche leer ist, schießt der Laserstrahl ziemlich direkt durch die Flasche - ich würde dort einen Fotosensor S1 platzieren.

Wenn die Flasche nicht ganz leer ist, wird der Laserstrahl gebogen ( gebrochen ) - aus Redundanzgründen würde ich dort einen weiteren Fotosensor S2 platzieren.

Solange der Arduino sieht, dass der Laser alleine auf S2 trifft, befindet sich noch etwas Wasser in der Flasche, zumindest bis zur Höhe des Lasers - schalten Sie das grüne Licht ein.

Alles andere - Lichterkennung nur bei S1 oder nichts an einem Sensor oder Licht an beiden Sensoren (ja, es kann passieren) - etwas scheint nicht richtig zu sein. Lassen Sie den Arduino besser das grüne Licht ausschalten und ausschalten auf dem roten Licht.

Ich würde mit der einfachsten Sache beginnen, die möglicherweise funktionieren könnte . Wenn ich Glück habe, könnte es funktionieren. Wenn nicht, gibt es viele kleine Tricks, um das Licht dahin zu bringen, wo Sie es haben möchten. Es gibt auch viele Tricks, um Sonnenlicht usw. daran zu hindern, dorthin zu gelangen, wo Sie es nicht möchten. Kleine schwarze Röhren, rote Kunststofffilter, pulsierender Laser mit wenigen kHz, Kollimationslinsen, Lock-In-Verstärker usw.

Es scheint viele Tutorials zu geben, die beschreiben, wie man einen Laser mit Arduino erkennt - siehe

• "Laserharfe"
• "Laser Timing Gate"
• "Arduino Laser Tripwire"
• "Arduino Forum: Laserdetektion"
• "Arduino-Sicherheit mit verdammtem Laser"
• "Arduino selbstkalibrierender Laser-Trip-Draht"
• "Das Arduino-gesteuerte Lasersicherheitssystem"
• "Raspberry Pi & Arduino: Laserpointer-Kommunikation"
• usw.

(Dies würde wahrscheinlich genauso gut mit einer LED mittlerer Leistung oder "Infrarot-LED" und einer sorgfältigen optischen Fokussierung und Ausrichtung funktionieren. Aber - Laser!)

Sie können einen Metalldetektor wie das Setup verwenden, indem Sie die Tatsache berücksichtigen, dass sich die elektronische Permittivität von Wasser von der von Luft unterscheidet

Haben Sie eine Spule mit Wechselstrom neben der Flasche und eine Spule ohne Stromversorgung

Durch Messen des Stroms und / oder der Spannung, die von der zweiten Spule erzeugt werden, können Sie den Unterschied zwischen mit und ohne Wasser daneben erkennen

Ehrlich gesagt - Sie überdenken das.

Ein Ölmessstab oder ein Schwimmer wäre alles, was Sie brauchen. Sobald der Wasserstand unter Ihr Minimum fällt, bewegt sich der Schwimmer mit dem Wasserstand nach unten und zieht einen Schalter oder lässt einen LDR durch ein Loch sehen. Dann mach so etwas wie ein Licht an.

Weniger ist mehr.