Füllstand der Gasflasche überwachen

Luckyluke

New member
Hallo zusammen,

Ich bin noch recht neu dabei, habe meinen Nano V1+ aber schon erfolgreich überzeugen können meine. Gasgrill zu regeln. Das funktioniert auch super. An dieser Stelle noch mal Danke an alle die das Projekt hier vorangetrieben haben und weiterentwickeln.

Da die Temperatur über den Servo konstant gehalten wird ist das einzig verbliebene Problem das während des Grillens das Gas ausgeht. Jedes mal eine neue Flasche anschließen um Nachts nicht raus zu müssen ist ja auch nicht die ideale Lösung.
Daher jetzt zu meiner Idee:

Wäre es nicht möglich anstatt eines Temperaturfühlers einen Drucksensor anzuschließen und damit den Füllstand der Flasche zu überwachen?

Ich hätte dabei an so etwas gedacht:
Interlink Drucksensor

Bin gespannt was ihr davon haltet

Gruß
Nils
 

s.ochs

BOFH
Ich habe das Datenblatt jetzt nur mal kurz überflogen, aber sieht ja so aus, als würde der Sensor wie die NTC auf Basis eines (Druck-)abhängigen Widerstands arbeiten. Demnach müssten sie an den Messkanälen vom Nano betreibbar sein. Zwar gibt es dazu kein passendes Profil, aber für einen reinen Alarm, wenn die Flasche leer ist, macht das ja nix.
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Wo willst du den Sensor denn anbringen?

Andere Idee: Wird der Gasschlauch im Betrieb kühl, durch den Durchfluss? Eventuell kann man den Temperaturunterschied ja messen. Man müsste den Fühler nur etwas von der Umgebung abschotten.
 

Luckyluke

New member
Vom Prinzip müsste mann drei bis vier davon unter eine Platte legen und dort die Gasflasche aufstellen. Wenn ich den Akozon DF9-40@10kg ansehe (Datenblatt) müsste ich bei drei Sensoren und einer vollen Gasflasche (wenn man davon ausgeht das sich das Gewicht gleichmäßig verteilt) pro Sensor ein Gewicht von 7kg haben was in Reihenschaltung einen Widerstand von ca. 36k Ohm ergibt. Bei leeren Flaschen wäre ich dann bei ungefähr bei 60k Ohm. Wenn ich die Widerstände Parallelschaltung aufbaue würde sich für eine volle Flasche ein Widerstand von ca. 48k Ohm und bei einer leeren bei ca. 133k Ohm. Die Parallelschaltung wäre da glaube ich besser da die Widerstandswerte dann größere Unterscheidungen aufweisen. Bei der Reihenschaltung wäre aber glaube ich die Genauigkeit hör da die Gewichtsverteilung dann egal wäre.

Würde sich das mit der Hardware vom Nano v1+ und den Profile abbilden lassen?

Ich denke nicht das sich der Füllstand durch die Temperatur ermitteln lässt da die Flasche am Anfang ja Umgebungstemperatur hat egal ob voll oder leer und erst durch die Entnahme in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Entnahme vereist wenn ich das richtig habe.
 

s.ochs

BOFH
Aufs "draufstellen" bin ich gar nicht gekommen 😳 .... gute Idee!

was in Reihenschaltung einen Widerstand von ca. 36k Ohm ergibt. Bei leeren Flaschen wäre ich dann bei ungefähr bei 60k Ohm.
Das sollte hinhauen. Ich habe mal schnell paar Zahlen überschlagen:

Widerstandsverlauf.png

Dachte erst, das Inkbird-Profil wäre hier am passensten da sein Basiswiderstand in der Nähe vom Messbereich liegt. Die Fühlerprofile geben sich in dem Bereich aber nicht viel. Man sieht, dass mit steigendem Basiswiderstand der Temperaturbereich etwas größer wird, der in dem Widerstandsbereich liegt. Ist aber nicht viel. Ich habe mir zudem mal noch den Punkt der max. Analog-Digital-Auflösung angesehen (markiert durch vertikalen Strich). Liegt bei allen Profilen leicht neben dem Messbereich, macht aber nix, weil auch direkt neben dem Punkt noch eine sehr gute Auflösung besteht (< 0,1 °C, mehr wird eh nicht angezeigt). Die Wahl des Profils bestimmt also primär den referenzierten Temperaturbereich der angezeigt wird.

Beim Einstellen der Grenzen muss man nur aufpassen, dass die "Temperatur" fällt, wenn die Flasche leichter wird.

Anbei die Tabelle zum Nachrechnen.
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Ich denke nicht das sich der Füllstand durch die Temperatur ermitteln lässt da die Flasche am Anfang ja Umgebungstemperatur hat egal ob voll oder leer und erst durch die Entnahme in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Entnahme vereist wenn ich das richtig habe.
Dachte da auch eher an den Schlauch. Habe aber nicht bedacht, dass ja auch bei Pitmaster 0% nichts fließt. Ist also nicht umsetzbar.
 

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no_Legend

New member
Hallo Zusammen,

auch wenn es mein erster Beitrag ist, bin ich hier über den Beitrag gestolpert.

Ich bin auch gerade dabei für die Gasflasche etwas auszudenken.
Grundsätzlich würde ich es mit 4 Wiegezellen probieren.

Hier mal eine Idee dazu was ich netz gefunden habe:
https://www.instructables.com/id/Gassistant/
https://www.hackster.io/a-bit-gassy/smart-iot-propane-monitoring-pedestal-9d9055

Ich hab die Komponenten gestern mal bei Ali bestellt.

Was meint Ihr, bekommt man so etwas integriert?

Grundlegend wäre mit eine Standalone Lösung mit Anbindung an das Thermo am liebsten.
Soll bedeuten, ein kleines Display soll auf jeden Fall vorhanden sein, da ich nicht immer den Thermo beim grillen verwenden möchte.

Danke und Gruß Robert
 

s.ochs

BOFH
Hi Robert,

bei dem verlinkten Projekt brauchst du einige IOs zum Anschluss der HX-Module. Das wird am Nano V1/V1+ schwierig, da hier alle IOs vom ESP schon zum Einsatz kommen. Daher wär eine Integration/Anbindung auf höherer Ebene sinnvoller. Soll heißen, du führst die Daten von Thermo und Standalone-Füllstandsmesser über http/mqtt zusammen und stellst sie dann gemeisam da, beispielsweise in einem Smart Home System.
Ist etwas verschieden zur Idee von @Luckyluke, er will den Fühlstand ja direkt über das Thermo berechnen.

@Phantomias2006 Frage am Rande: wäre es machbar, dass das Webinterface außer IP/data und IP/settings vom Nano auch noch eine andere IP im Netzwerk abruft und damit eine der Kacheln mit Inhalt füllt? Natürlich muss das Nano dafür laufen, sonst gibt es ja kein Webinterface und die Übergabe muss im passenden JSON-Format sein. Also für die Frage oben nicht so relevant. Aber generell?
 

no_Legend

New member
@s.ochs
Danke für deine Antwort.
So wie du es geschrieben hast, würde es auch gehen.

Noch einen weitere Idee. Könnte die Wage nicht als Thermo Sensor eingelesen werden?
Werden die Thermometer per AD Wandler abgefragt?
Hier würde eine Spannung von 5Volt eine 100% Gasflasche zeigen und 0 Vol eine Leere, nur als Idee oder Beispiel.
Die Konfiguration welche Flasche, Tara gewicht usw. würde ich einfach an dem Waagen ESP oder Arduino einstellen.

Gruß Robert
 

s.ochs

BOFH
Werden die Thermometer per AD Wandler abgefragt?
Ja, intern über den I²C-Bus.

Könnte die Wage nicht als Thermo Sensor eingelesen werden?
Intern ginge das nur über IOs, wie erwähnt, was schwierig wird. Softwareseitig ist das Nano ein "Device", also sendet Daten aus. Das es selbst Daten von anderen Devices sammelt ist nicht vorgesehen. Deshalb der Vorschlag hierfür ein externes Server-System zu nutzen, welches die Daten von beiden Systemen dann sammelt und darstellt.

Hier würde eine Spannung von 5Volt eine 100% Gasflasche zeigen und 0 Vol eine Leere, nur als Idee oder Beispiel.
Die Konfiguration welche Flasche, Tara gewicht usw. würde ich einfach an dem Waagen ESP oder Arduino einstellen.
Komm ich nicht ganz mit. Referenzspannung am ADC vom Nano ist 2,048V. Wenn du Daten über den ADC ins Nano einspielen willst, wäre das im Grunde wieder der Weg von @Luckyluke. "Problem" ist, dass in der Software die Kanäle bisher nur als "Temperaturkanal" hinterlegt sind. Um andere Daten sauber darzustellen, müssten weitere Kanalprofile hinterlegt und entsprechend zugeordnet werden. Oder man bleibt bei der Anzeige als Temperatur und macht das Umrechnen im Kopf. Erzeugt man die Spannung am Kanal über einen externen ESP/Arduino, könnte man es ja auch so machen, dass für ein Fühlerprofil genau 0 - 100 °C, äquivalent zu 0 - 100 %, erzeugt werden. Dann wäre nur das Symbol für die Einheit "falsch". Aber Achtung: am Kanal sollte vom externen Kontroller keine Spannung eingespeißt werden, sondern ein digitaler Widerstand (elektronischer Potentiometer) zum Einsatz kommen, der durch den externen Kontroller gesteuert wird. Die NTC-Fühler erzeugen ja auch keinen Strom, sondern ändern nur ihren Widerstand.
 
Zuletzt bearbeitet:

Phantomias2006

Entwickler
@Phantomias2006 Frage am Rande: wäre es machbar, dass das Webinterface außer IP/data und IP/settings vom Nano auch noch eine andere IP im Netzwerk abruft und damit eine der Kacheln mit Inhalt füllt? Natürlich muss das Nano dafür laufen, sonst gibt es ja kein Webinterface und die Übergabe muss im passenden JSON-Format sein. Also für die Frage oben nicht so relevant. Aber generell?
Jein... wird ein gefrimmel bezüglich CORS... wenn dann müsste das Backend die Daten abholen und auf einer Schnittstelle bereit stellen.
 

no_Legend

New member
Also damit ich mich vielleicht noch mal klarer ausdrücke.

Ich wollte es wie folgt machen:
1. Standalone Gasflaschen Waage, auf Basis eines ESPs. Hier gibt es ja schon genug Projekte mit denen sich erst mal das Konzept prüfen lässt.
ESPEasy tasmota oder der gleichen.
2. Aktivierbare Anbindung an den WLANThermo, Simulation eines Thermometers.
Anbindung soll der Einfachheit halber per Digital Pott erfolgen.
Mit einem 100K Poti mit 256 Schritten, man könnte auch noch einen Vorwiederstand davorschalten, um das Verhalten eines NTC Fühler nachstellen zu können.

Wenn ich es jetzt richtig verstanden habe, muss dafür eine Widerstand Profile hinterlegt werden?
100K zum Beispiel 100% und 0Ohm dann 0% Gasflaschen Inhalt, oder auch umgekehrt.
Das Profil muss von euch hinterlegt werden oder?

Habe ich alles soweit richtig verstanden?

Danke und Gruß Robert
 

s.ochs

BOFH
2. Aktivierbare Anbindung an den WLANThermo, Simulation eines Thermometers.
Anbindung soll der Einfachheit halber per Digital Pott erfolgen.
Mit einem 100K Poti mit 256 Schritten, man könnte auch noch einen Vorwiederstand davorschalten, um das Verhalten eines NTC Fühler nachstellen zu können.

Wenn ich es jetzt richtig verstanden habe, muss dafür eine Widerstand Profile hinterlegt werden?
100K zum Beispiel 100% und 0Ohm dann 0% Gasflaschen Inhalt, oder auch umgekehrt.
Das Profil muss von euch hinterlegt werden oder?
Jaein. Du kannst im Grunde auf eins der bestehenden Fühler-Profile zurückgreifen. Du kannst die Schnittstelle von Standalone zu Nano über den Digital Poti ja so gestalten, dass es den entsprechenden Fühler simuliert. Du nimmst z. B. das 100K/iGrill2-Profil. Die Kennlinie findest du hier: Kennlinie
Du brauchst also bei 0 °C (aka 0 %) einen Widerstand von 327 kOhm und bei 100 °C (aka 100 %) einen Widerstand von 6,34 kOhm. Werte dazwischen entsprechend der Kennlinie. Wenn du das am Kanaleingang so simulierst, kannst du den Kanal als Anzeige für den Füllstand nutzen. Nur, dass hinter der Zahl eben °C und nicht % steht. Wenn du ein eigenes Fühlerprofil anlegst, kannst du damit lediglich eine andere Kennlinie vorgeben. Um das % hinzubekommen, müsste eine neue Messwert-Kategorie angelegt werden, dass umfasst mehrere Skripte und ist nicht so schnell gemacht. Ein eigenes Fühlerprofil könntest du mit paar Zeilen Code selbst anlegen, verlierst dann nur die Updatefähigkeit. Wenn die erhalten bleiben soll, müsste das Profil offiziell in den Code, macht bei aktuell "nur" einer Anwendung aber noch nicht viel Sinn, gerade wenn es keinen großen Vorteil gegenüber der Verwendung eines bestehenden Profils bringt, da du am Standalone ja frei vorgeben kannst.
 

no_Legend

New member
das simulieren von ein solch hohen Wiederstandswert ist nicht so einfach.
Man müsste um auf 400k und dann noch auf 6k Ohm zu kommen , 4 digital pottis in Reihe schalten.
Da wäre es wohl eher sinnvoll ein Profile zu hinterlegen. Am besten halt auch Update sicher.
ob da jetzt c oder % steht oder kg ich glaube das sollte egal sein. Zumindest im ersten Schritt ist es mir egal.

ich werde jetzt erst mal die Wage zum laufen bringen und den Rest mit der Anbindung an den Thermo kommt dann nachgelagert.
schritt fur Schritt, denn mühsam ernährt sich das Eichhörnchen

Danke und Gruß Robert
 

s.ochs

BOFH
Wo ist das Problem? Ein Digitaler Poti ist im Grunde ja nix anderes wie ein Port Expander mit paar Festwiderstände. Der lässt sich ja leicht individuell aufbauen. Alles nur eine Frage der Auflösung. Mit einem 8 bit Expander kommt man immerhin schon auf eine Auflösung von etwa 15 %, mit 16 bit auf knapp 6 %. Das dürfte doch ausreichen und kostet nicht die Welt. Oder willst du runter auf 1 % Auflösung?

Zudem war das 100K/iGrill2 Profil ja nur ein Beispiel. Wenn der Wertebereich kleiner sein soll, ginge auch das Profil vom 5K3A1B. Da bist bei 0 °C (aka 0 %) bei 16,1 kOhm und bei 100 °C (aka 100 %) bei 0,34 kOhm.
 

no_Legend

New member
@s.ochs
Das mit dem anderen Profile macht es dann doch viel einfacher.
Es gibt, was ich bisher gefunden habe, maximal 100kOhm digital potis.
Das profile des 5K3A1B macht es dann doch viel einfacher.
Da sollte sich ein poti finden lassen.

danke und Gruß Robert
 

Halbelunge

New member
Heyho,

um auch mal noch etwas Input mit dazu zu geben:
Ich würde auch tatsächlich die fertigen Module von Sparkfunk zum Messen nutzen:


Ja man kann, mit den oben genannten Sensoren auch selber eine Dehnmessbrücke (strain gage sensor) aufbauen. Ist aber auch gute Ingenieursarbeit sowas. Etwas mit bekanntem Datenblatt, wo man den Auslegerarm nicht selbst designen muss ist hier deutlich praktikabler. Und wir reden hier von kosten von 10€. Außerdem sollt man Dehnmessstreifen am besten in einer differentiellen Anordnung benutzen, wenn man das selbst entwirft.

Desweiteren, von einer Druckmessung im Schlauch würde ich abraten. Mit brennbarem Gas sollte man nicht spielen. Das erhöht nur das Risiko für ein Leck. Das würde ich nicht eingehen.
Die Messung via Temperatur halte ich auch für nicht praktikabel. Die Abkühlung des Schlauchs passiert auch eher da drüber, wie viel Gas gerade ausströmt. Eine kalte Flasche/Schlauch kann bedeuten die Flasche ist fast leer, aber auch noch halb voll. Oder der Schlauch ist warm muss auch nicht heißen, die Flasche ist voll. Es heißt nur aktuell fließt nicht zu viel Gas durch den Schlauch. Hinzukommend muss man auch unbedingt die Umgebungstemperatur mit messen. Schließlich ist nur die Temperaturdifferenz zwischen beidem wirklich aussagekräftig.

Meine Empfehlung wäre 2-4 von den Sparkfunk Sensormodulen nehmen, und entweder die Info direkt in den Nano einspeisen können, oder eine Transimpedanzwandlung entweder als Analogschaltung oder über einen AtTiny oder sowas.

Gruß Benjamin
 
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