Elektronischer Blasenzähler

[Onza]

Boa - ich komme aus dem Staunen nicht heraus. Mein erster Blick ging auf den Kalender. Ist heute der 1. April?

[Becks]

Warum Staunen? Hätte das nicht geklappt wäre die nächste Idee Piezoelemente gewesen. Zum Stichwort "Klopfsensor" findet man einiges und so ein Röhrchen wird ausreichend geschüttelt wenn eine Blase durchgeht daß man das Signal messen kann.

Und da das Zeug bei Aliexpress wirklich nur wenig kostet ist auch nicht viel Geld kaputt wenn es nicht klappt. Mein Wein gärt übrigens gerade mit 0.25 BPM

[Fruchtweinkeller]

Man muss seine Spieltriebe (und das ist nicht negativ gemeint!) halt einfach mal ausleben Glückwunsch zur gelungenen Basteilei.

[NetDevil]

Hi,

eine wirklich gelungene Konstruktion hast du da BPM ist genau der Wert den ich mir von einem solchen Gerät erwarten würde

Entweder stelle ich die Frequenz dann auf einem LCD-Display dar oder löte noch ein Modul dran und baue einen Webserver auf.

Das Display wäre sicherlich ausreichend und schneller gemacht als alles Weitere. Im Wunschkonzert wäre natürlich eine EDV-unterstütze Möglichkeit was geiles Wenn du den Webserver "aufbauen" willst, meinst du dann auf die Platine (à la Raspberry Pi) oder standalone als HomeServer mit einer Verbindung zum Zählwerk? Für alle die eh schon einen HomeServer zuhause stehen haben (*hust*hust*) und die Verbindung (kabellos....? Serieller UKW-Broadcast / Bluetooth / WLAN-Modul) herstellen können würde sich da eine gute Möglichkeit eröffnen und mittels WebApp eine mobile friendly Oberfläche mit Graphen etc. zu basteln - bzw. auch die Anbindung mehrerer Messinstrumente parallel.
Da ich selber Informatiker bin (mehr aber Software als Hardware) bin ich ganz schön neugierig, fasziniert und tief beeindruckt was du da gebastelt hast

Viel Erfolg weiterhin!

[Ikator]

Moin,

Hast du dir schon geanken über mehrere Blubbel-Zähler gemacht? Eingänge hast du am Arduino bestimmt noch frei. Meistens hat man ja nich nur einen Ballon der blubbelt.

Ich wäre auch mal am Arduino Sketch interessiert. Find es immer interesannt wie andere ein Problem angehen.

Viele Grüße & weiterhin viel spass am Tüfteln
Ikator

[Nathea]

Oh, das ist Salz auf offene Wunden ...

Solch ein Blasenzähler ist schon länger ein Wunschtraum von mir, den ich leider - in Ermangelung eines elektrotechnisch begabten, bastelnden Freundeskreises - bislang noch nicht habe verwirklichen können.

Du hast nicht zufällig eine kleine Anleitung parat, nach der Du Deinen Blasenzähler zusammengebastelt hast? An technischem Interesse und handwerklicher Grundbegabung scheitert es bei mir nicht ...

Tolle Sache!
Viele Grüße,
Sylvia

[Becks]

Dann beantworten wir mal ein paar Fragen und erläutern Ideen.

Als eventuelle Webanbindung käme das Modul hier in Frage: Klick. Hier muss ich noch etwas herumrätseln welchen Arduino ich da nutzen werde. Soweit ich weiss arbeitet das Modul mit 3.3V, meine Lichtschranke verwendet 5V.

Derzeitig ist noch auf der Reise zu mir ein Mini Pro 3.3V, der ideal für das WLAN-Modul ist, aber eben nur 3.3V spuckt und eventuell nicht Lichtschrankengeeignet ist. Finde ich aber noch heraus. Am Ende lasse ich den Nano verbaut der eh gerade genutzt wird - da liegt eh noch ein weiterer herum.

Mit dem Webmodul und einer Softwarelibrary kann ich einen simplen Webserver aufbauen und dort die Messwerte darstellen. Auf der Gegenseite könnte ich dann meine NAS nutzen, per Programm (wget) die Daten vom Arduino-Server ziehen, per Skript in eine Datenbank einspeisen und dann mit den dortigen Mitteln wieder darstellen. So etwas habe ich jetzt schon in Gebrauch - der Raspberry ist als Wetterstation im Einsatz und macht genau das. Er liefert die Daten für die NAS und die NAS stellt alles dar.

Unkomplizierter ist klar die Nutzung eines LCD-Moduls. Das hier sollte eigentlich längst da sein...


Randgedanken für Nachbastler:
Arduinos programmieren ist einfacher als man denkt und die Schaltungen sind es eigentlich nicht wert, so genannt zu werden. Die Lichtschranke basiert auf der Anleitung hier -> "Lichtschranke mittels TEMIC K153P". Alles was ich lernen musste war die Funktion eines "Pull Up Widerstands", der kurz gesagt dafür sorgt dass der Arduino eine passendes Analogsignal anzeigt. Am Ende musste lediglich der 100Ohm-Widerstand gegen 1K Ohm getauscht werden, dann lief das Ding.
Programmiert wird per IDE (kostenlos), die Arduinos stöpselt man dazu nur an den USB an. Fertige Module, Bauteile etc. gibt es bei Aliexpress nachgeworfen. Man muss lediglich etwas warten bis das Material eintrudelt. Ganz simpel sind sogenannte I2C Module. Die reden mit Raspi und Arduino über eine genormte Schnittstelle, Libraries zum Auslesen findet man im Netz. 4 Kabel drandröseln, fertig.

Wer also einsteigen will: ein paar Euros nach Asien schicken, ein paar Arduinos odern, dazu solch ein Steckbrett, Kabel zum Stecken und eben Sensoren. ich habe nun Druck- Feuchtigkeits, Temperatur- und Lichtsensoren daheim, eine Schachtel voll Widerstände, ein paar LEDs, diese IR-Lichtschrankenbauteile, Platinen und Kabel. Anleitungen hat es im Netz genug.

Das Bubbleprogramm ist ebenfalls simpel. es besteht aus einer Endlosschleife in der der Analogwert der Lichtschranke abgefragt wird. Solange Wasser im Rohr ist liegt der bei mir gerade bei 20-30 (Maximalwert: 1023). Zischt eine Blase durch steigt er auf > 100 an und fällt danach wieder zurück.
Nach dem Auslesen wird überprüft ob der Wert > 100 ist, wenn ja der Blasenzähler um eins erhöht und ein zweiter Zähler von 0 auf 1 geändert. Solange der zweite Zähler eine 1 beinhaltet wird die Bubblezahl nicht erhöht, auch wenn der nächste Messwert wieder > 100 ist. Fällt der Messwert auf unter 30 wird Zähler zwei auf 0 zurückgesetzt und die Anlage ist im Ausgangszustand. Arduino hat einen internen Zähler der die Anzahl an Millisekunden seit dem Start ausspuckt. (Anzahl Blasen) * 60000 / Millisekunden = BPM.

Aufgehübscht ist das Progrämmchen derzeitig mit einer Schleife die jede Minute eine LED so oft blinken lässt wie Blasen seit dem Start durchgelaufen sind. Nicht praktisch da in der Zeit nicht gemessen wird aber so als Alphatest über Nacht mit USB-Netzteil als Stromquelle ganz nett.

Zu Multimesungen: Jap, der Arduino hat 6 Analogsignale und ich habe schon vor, mehr als eine Quelle zu nutzen. Muss dann aber irgendwann mal nachrechnen und -messen was die IR-LED so an Energie schluckt. Nicht dass am Ende zu viel Last am Ard anliegt und er durchbrennt. Ev. bau ich dazu einfach eine separate Versorgung für die Dioden zusammen, dann ist das auch gelöst. Aber erst einmal noch die Feinheiten herausarbeiten. Die jetzigen Bauteile sind etwas zu tief verlötet, der Lichtstrahl geht nicht durch die Gärröhrechenmitte. Ausserdem ist die Verkabelung noch unpraktisch.

[Ikator]

(Anzahl Blasen) * 60000 / Millisekunden = BPM.

Also hast du die durchschnittlich BPM über die gesammte Laufzeit des Programms. Ist dann dein Vorgehen: Zähler einschalten -> 5min Laufen lassen -> Wert über den PC auslesen?

Ich hab auch einen Blasenzähler in Entwicklung. und gehe ähnlich wie du vor. Allerdings hab ich eher den gesammten Gärverlauf mit Auswertung im Auge. Ich nutz einen Arduino und ein DataLoggingShield um die Daten auf SD-Karte festzuhalten und später am PC auszuwerten.
Gerne erstell ich auch eine Übersicht von meinem Zähler.

Gruß
Ikator

[Becks]

Bis jetzt ist es der Durchshnitt über den gesamten Zeitraum der Messung. Das ändere ich noch denn der Blasenzähler soll auch das Ende anzeigen ( 0 BPM), was aber bei der Zählweise nicht möglich ist sobald nur eine Blase detektiert wurde. Ich denke ich bastel/berechne ein "rolling average" (z.B. basierend auf den letzten 10 oder 20 Blubbs) sowie eine aktuelle Frequenz bsierend auf den letzten zwei Blubbs und schreibe eventuell noch eine Zwischenschleife, die alle x Minuten sich zu Wort meldet und die Anzahl der Blubbs in den letzten y Minuten auswirft. Das sind aber reine Programmierspielereien.

Derzeitig ist die Auswertung noch nicht realisiert. Der Ardu schickt die Blubbwerte an den seriellen Monitor, sprich die USB Schnittstelle. Ohne Gegenpart der dauerhaft dort angehängt ist ist keine Langzeitmessung möglich, und einen PC mit 200 Watt Stromverbrauch nutze ich ungern wochenlang zur Gasmessung. Aus dem Grund auch die Idee per Webserver/WLAN oder einem LCD Display.

Was Du machen könntest: Anstelle des SD-Kartenshields (muss ja manuell ausgelesen werden -> bääääh) den Arduino per USB an einen Raspi docken, im laufenden Betrieb die Daten vom Arduino an den Raspi übermitteln und die dort dann verwerten. Für die paar Frequenzmessungen/Blubbzählungen reicht der mehr als aus und auch ein Webserver dürfte noch problemlos damit gefüttert werden können.

Alex

[Becks]

Blubb Beta rollt aus...

Nachdem die Hardware auf dem Steckbrett funktioniert hat kommt nun im nächsten Schritt ein Hardwareupgrade


Eine kleine Platine zuschneiden (4 Lochstreifen breit) und die mittleren zwei Leiterbahnen unterbrechen.


Etwas Gelöte von unten - die zwei Widerstände (100 und 1000 Ohm) sowie Steckpfosten und ein Draht



Die Oberseite, hier ist die IR-Diode (blau, links) und der IR-Empfänger (schwarz, rechts) eingelötet.


Hier sind die Verbindungen die auf der Unterseite liegen mit eingezeichnet. Oranger Strich = 1000 Ohm Widerstand, gelber Strich = 100 Ohm Widerstand, roter Halbkreis = roter Draht. Alles wird auf die vier Pfosten rechts geleitet welche dann am Arduino an +5V (rot), GND (Schwarz) und Analog 0 (A0, grün) angeschlosssen werden muß


Seitenansicht. Die Oberkante der Sensoren muß ab Platinenoberseite 11mm Abstand besitzen wenn man wie ich (im nächsten Bild sichtbar) noch etwas Schlauch einklebt.


Etwas Schlauch (12mm) einkleben, dann verrutscht der Sensor weniger schnell


Und weil mir spontan nichts anderes einfiel um den Sensor am Röhrchen zu befestigen wurde hinten die Platine ebenfallls isoliert und zwei lange dünne Drähte eingelötet.


Sieht schon schiker aus als beim ersten Anlauf. Die Drähte durch ein gebohrtes Loch ziehen und einfach verknoten. An den Sensor kommt ein vorgefertigtes Kabel (LED-Leuchtmittelbedarf), die Kabelfarben entsprechen den Belegungen oben (5V, GND und Signal)


Auch hier wird es ordentlcher. Nur noch drei Drähte welche das Kabel mit dem Arduino verbinden.


Fertiger neuer Testaufbau. Jetzt hat der Arduino Platz, ich kann wenn gewollt weitere Sensoren anhängen und nun mal an die Software denken.

[Becks]

Tjo,
wie mir gerade so auffällt ist der IR-Empfänger gar nicht an der Masse angelötet....


Nun isser dran.

[Ikator]

Cool ein selbstgebauter BlasenSensor. Hat natürlich den Vorteil, dass du den Schwellenwert einstellen kannst.
Ich verwende bei meinem Zähler fertige Lichtschranken. Habe in der eBucht passende gefunden. Hier. Die passen vom Spaltmaß genau auf die Plastikröhrchen. Anschluss der 3 Pins sind +5V, GND und OUT. OUT geht an einen digital Pin des Arduino.
Wird die Lichtschranke unterbrochen liegt ein HIGH-Signal am Pin an. Außerdem haben die Lichtschranken eine LED auf der Platine die ein Auslösen anzeigt. Auch sehr praktisch.
Kleiner Nachteil bei dem China-Shop: Ich hab mir 5 Sensoren bestellt und es kamen zwei verschiedene Typen an. Die unterscheiden sich etwas in de Bauform, der Pin-Belegung und das Output Signal ist invertiert. Aber lässt sich alles per Software oder veränderter Verkabelung beheben. War trotzdem etwas ärgerlich.

Noch irgendwo auf dem Weg ist mein LCD Display. Wenn das da ist kann ich meinen Prototyp endlich fertigstellen.