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Damit die Milch nicht zur Neige geht

Vom Sensor zum Internet der Dinge – dargestellt am Beispiel einer Füllstandsmessung

13. September 2011, 16:48 Uhr | Christoph Kielhorn, Dieter Uckelmann, LogDynamics Lab

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Entwicklung einer Sensorintegration

Im Folgenden soll dargestellt werden, wie leicht sich Sensoren in einer prototypischen Anwendung in das Internet der Dinge integrieren lassen. Als Beispiel wird hierfür der Füllstand eines Getränkekartons über dessen Gewicht erfasst und über das Internet abrufbar gemacht. Es wird eine technische Entwicklung dargestellt, um die physikalische Information des Gewichts des Getränkekartons aufzubereiten und diese drahtlos in das Internet zu übermitteln und dort abrufbar zu machen.

Für die beispielhafte Umsetzung wurden handelsüblichen Milch-Getränkekartons als Messobjekt genutzt. Eigene Recherchen über Produkte im gesuchten Umfeld führten zum Ergebnis, dass es unterschiedliche Abmessungen und leichte Unterschiede bei den Gewichten (siehe Tabelle 1 und Abbildung 1) für Getränkekartons gibt. Durch die geometrischen Unterschiede ist der Schwerpunkt, in dem die Gewichtskraft des Behältnisses angreift, unterschiedlich. Dieser Umstand wird bei der Auslegung einer Füllstanderfassung berücksichtigt.

Im angeführten Beispiel ist die Information des Restinhalts des Getränkekartons von Interesse. Da aus hygienischen Gründen eine Füllstandmessung im Getränkekarton selbst nicht durchgeführt werden kann, wird das physikalische Gewicht m [kg] des Produkts als Messziel gewählt. In der Tabelle 1 sind alle relevanten Parameter erfasst. Berücksichtigt wird neben den Abmaßen [mm] und des Volumens V [L] der zu Testzwecken genutzten Getränkekartons, auch das Gewicht im vollen und leeren Zustand.

Die sensorische Erfassung eines Füllstands wird durch unterschiedliche Verfahren ermöglicht. Technisch kann eine Messung mechanisch (z.B. durch Messung des Differenzdrucks) und / oder elektrisch erfolgen (z.B. durch Messung der Kapazität zwischen zwei Elektroden). Im Folgenden wird ein Hybridansatz aus beiden genannten Verfahren aufgezeigt.

Typ

L,B,H (mm)

V_{Inhalt (l)}

m_{leer (kg)}

m_{voll (kg)}

Vollmilch (G. Land)

(Hersteller: ReWe)

80 x 80 x 200

0,031

1,061

Vollmilch (Ja!)

(Hersteller. ReWe)