Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Fibaro Fibaro
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pomiar poziomu wody z zapisem do komputera

fiend_ 15 Gru 2014 19:29 2721 30
  • #1 15 Gru 2014 19:29
    fiend_
    Poziom 43  

    Witam.
    Dostaliśmy w grupie na uczelni jako forma zaliczenia zadanie, a mianowicie zaprojektować i zrealizować rozwiązanie podające ilość wody (odległość lustra od dna) w sześciennym zbiorniku z zapisem do komputera.
    Oczywistą oczywistością jest wykorzystanie mikrokontrolera, prawdopodobnie będzie to Atmega16 - pytanie - gdzie kupić gotowca który będzie do tego wykorzystany?
    Większy problem jest za to z urządzeniem przekazującym te dane do mikrokontrolera - była propozycja dalmierza laserowego i chyba to wydaje się jedynym sensownym i w miarę tanim wyjściem. Pytanie tylko, jaki wybrać, aby nie było problemu z jego pracą z mikrokontrolerem? Dokładność pomiaru nie musi być super, z tego co patrzyłem to najtańsze dalmierze mają wystarczającą do naszego projektu. Czy te najtańsze ze znanego portalu aukcyjnego da radę jakoś podłączyć do atmegi?

    Od razu mówię, że jest to moje pierwsze doświadczenie z tego typu projektem, więc za jakiekolwiek gafy przepraszam z góry ;)

    0 29
  • Fibaro
  • #2 15 Gru 2014 19:48
    Kuniarz
    Poziom 36  

    Może po prostu coś na wzór wskaźnika paliwa w baku - czyli pływak + potencjometr. Potencjometr daje na wyjściu napięcie, napięcie wprowadzasz na ADC procesora. Obróbka wstępna w programie i wysyłasz np. co sekundę pomiary po porcie szeregowym do komputera. Przejściówka UART-USB i masz gotowy projekt.

    0
  • #3 15 Gru 2014 20:12
    TvWidget
    Poziom 30  

    To zadanie ma czegoś was nauczyć. Między innymi jak zabrać się za taki projekt. Metodologia postępowania jest ogólnie znana. Zwykle zaczyna się od przygotowania założeń.
    Moim zdaniem w tym wypadku kluczowe znaczenie ma zakres pomiarowy, dokładność pomiaru, szybkość pomiaru, warunki klimatyczne w jakich będzie przeprowadzany pomiar, sposób przesyłania danych do PC itd.
    Ty jednak zaczynasz od wyboru procesora i usiłujesz wszystko do niego dopasować.

    0
  • #4 15 Gru 2014 20:28
    wolek14
    Poziom 31  

    Nie napisałeś co się będzie z ta wodą w zbiorniku działo. Jeżeli w środku nie będzie jakichś większych zawirowań itp, to ilość (wysokość) wody w zbiorniku odpowiada ciśnieniu na jego dnie. Wystarczy wtedy je zmierzyć czujnikiem ciśnienia wody. Moim zdaniem będzie to zdecydowanie trwalsze rozwiązanie niż z pływakiem, i dużo prostsze (jeśli zbiornik ma np. 2m wysokości, to ramię pływaka będzie ogromne). Natomiast chcę zaznaczyć że moje rozważania są czysto teoretyczne - nigdy czegoś takiego nie wykonywałem w praktyce, więc nie wiem jakie inne czynniki mogą tutaj wpłynąć na pomiar.

    0
  • #5 15 Gru 2014 20:40
    fiend_
    Poziom 43  

    TvWidget napisał:
    To zadanie ma czegoś was nauczyć. Między innymi jak zabrać się za taki projekt. Metodologia postępowania jest ogólnie znana. Zwykle zaczyna się od przygotowania założeń.
    Moim zdaniem w tym wypadku kluczowe znaczenie ma zakres pomiarowy, dokładność pomiaru, szybkość pomiaru, warunki klimatyczne w jakich będzie przeprowadzany pomiar, sposób przesyłania danych do PC itd.
    Ty jednak zaczynasz od wyboru procesora i usiłujesz wszystko do niego dopasować.

    To zadanie zostało nam przydzielone przez osobę mającą blade pojęcie na temat tego typu projektu.
    Po prostu stwierdził, że ma to być zrobione. Kwestia merytoryczna dla mnie jest nieistotna, zależy mi na jak najprostszym ( i w miarę tanim) sposobie wykonania tego.
    Z tego co zauważyłem, to w rozsądnych pieniądzach można kupić dalmierz laserowy z zapisem 20 pozycji, ale nie wiem właśnie czy laserowy w tym przypadku zadziała i brak zapisu do PC to tylko ewentualna opcja.

    Zbiornik sześcienny- wykonany ze szkła, pojemności dokładnej nie pamiętam, wymiary wys x szer x dłg jakieś 90x60x60cm.
    Dokładność co do 0,5-1cm w zupełności wystarczy.
    Szybkość pomiaru różna - ale nie szybciej niż co 30 sekund.
    Pomiar w zwykłej sali uczelnianej.
    Ze zbiornika będzie ubywała lub będzie dolewana woda z innego - jest to takie chłopskie "stanowisko laboratoriów automatyki".
    Ze względu na wysokość zbiornika to pływak ala w baku paliwowym chyba odpada

    Atmega16 padła jako propozycja innego wykładowcy, niczego nie narzucam.

    0
  • #6 15 Gru 2014 20:51
    dedito
    Poziom 39  

    fiend_ napisał:
    zależy mi na jak najprostszym ( i w miarę tanim) sposobie wykonania tego
    Kuniarz napisał:
    pływak + potencjometr

    To jest najprostsze i najtańsze.
    Można tu też zrealizować pomiar na zasadzie pomiaru ciężaru zbiornika, czyli ciężar działa z proporcjonalną siłą na jakiś element pomiarowy, którym znowu może być jakiś potencjometr. Obawiam się tylko, że błąd pomiaru mógłby być większy niż w przypadku pływaka.

    0
  • #7 15 Gru 2014 21:01
    Kuniarz
    Poziom 36  

    fiend_ napisał:
    Z tego co zauważyłem, to w rozsądnych pieniądzach można kupić dalmierz laserowy z zapisem 20 pozycji, ale nie wiem właśnie czy laserowy w tym przypadku zadziała i brak zapisu do PC to tylko ewentualna opcja.


    Strasznie kombinujesz z tym dalmierzem, to moim zdaniem bardzo zły trop...

    0
  • Fibaro
  • #9 15 Gru 2014 21:05
    archanoid
    Poziom 25  

    Witam . Jeśli i tak musicie używać mikrokontrolera to może czujnik pojemnościowy . Kiedyś już pisałem na forum o tym czujniku . Tutaj masz opis tylko tyle że mikrokontroler to ST62 . Zmieniając go na ATmege i pisząc odpowiedni program zrobicie tanim kosztem dosyć dokładny wskaźnik poziomu wody .

    0
  • #10 15 Gru 2014 21:09
    dedito
    Poziom 39  

    archanoid napisał:
    Jeśli i tak musicie używać mikrokontrolera to może czujnik pojemnościowy
    Nie muszą.
    fiend_ napisał:
    To zadanie zostało nam przydzielone przez osobę mającą blade pojęcie na temat tego typu projektu.
    Po prostu stwierdził, że ma to być zrobione. Kwestia merytoryczna dla mnie jest nieistotna, zależy mi na jak najprostszym ( i w miarę tanim) sposobie wykonania tego.

    Mi to wygląda na "odfajkowanie" tematu i najlepszym rozwiązaniem widzę tu ten gotowy czujnik z wyjściem rs-232. W zasadzie pozostaje tylko kwestia oprogramowania.

    0
  • #11 15 Gru 2014 21:10
    fiend_
    Poziom 43  

    Kuniarz napisał:
    fiend_ napisał:
    Z tego co zauważyłem, to w rozsądnych pieniądzach można kupić dalmierz laserowy z zapisem 20 pozycji, ale nie wiem właśnie czy laserowy w tym przypadku zadziała i brak zapisu do PC to tylko ewentualna opcja.


    Strasznie kombinujesz z tym dalmierzem, to moim zdaniem bardzo zły trop...

    Po dłuższej lekturze widzę że byłoby to faktycznie bardzo problematyczne, raczej z założenia to urządzenie odrębne, samowystarczalne.
    Co do czujnika pojemnościowego i sondy to poczytam i pokombinuję.
    Jak na razie dziękuję za wypowiedzi i rzucenie jakiegoś światła na projekt.
    Zapis ma być do komputera, może być i mikrokontroler, może być bez - pole do manewru duże.

    Co do tej sondy z rs 232 - 800zł to dosyć sporo jak na amatorski projekt, chyba że gdzieś taniej da radę znaleźć - nie wiem gdzie nawet szukać.

    0
  • Fibaro
  • #12 16 Gru 2014 13:43
    jerry1960
    Poziom 33  

    A może coś takiego
    Wodowskaz palowy
    Łaty cyfrowe– stosowane na wodach niezamarzających. Zasada działania łat cyfrowych oparta jest o magnes, który umieszczony jest w pływaku
    poruszającym się w rurze. Na zewnątrz rury umieszcza się
    kontaktory (urządzenie, które zamyka obwód pod wpływem pola
    magnetycznego). Pod wpływem zmian poziomu wody - pływak przesuwa się powodując zamknięcie obwodu w kontaktorze umieszczonym na odpowiedniej wysokości. Po zamknięciu obwodu impuls elektryczny przekazywany jest do rejestratora.

    0
  • #13 16 Gru 2014 14:02
    dedito
    Poziom 39  

    jerry1960 napisał:
    Na zewnątrz rury umieszcza się
    kontaktory
    jerry1960 napisał:
    pływak przesuwa się powodując zamknięcie obwodu w kontaktorze
    Kontaktrony.
    To ma zastosowanie dla wartości granicznych. Do przypadku autora to trochę nie pasuje.

    0
  • #17 16 Gru 2014 22:12
    arelektroda
    Poziom 21  

    Jak słusznie zauważył kolega @TvWidget

    TvWidget napisał:
    Między innymi jak zabrać się za taki projekt. Metodologia postępowania jest ogólnie znana. Zwykle zaczyna się od przygotowania założeń.
    Moim zdaniem w tym wypadku kluczowe znaczenie ma zakres pomiarowy, dokładność pomiaru, szybkość pomiaru, warunki klimatyczne w jakich będzie przeprowadzany pomiar, sposób przesyłania danych do PC itd.

    Wg mnie z tego co napisaliście macie
    fiend_ napisał:
    zaprojektować i zrealizować rozwiązanie podające ilość wody (odległość lustra od dna) w sześciennym zbiorniku z zapisem do komputera.
    Jak rozumiem ilość wody w zbiorniku o kształcie sześcianu ma być określana na podstawie odległości mierzonej od dna do lustra wody w tym zbiorniku. Stąd Wasze dywagacje dotyczące jakichś dalmierzy laserowych są co najmniej nie na miejscu. Zauważcie, że macie także ten projekt "zrealizować" a to nic innego jak wykonać działający co najmniej prototyp.
    Gdyby określić założenia a potem zabrać się do roboty to może okazać się wystarczającym zastosowanie pływaka, kontaktronów czy też zwykłej listewki z powbijanymi na odpowiedniej wysokości gwoździkami dla określania poziomu wody poprzez pomiar analogowy rezystancji potencjometru pływaka czy też cyfrowy rezystancji kontaktronów czy też zwilżonych gwoździków. Cały temat byłby krótszy i zmierzający do realizacji postawionego celu. Pozdrawiam.

    Dodano po 9 [minuty]:

    Np. dla podania ilości wody spokojnie w założeniach odrzucamy wpływ temperatury tej wody na pomiar poziomu co wcale nie jest bez znaczenia przy pomiarze ilości wykonywanym na podstawie ciśnienia jej naporu na dno zbiornika lub na podstawie ciężaru tej wody.

    0
  • #18 16 Gru 2014 23:10
    shadow0013
    Poziom 34  

    AVT5255 - przerób pod swoje potrzeby. Czujnik ciśnieniowy MPX4250DP - na wyjściu czujnika otrzymujesz sygnał napięciowy, proporcjonalny do różnicy ciśnień.

    0
  • #19 17 Gru 2014 00:51
    Malpeczka159
    Poziom 10  

    [quote="fiend_"]

    TvWidget napisał:


    Zbiornik sześcienny- wykonany ze szkła, pojemności dokładnej nie pamiętam, wymiary wys x szer x dłg jakieś 90x60x60cm.
    Dokładność co do 0,5-1cm w zupełności wystarczy.
    Szybkość pomiaru różna - ale nie szybciej niż co 30 sekund.
    Pomiar w zwykłej sali uczelnianej.
    Ze zbiornika będzie ubywała lub będzie dolewana woda z innego - jest to takie chłopskie "stanowisko laboratoriów automatyki".
    Ze względu na wysokość zbiornika to pływak ala w baku paliwowym chyba odpada

    Atmega16 padła jako propozycja winnego wykładowcy, niczego nie narzucam.

    Jesli znamy wymiary zbiornika i taka dokładność wystarczy to może pomiar "ile pozostało do zapełnienia" przy pomocy np HC-SR04? z powodzeniem stosuje go jako wskaźnik napełnienia zbiornika. Warunkiem jest tylko pomiar w miarę stojącej wody. Cala resztę załatwić można programowo.

    0
  • #20 18 Gru 2014 03:36
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany

    Witam. Przy pomiarach cieczy w zbiornikach stosuje się dwie metody pomiaru a mianowicie oparte na tensometrach czyli pomiar wagi zbiornika. ta metoda jest bardzo dokładna, pozwala mierzyć z dokładnością do 0.1 grama przy przetwornikach pomiarowych delta/ sigma, oraz na pomiarze wysokości lustra cieczy. Tu stosuje się czujniki ultradzwiękowe,laserowe lub czujniki w/cz wykorzystujące efekt doplera. Natomiast jak koledzy wspomnieli o czujnikach ciśnienia czyli pomiarze słupa cieczy w takim zbiorniku z płaskim dnem raczej się nie sprawdzi ponieważ łatwo obliczyć powierzchnię podstawy zbiornika na pojemność aby taki czujnik wogóle coś wykrył musiało by być w nim cieczy na wysokość 1 cm a i tak przeliczenie programowe pojemności będzie niezmiernie trudne. Co innego jeśli podstawa zbiornika jest lejkowata a zbiornik okrągły. Tu można by się pobawić z takim sposobem pomiaru. Co do Atmegi 16 to raczej odpada bo nie da się na niej napisać takiego programu z powodu zbyt małej pamięci. Wasz wykładowca ma blade pojęcie o pomiarach pojemności zbiorników płaskodennych. Co innego jeśli metoda pomiaru opierała by się na dwóch czujnikach przepływu cieczy czyli podczas napełniania i podczas opróżniania zbiornika to z bez problemu prostymi licznikami programowymi dało by się to upchać w tej Atmedze. Potrzebna jest nam większa dawka szczegółów projektu.

    0
  • #21 18 Gru 2014 08:00
    tatanka
    Poziom 20  

    shadow0013 napisał:
    AVT5255 - przerób pod swoje potrzeby. Czujnik ciśnieniowy MPX4250DP - na wyjściu czujnika otrzymujesz sygnał napięciowy, proporcjonalny do różnicy ciśnień.


    Jakie napięcie uzyskasz z czujnika MPX4250DP w zakresie 0-90cm :?:

    0
  • #23 18 Gru 2014 21:03
    tatanka
    Poziom 20  

    Nie takie było pytanie :!:

    PDF poszukać potrafię.

    Jakie napięcie uzyskasz z czujnika MPX4250DP w zakresie 0-90cm :?:

    0
  • #24 18 Gru 2014 21:21
    WoŹnY
    Poziom 28  

    Witam

    W pracy do pomiarów geometrycznych wykorzystuję właśnie dalmierz. Nie są one zbytnio dopracowane, mają problemy z pomiarem od lustra wody, szyby czy czarnych powierzchni, dlatego sądzę, że do pomiaru lustra wody też się średnio nadają. Ponadto zastanawia mnie jak kolega chce z gotowego dalmierza "wyłuskać dane"? Proponowałbym najprostszy sposób, czyli pływak - tym bardziej, że ma to być stanowisko laboratoryjne i skala jest mała. Ewentualnie pomiar wagi zbiornika - ta metoda jest "odporna" na kształt zbiornika.

    0
  • #25 19 Gru 2014 12:59
    piotr411
    Poziom 22  

    WoŹnY

    W pracy do pomiarów geometrycznych wykorzystuję właśnie dalmierz. Nie są one zbytnio dopracowane, mają problemy z pomiarem od lustra wody, szyby czy czarnych powierzchni, dlatego sądzę, że do pomiaru lustra wody też się średnio nadają.

    - 99% racji, 1 procent to pływak na lustrze od którego odbija się dzwięk lub światło

    Ponadto zastanawia mnie jak kolega chce z gotowego dalmierza "wyłuskać dane"? Proponowałbym najprostszy sposób.

    Wyłuska z dalmierzy Bosch DLE 40 do 70, w googlach i chyba na fikschie widziałem, opisy.

    Ewentualnie pomiar wagi zbiornika - ta metoda jest "odporna" na kształt zbiornika.

    Proponowałem pomiar ciśnienia naporowego wody, są moduły i czujniki. Już ktoś wyżej pisał o MPX, zwłaszcza dobry jest (nie pamiętam modelu) z dwoma wejściami. Jedno wejście jak odniesienie ciśnienia atmosferycznego, a drugie naporu ciśnienia w rurce z cieczą. To chyba łatwiejsze i najtańsze rozwiązanie. Są też gotowce, a może były bo to stary KIT AVT2822 i ten Link - o tym MPX pisałem zdanie wyżej, a tu nawet gotowy kit jest.

    0
  • #26 19 Gru 2014 18:59
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany

    Wolnego kolego stosuje z powodzeniem czujniki laserowe, ultradzwiękowe jak i ladarowe z efektem doplera. I to zarówno do wody jak i do cieczy żrących jak i łatwopalnych. Nie powiem są one obarczone błędami które koryguje się programowo za pomocą czujników przepływu ( wlot i wylot ). Natomiast dokładniejszymi układami pomiarowymi są właśnie czujniki przepływu które mierzą dopływ cieczy i odpływ cieczy. Są kompensowane termicznie po to by zmniejszyć błędy spowodowane termiczną zmianą gęstości cieczy. Są to także czujniki ultradzwiękowe. Innym sposobem pomiaru, najdokładniejszym to zastosowanie tensometrów ważących zbiornik.

    0
  • #27 21 Gru 2014 10:20
    Montrres
    Poziom 21  

    Zamiast potencjometru: Pływak w tubie, do tego po zewnętrznej stronie naczynia dajemy dwa lub 3 hallotrony zaraz przy tubie i gotowe. Myślę że ich ilość będzie zależała tylko od wysokości naczynia. Wydaje mi się że prościej się nie da.

    0
  • #28 21 Gru 2014 10:54
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany

    Da się za pomocą zanurzanych prętów różnej wysokości :-) Wystarczy prosty wzmacniacz tranzystorowy dla każdego pręta. Ilość poziomów zależy od ilości prętów i ich długości. Tylko skutkiem ubocznym tej metody pomiaru jest zjawisko elektrolizy.

    0
  • #29 26 Gru 2014 09:24
    tatanka
    Poziom 20  

    tatanka napisał:
    shadow0013 napisał:
    AVT5255 - przerób pod swoje potrzeby. Czujnik ciśnieniowy MPX4250DP - na wyjściu czujnika otrzymujesz sygnał napięciowy, proporcjonalny do różnicy ciśnień.


    Jakie napięcie uzyskasz z czujnika MPX4250DP w zakresie 0-90cm :?:


    Widzę, że nikt nie potrafi tego policzyć.

    0
  • #30 26 Gru 2014 10:36
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany

    Witam. Kolega zadaje pytanie na które znajdzie dokładniejszą odpowiedz w specyfikacji układu. Troszkę teorii ciśnienie wody w temperaturze 0' C 1 mm H2O = 9,81 Pa = 0,073556 mm Hg = 1 kG/m² dla przybliżenia 1 KPa to około 102 mmH2O. Czyli 1m H2O to ciśnienie 10 KPa , 0.1 bara. Według specyfikacji czujnika przy napięciu zasilania 5V napięcie wyjściowe będzie się zmieniało od 0 do 0.5V. Ponieważ czujnik ma zakres do 250 KPa co daje nam 25.5 m H2O lub 2.5bara to według tabeli liniowość czujnika zaczyna się od 30cm słupa wody. Oznacza to ze nie da się tym czujnikiem zmierzyć poziomu w twoim zbiorniku poniżej 30cm.
    Napięcie wyjściowe takich czujników oblicza się ze wzoru

    Dla ciśnienia 100kPa wartość napięcia wyjściowego wynosi:
    Vout = Vzas (0,00369 x P + 0,04) ← Vzas to napięcie zasilania = 5V ← P to ciśnienie w kPa

    Vout = 5 (0,00369 x 100 + 0,04)

    Vout = 2,045V

    Kolega potrzebuje czujnika do 10 KPa np takiego MPX5010P oblicza się według wzoru


    Vzas (0.09 x P + 0.04)


    Tutaj przy napięciu zasilania 5V napięcie wyjściowe będzie się zmieniało od 0 do 5 V.

    0
TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo