Bezprzewodowy czujnik poziomu węgla do zasobnika na ekogroszek

Znajomy posiada w domu piec na ekogroszek z zasobnikiem na węgiel i czasem zapomina dosypywać węgla i gaśnie mu w piecu.

Wykonałem więc nadajnik z ultradźwiękowym czujnikiem odległości HC-SR04, który przekazuje dane do odbiornika bezprzewodowo za pomocą modułu NRF24L01.

Całkowity koszt razem z obudowami i zasilaczami 5V, to około 100 zł.

Gotowy odbiornik i nadajnik wygląda tak, jak na zdjęciu powyżej.

Wykorzystałem:

- 2 x Arduino Mini Pro 5V
- 2 x NRF24L01
- HC-SR04
- buzer 5V
- diody led czerwona, zółta i 3 szt. zielona
- rezytsory 100 ohm, 110 ohm i 190 ohm
- 2 x stabilizator 3,3V
- 2 x kondensator 10uF
- 2 x zasilacz 5V
- obudowy plastikowe

Zmontowałem, to na płytce z OSH Park -> Link ,przy zamówieniu 12 szt. płytek koszt za jedną płytkę wyniósł 7,50 zł.

Diody led i buzer zamontowałem na płytce uniwersalnej.

Schemat nadajnika.


Schemat odbiornika.


Niżej do pobrania są programy do wgrania do Arduino, do nadajnika i odbiornika.

Kod programu odbiornika, jest napisany tak, że gdy poziom węgla spadnie do 57 cm od góry, włącza się buzer na 5 sekund i świeci czerwona dioda i jeżeli nie dosypiemy węgla, buzer włączy się znowu za pół godziny na 5 sekund, po dosypaniu węgla trzeba nacisnąć przycisk reset, który wyprowadziłem za pomocą przycisku na obudowie lub odczekać pół godziny.


Zasobnik na węgiel wygląda tak.


Ponieważ zastosowałem 5 diod, które informują o stanie węgla, to 57 cm podzieliłem na 4, co daje około 14cm i gdy poziom węgla spadnie o 14 cm gasną kolejne diody, aż do 57 cm i wtedy świeci się czerwona dioda i włącza buzer na 5 sekund.

Działanie czujnika widać na poniższym filmie.

Link

Jak się to sprawuje w pojemniku w którym jest spore zapylenie?
Nie ma potrzeby czyszczenia odbiornika?
No i węgiel nie odbija równo fal dźwiękowych, nie oszukuje to wskazań?

Nargo napisał:

Jak się to sprawuje w pojemniku w którym jest spore zapylenie

tam nie ma zapylenia.

To, że zapylenie się pojawi jest tylko kwestią czasu no i opału. Wilgoć jest kolejnym problemem. Ale projekt dla mnie bardzo ciekawy. Za miesiąc (jak nie zapomnę) zapytam jak tam z zapyleniem czujników i wilgocią.
W sumie to może być fajna metoda. Z tego co pamiętam to ktoś już się z tym tematem na elektrodzie mierzył i użył do tego tensometru ale coś tam było nie tak ze stabilnością długoterminową.

Ja tam zliczam czas pracy ślimaka i na tej podstawie ustalam ilość węgla w zasobniku. Działa na 100% bez żadnych czujników.

Trzeba przyznać fajny projekt który może mieć zastosowanie nie tylko w zasobniku pieca na ekogroszek.

@M.S. to dobra metoda i prosta ale musisz kupować cały czas w miarę stały opał. Z doświadczenia wiem, że różnice w masie na jednostkę objętości mogą być dosyć duże pomiędzy dobrym groszkiem a kiepskim. A czujnik zawsze zadziała.

Tekst na czasie Mój ojciec w tamtym tygodniu dorobił licznik zliczający obroty ślimaka i właśnie testuje ile obrotów na pełen zasobnik przypada. Wykorzystał jakiś straty licznik elektromechaniczny i zasila go bezpośrednio z silnika. Banalny patent jaki zrobił aby wykorzystać istniejące zasilanie i nie powtarzanie impulsu spowodował u mnie opad szczęki

Cytat:

różnice w masie na jednostkę objętości mogą być dosyć duże

Mój sposób bazuje jedynie na pojemności. Mam określoną stałą pojemność pojemnika i ślimaka. To ile kg węgla ślimak poda jest mniej ważne od tego kiedy pojemnik się opróżni. Alarm mam ustawiony na 5%, a w pojemniku mieści się ok. 200kg węgla. Od 2013r. nie zdarzyło się, że węgiel skończył się zanim sterownik zasygnalizował brak węgla. Oczywiście trzeba pojemnik zasypywać do pełna.

Działa to u 2 osób, już ponad 2 lata, znajomy mówił, że czasem przedmucha czujnik, czujnik jest położony na zbiorniku i wywiercone są otwory w zbiorniku, wystarczy od czasu do czasu ściągnąć i przedmuchać.

Trochę szkoda, że dziurawi się pokrywę dla czujnika.

Bardzo ciekawy pomysł. Spróbuję go powielić u siebie. Wczoraj jak w nocy zajrzałem do kotłowni to piec już sie wyłączył bo brakło opału. Chyba dziś będzie trzeba napalilem. Spokojnie to nie w domu. Mam trzy kotły na ekogroszek.

Od dawna chodził mi po głowie pomysł z wykorzystaniem tego czujnika do monitorowania ilości opału. Widzę, że będzie trzeba sprawdzić - zapylenie i wilgoć nie są mu tak straszne jak się obawiałem.
Pytanie do autora - masz przewietrzanie zasobnika, czy szczelnie zamknięty? Opał wrzucasz suchy, pylący, czy lekko wilgotny?

Ja tego nie używam, używa 2 moich znajomych, lepiej przy wrzucaniu ściągnąć czujnik i od czasu do czasu przedmuchać, działa, to już prawie 2 lata.

W projekcie
"Lucjan - internetowy sterownik kotła C.O. z podajnikiem"
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3255170.html
został zastosowany gotowy, hermetyczny i pyłoszczelny czujnik JSN-SR04T-2.0, po co kombinować z czujnikami do zabawek?
Ktoś kto twierdzi, że w zasobniku nie ma zapylenia to widział kocioł tylko na wystawie...

Dodano po 10 [minuty]:

SylwekK napisał:

Tekst na czasie Mój ojciec w tamtym tygodniu dorobił licznik zliczający obroty ślimaka i właśnie testuje ile obrotów na pełen zasobnik przypada. Wykorzystał jakiś straty licznik elektromechaniczny i zasila go bezpośrednio z silnika. Banalny patent jaki zrobił aby wykorzystać istniejące zasilanie i nie powtarzanie impulsu spowodował u mnie opad szczęki

Jak już wspomniał M.S, nie ma potrzeby zakładania jakichkolwiek liczników obrotów ślimaka. Przy silniku asynchronicznym (a taki napędza ślimak) i tak potężnym przełożeniu, praktycznie ilość obrotów w czasie jest stała, więc wystarczy raz zmierzyć dla danego ślimaka ilość podawanego węgla w funkcji czasu. Tak działa 90% sterowników kotłów mających funkcję wskazywania ilości w zasobniku. Oczywiście, ma to zastosowanie przy bezpośrednim sterowaniu ślimakiem, bez regulacji obrotów falownikiem.

zbyszekkr napisał:

Nie ma potrzeby zakładania jakichkolwiek liczników obrotów ślimaka. Przy silniku asynchronicznym (a taki napędza ślimak) i tak potężnym przełożeniu, praktycznie ilość obrotów w czasie jest stała, więc wystarczy raz zmierzyć dla danego ślimaka ilość podawanego węgla w funkcji czasu.

W jego sterowniku nie ma takiej funkcji, bo jakby była to by nie kombinował. Pisałem, że dopiero to zainstalował licznik i jest na etapie pierwszego zasypu. Jak będzie miał gotowy wynik to, wystarczy, że spojrzy później na stan licznika i będzie wiedział czy szykować kolejny worek groszku.

SylwekK napisał:

W jego sterowniku nie ma takiej funkcji, bo jakby była to by nie kombinował. Pisałem, że dopiero to zainstalował licznik i jest na etapie pierwszego zasypu. Jak będzie miał gotowy wynik to, wystarczy, że spojrzy później na stan licznika i będzie wiedział czy szykować kolejny worek groszku.

W sterowniku nie ma funkcji to jasne. Z obrotów licznika i tak nic nie wynika, trzeba to przeliczyć. Ja pisałem o tym, że nie trzeba dodatkowych czujników obrotów, wystarczy znać czas pracy podajnika (choć i w tym przypadku trzeba użyć "czujnika" pracy silnika, np przekaźnik włączony równolegle z silnikiem...). Każdy i tak zrobi jak uważa. A naprawdę liczy się inwencja. Byli tu nawet tacy, co ważyli zasobniki...

@zbyszekkr , Przepraszam, ale chyba nie nadążam za Tobą...

Najpierw:

zbyszekkr napisał:

nie ma potrzeby zakładania jakichkolwiek liczników obrotów ślimaka

nieco dalej w tym zdaniu:

zbyszekkr napisał:

wystarczy raz zmierzyć dla danego ślimaka ilość podawanego węgla w funkcji czasu

Co mi to da w takim razie? Rozumiem, że Ty użyłbyś stopera siedząc pod piecem i mierzył czas opróżniania zasobnika w momencie załączenia silnika, bo trudno mi uwierzyć, że za każdym razem ilość węgla jest identyczna co do grama tym bardziej, że podawane jest jednorazowo max kilkadziesiąt gram opału i błąd mógłby się znacznie nawarstwiać w funkcji czasu jak to fachowo ująłeś. No dobra, ale nawet jeśli by to był za każdym razem wynik co do grama to i tak coś musi sprawdzać kiedy silnik pracuje, a sam przecież pisałeś:

zbyszekkr napisał:

W sterowniku nie ma funkcji to jasne.

...więc się pytam co zrobić z otrzymanym wynikiem z poniższego?

zbyszekkr napisał:

wystarczy raz zmierzyć dla danego ślimaka ilość podawanego węgla w funkcji czasu

Teoretycznie wszystko było by ok skoro dalej piszesz, że...

zbyszekkr napisał:

Tak działa 90% sterowników kotłów mających funkcję wskazywania ilości w zasobniku.

...ale chwilę później przecież mamy

zbyszekkr napisał:

W sterowniku nie ma funkcji to jasne.

To w końcu ta funkcja jest czy jej nie ma? A jeśli nie ma to jak myślisz po co w ogóle ten temat i wszelkie kombinacje z nim związane?

I teraz część mojej wypowiedzi:

SylwekK napisał:

testuje ile obrotów na pełen zasobnik przypada

I nie przyszło Ci do głowy, że dzięki temu prostemu rozwiązaniu kiedy ojciec schodzi na fajkę czasem kilka razy dziennie to bez otwierania zasobnika (co jest w jego przypadku utrudnione i nie będę tłumaczył dlaczego) jeden rzut okiem na licznik i wie z dość dużą dokładnością kiedy ma się szykować do kolejnego zasypu.

Teraz odpowiedz co jest w tym rozwiązaniu złego...
1. Czy to, że po pierwszym cyklu ma gotowe dane o ilości obrotów/zasobnik
2. Czy to, że w każdej chwili wie ile ma jeszcze węgla zasobniku (na tym mu najbardziej zależało więc układ założenia spełnia)
3. Czy to, że układ który zrobił nie ingeruje w ŻADEN sposób w piec (np. wycięcie otworów w pokrywie na czujniki o czym ktoś tu już pisał)
4. Czy to, że nie musi dmuchać na czujniki co jakiś czas i sprawdzać czy nie są zapchane pyłem
5. Czy to, że cały układ kosztował 0zł (stary elektromechaniczny licznik z resetem z jakiegoś demontażu i kilka elementów, które poniewierają się w każdej szufladzie elektryka)

I żeby było jasne, jeśli gdzieś popełniłem błąd w moim rozumowaniu to się do tego tutaj przyznam. Nikt nie jest nieomylny. Oczekuję jednak od Ciebie wyjaśnień, bo mogą zainteresować nie tylko mnie.

Mam piec na ekogroszek, zasypuję go suchym węglem i powiem z 10 letniego doświadczenia, że pyli się niemiłosiernie. Oczywiście najbardziej w czasie uzupełniania opału bo później w trakcie pracy pieca już nie a przynajmniej nie tak mocno.
Żeby uchronić się od zapylenia czujników proponuję takie sensory Link
albo czujniki stosowane w w samochodzie tyle, że tam już jest trochę inna zasada działania. W jednej obudowie jest nadajnik i odbiornik więc trochę to inaczej działa.

SylwekK napisał:

Przepraszam, ale chyba nie nadążam za Tobą...

Chyba rzeczywiście nie nadążasz...

zbyszekkr napisał:

wystarczy raz zmierzyć dla danego ślimaka ilość podawanego węgla w funkcji czasu

SylwekK napisał:

Co mi to da w takim razie? Rozumiem, że Ty użyłbyś stopera siedząc pod piecem i mierzył czas opróżniania zasobnika w momencie załączenia silnika,

Nie. Wykonuje się to następująco w kilku krokach.
Gdy nie było to robione wcześniej, lub po wymianie ślimaka lub reduktora: zatrzymać kocioł, wyłączyć dmuchawę, włączyć podajnik do czasu aby całkowicie wypchnął żar z palnika. Zgarnąć węgiel z palnika na równo, bez kopczyka. Opróżnić całkowicie popielnik. Od staranności czyszczenia zależy dokładność pomiaru, no ale bez przesady. Uruchomić podajnik na np 30min. Może to być 25 albo 40 min, nie ma to wielkiego znaczenia. Po odmierzonym czasie zgarnąć węgiel z palnika na równo. Opróżnić popielnik z węgla i dokładnie go zważyć. Uzyskaną wartość podzielić na czas w sekundach, w jakim pracował podajnik.
Tym sposobem mamy ilość g konkretnego węgla przy konkretnym ślimaku i reduktorze podawaną w 1s do palnika.

Inną metodą jest załadowanie zasobnika do pełna i zsumowanie czasu pracy podajnika aż do opróżnienia, ale do tego sam stoper nie wystarczy.

Wynik można wprowadzić do sterownika, jeśli ma taką możliwość (a sterownik uzi18 https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3255170.html ma) albo wykorzystać do skonstruowania własnego wskaźnika poziomu. Obroty silnika asynchronicznego (a taki jest użyty w podajniku) zależą od: ilości par biegunów, częstotliwości sieci, poślizgu i znajdują się na tabliczce znamionowej. Przy obciążeniach znamionowych można przyjąć, że obroty są znamionowe. Przełożenie reduktora liczone jest pewnie w setki (1:300, może 400).
Stąd mały wpływ niewielkich zmian prędkości silnika na wynik pomiaru.

zbyszekkr napisał:

Tak działa 90% sterowników kotłów mających funkcję wskazywania ilości w zasobniku.

Chodziło mi o to, że jeśli w sterowniku fabrycznym jest możliwość wprowadzenia ilości paliwa, to jest ona obliczana przez pomiar czasu pracy podajnika a nie przez pomiar obrotów. Bo zmierzyć czas jest łatwiej niż obroty.
Ja nie negują potrzeby obliczania/sygnalizowania ilości paliwa w zasobniku, ale sam sposób pomiaru. Moim zdaniem czas zużyty na prace mechaniczne w celu podłączenia licznika obrotów do ślimaka (pokaż może zdjęcie z tej adaptacji) mógłbyś wykorzystać na podłączenie przekaźnika do podajnika (najprościej) i napisanie kilku linijek kodu na arduino, co pewnie zajęło by Tobie kilka minut. Można by pokazywać na bieżąco ilość paliwa w kG.

Ale napiszę jeszcze raz żeby było jasne: Dobrze, że zrobiliście pomiar na liczniku, liczy się INWENCJA. Jest to pomiar dokładniejszy niż przez pomiar czasu, ale moim zdaniem mało funkcjonalne. Dla chcących iść tą drogą mogę polecić licznik taśmy magnetofonowej.

SylwekK napisał:

@zbyszekkr , Przepraszam, ale chyba nie nadążam za Tobą...


Co mi to da w takim razie? Rozumiem, że Ty użyłbyś stopera siedząc pod piecem i mierzył czas opróżniania zasobnika w momencie załączenia silnika...

Sylwek, jako osoba zajmująca się sterownikami do kotłów na co dzień informuję, że Twoje myślenie jest przekombinowane.
Tak, wystarczy wiedzieć jaka jest wydajność ślimaka. Typowe palniki dają w granicach 4,5 g groszku na sekundę. Dla pelletu zwanego Varmo, który jest bardzo suchy i co za tym idzie objętościowy, jest to ok 3 g/s.

Wystarczy, że przy okazji czyszczenia palnika, sprawdzisz sobie ile wysypie opału w ciągu 100 sekund i możesz sobie potem zliczać czas pracy silnika, uzyskując bardzo prawidłowy wynik. Ewentualny błąd kasuje się sam w chwili dosypania opału, bo pod korek, to pod korek i kasujesz wskazanie licznika. To czy na koniec pomyli się o 5 kg nie ma najmniejszego znaczenia. Przewaga takiego licznika nad właściwym pomiarem jest taka, że możesz do niego dorobić wszelakie statystyki, zużycie dobowe, chwilowe, prognoza kolejnego zasypu, itp. Tego nie zrobisz na żadnym czujniku.

Dodam, że taki pomiar zasypu najlepiej robić na połowie zbiornika. Gdy jest pełny wskazanie wyliczona masa będzie większa (i na odwrót).

Panowie, wszystko się zgadza Można mierzyć czas pracy silnika i oczywiście ma to sens, ale TYLKO jeśli sterownik posiada opcję liczenia tego czasu i na tej podstawie potrafi oszacować stan zasobnika. Osobiście jestem przeciwny wszelkim czujnikom tam gdzie sypie się opał dlatego spodobało mi się rozwiązanie ojca, które wpięte między silnik, a sterownik (układ pobiera prąd tylko jeśli silnik pracuje) oraz licznik z prostą elektroniką robi bezbłędnie to co powinno czyli informuje ile obrotów zrobił silnik, a przeliczenie tego na ilość opału to już szkoła podstawowa
Poniżej fotki tego rozwiązania



Dodano po 3 [minuty]:

Ps. Plus za licznik magnetofonowy. Pewnie gdyby był pod ręką to by tam zamiast krańcówki wylądował

SylwekK napisał:

spodobało mi się rozwiązanie ojca, które wpięte między silnik, a sterownik (układ pobiera prąd tylko jeśli silnik pracuje) oraz licznik z prostą elektroniką robi bezbłędnie to co powinno czyli informuje ile obrotów zrobił silnik

Mam licznik elektromechaniczny impulsów telefonicznych (liczydło mechaniczne z wyzwoleniem elektromagnetycznym - cewka przyciągająca zworę) - impuls 24V zwiększa stan o 1, nie wymaga zasilania. Ma jednak wadę - brak kasownika.

Też taki mam gdzieś na strychu (został mi po szkolnych praktykach na centrali tel.) - nieużywany Dostałem od opiekuna grupy, bo do czegoś mi tam był potrzebny, a facet był w porządku. Szkoda tylko braku tego kasowania, bo z miejsca ogranicza to jego zastosowanie.

Aha, ten licznik z fotki jest na 90V

Przy okazji podrzucę swój pomysł:
Dzienne zużycie opału na dobę:

Oczywiście dostępne są inne statystyki godzinne, miesięczne roczne itd. Z przeliczeniem na PLN.
Niestety nie jest generowane dla gazu tylko miału .
Plus:
- Energetyczne zapotrzebowanie na ogrzewanie ( T zasilania, T powrotu, przepływ).
- Temperatura pieca
- Temperatura spalin (polecam !). Pozwala zoptymalizować proces spalania.
Pytanie po co ?
Kocioł kiedyś trzeba będzie zmienić na gaz lub coś podobnego. Trzeba mięć możliwość weryfikacji parametrów urządzeń.

SylwekK napisał:

Też taki mam gdzieś na strychu (został mi po szkolnych praktykach na centrali tel.) - nieużywany Dostałem od opiekuna grupy, bo do czegoś mi tam był potrzebny, a facet był w porządku. Szkoda tylko braku tego kasowania, bo z miejsca ogranicza to jego zastosowanie.

Aha, ten licznik z fotki jest na 90V

Bezpośrednie zczytywanie w wałka jest fajne, ale ultradźwiękowy pomiar ilości węgla ma niepodważalną zaletę: mierzy rzeczywistą ilość. Poprostu zczytuje poziom paliwa, bez przeliczania, kasowania stanu po zasypaniu itp.

Tak masz rację, tylko zastanawiam się na ile jest dokładny ten prosty moduł UF, bo jak kiedyś robiłem testy odbiciowe to już przedmioty pod niewielkim kątem dawały mi jakieś kosmiczne wyniki. Może jednak mierzenie nacisku było by najlepsze w tym wypadku.

Bardzo fajny i wygodny pomysł. Przynajmniej nie trzeba chodzić i zaglądać A to, że co jakiś czas trzeba czyścić, to jaki problem? Normalna sprawa. Przecież piece również trzeba czyścić i idąc tą drogą, z powodu czyszczenia wszystkie nadają się do wyrzucenia Kiedy będę miał swój własny piec, na pewno o czymś takim pomyślę.

Niektórzy producenci kotłów nie polecają "zostawiać otwartych zasobników" może to spowodować cofnięcie się ognia do ślimaka. Filmu nie oglądałem ale uszczelniłeś jakoś tę otwory?

Cytat:

Znajomy posiada w domu piec na ekogroszek z zasobnikiem na węgiel i czasem zapomina dosypywać węgla i gaśnie mu w piecu.

Piec czy kocioł?? Ale raczej kocioł.
Piec bezpośrednio wymienia ciepło z powietrzem. A kocioł ma "element" nośny np. glikol lub woda.

Patrząc ze swojego doświadczenia, palę ekogroszkiem ponad 10lat. Uważam, że problem zakurzenia czujnika może być bardzo istotny. Widzę jak dużo w kotłowni osadza się pyłu węglowego na wszystkim w około. Ładuję swój kocioł suchym groszkiem, staram się to robić w możliwie jak najczystszy sposób jedna mimo tego czo jakiś czas mam wszystko pokryte pyłem. Tym bardziej gdy czujnik będzie umieszczony w zasobniku tuż nad wsypywanym węglem. Moim zadaniem należy na zwrócić uwagę na zabezpieczenie czujnika przed zabrudzeniem i nie chodzi tu o lenistwo bo mi się nie chce czyścić czujnika co jakiś czas, ale bardziej o to czy jest możliwe skuteczne czyszczenie czujnika z pyłu bez przedmuchiwania sprężonym powietrzem które może uszkodzić czujnik. Pewnym rozwiązaniem może być chwilowe zdejmowanie czujnika na czas załadunku węgla tyle, że to juz trochę upierdliwe.
Pomysł ogólnie fajny również i mnie czasem zdarzyło się przegapić "tankowanie" pieca.

damian5602 przez cały czas użytkowania pieca mam na stałe otwartą klapę zasobnika, zastanawiające jest to co napisałeś, żyłem w błogim spokoju a Ty zasiałem we mnie niepokój