Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Osprzęt kablowy
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Prosty czujnik poziomu wody

ghost666 29 Lip 2019 12:36 3093 33
  • Prosty czujnik poziomu wody
    Opisany poniżej wskaźnik poziomu wody wykorzystuje prosty mechanizm, który pomaga wykrywać i wskazywać poziom wody w zbiorniku wody. Wykrywanie odbywa się za pomocą zestawu dziewięciu sond umieszczonych na dziewięciu różnych poziomach na ścianach zbiornika. Sondy ponumerowane są w rosnącym porządku wysokości, istnieje jedna wspólna sonda (tj. sonda na którą podane jest zasilanie) - jest ona umieszczona u podstawy zbiornika. Poziom 9 reprezentuje stan „zbiornik pełny”, podczas gdy poziom 1 oznacza stan „zbiornik pusty”.

    Prosty czujnik poziomu wody
    Gdy poziom wody jest poniżej minimalnego wykrywalnego poziomu (MDL), siedmiosegmentowy wyświetlaczy jest ustawione tak, aby pokazać cyfrę 1, wskazując, że zbiornik jest pusty. Gdy woda osiągnie poziom 1 (ale jest poniżej poziomu 2), połączenie między sondami zostaje zwarte (przez przewodzącą ciecz w zbiorniku - wodę), a napięcie bazowe tranzystora wzrasta. Powoduje to, że złącze tranzystor zostaje przełączony do trybu przewodzenia, w związku z czym PIN (B0) mikrokontrolera jest ściągany do masy, a odpowiednia cyfra jest wyświetlana przez wyświetlacz siedmiosegmentowy - w tym przypadku to 2. Podobny mechanizm dotyczy wykrywania wszystkich pozostałych poziomów cieczy. Gdy zbiornik jest pełny, wszystkie wejścia do mikrokontrolera są ściągnięte do masy, a wszystkie jego wyjścia są w stanie wysokim. Powoduje to, że wyświetlacz pokazuje 9; w tym przypadku emitowany jest również dźwięk z brzęczyka, wskazując tym samym stan „pełny zbiornik”.

    Ten prosty algorytm zaimplementowano w poniższym kodzie dla mikrokontrolera AVR. Z uwagi na prostotę kodu, bez problemu przepisać można go na inny język lub na inny układ lub nawet minikomputer jednopłytkowy.

    Kod: c
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod


    Źródła:
    https://www.eeweb.com/member-projects/how-water-level-indicator-works
    [url=https://www.electronicshub.org/water-level-indicator/

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9303 postów o ocenie 6884, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Osprzęt kablowy
  • #2
    ArturAVS
    Moderator - Na Wesoło HydePark
    Ciekawe jak elektroliza wpłynie na sondy?
  • Osprzęt kablowy
  • #4
    metalMANiu
    Poziom 16  
    Teoretycznie w porządku, ale w praktyce używa się prądu przemiennego (nawet w najtańszych urządzeniach z Aliexpress). Poziom niezawodności b. niski 😊
  • #5
    Mark II
    Poziom 20  
    arturavs napisał:
    Ciekawe jak elektroliza wpłynie na sondy?

    Kiedyś czujniki konduktancyjne wydawały się lekarstwem na problemy z pływakowymi. Niestety pracując w wodzie, sondy zazwyczaj pokrywają się osadami i po pewnym czasie czujnik rozstraja się albo w ogóle przestaje działać. A ten projekt zawiera podstawowy błąd, którym jest dopuszczenie do przepływu prądu stałego przez elektrody.
  • #6
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    oskar777 napisał:
    Można by wykorzystać coś co się nazywa drut jubilerski pozłacany i dać kilka kawałków na jakiejś szynie.

    Normalnie używa się drutu platynowego, którego nic nie ruszy, lub w tańszej wersji - elektrody grafitowej. Inna możliwość to obniżenie potencjału - poniżej minimalnego potencjału dla elektrolizy wody (wystarczy wykorzystać wtedy ADC lub komparator z procesora), albo po prostu zmieniać polaryzację elektrod, lub dokonywać pomiaru rzadko, przez bardzo krótki czas. Także prezentowany układ niekoniecznie musi być złym rozwiązaniem.
  • #7
    ArturAVS
    Moderator - Na Wesoło HydePark
    metalMANiu napisał:
    w praktyce używa się prądu przemiennego

    Dokładnie. Miałem taki w rękach w latach 90-tych, niemiecka produkcja z elektrodami ze stali kwasoodpornej.
    tmf napisał:
    Normalnie używa się drutu platynowego

    Cena zabija.
    tmf napisał:
    prezentowany układ niekoniecznie musi być złym rozwiązaniem.

    Może trochę nieprzemyślanym.
  • #8
    kortyleski
    Poziom 42  
    Jeśli już ADC to wystarczą dwie elektrody i pomiar rezystancji między nimi.
  • #9
    o_Tadeusz
    Poziom 15  
    tmf napisał:
    Także prezentowany układ niekoniecznie musi być złym rozwiązaniem.

    Jedna z elektrod jest na stałe podłączona do Vcc więc bez modyfikacji układu nic sensownego nie da się zrobić.

    W sumie projekt zabawka ale gdyby wspólną elektrodę podłączyć do portu mikrokontrolera, wywalić tranzystory, to można by do pomiaru używać napięcia przemiennego a pomiar wykonywać co pewien czas. Sondy trzeba by polaryzować sygnałem w przeciwfazie do sygnału elektrody wspólnej. Te modyfikacji wydłużyłyby żywotność sond pomiarowych.
  • #10
    prosiak_wej
    Poziom 27  
    A nie lepiej od góry zbiornika pomiar ultradźwiękowy?
  • #11
    ArturAVS
    Moderator - Na Wesoło HydePark
    prosiak_wej napisał:
    pomiar ultradźwiękowy?

    Pomiar ultradźwiękami stosuje się w przypadku cieczy agresywnych/palnych.
  • #12
    M. S.
    Poziom 34  
    Czujnik ciśnienia i rurka wpuszczona w ciecz załatwia sprawę.
  • #13
    dudik56
    Poziom 14  
    Miałem podobne w kampingu. Elektrody nawet tak nie korodują ale na ujemnej zazwyczaj wspólnej osadza się kamień taki jak w czajniku i po pewnym czasie brak przepływu prądu do pomiaru, co miesiąc czyszczenie i sytuacja się powtarza. Tutaj będzie podobnie , kamień osadzi się na kolejnych ujemnych elektrodach pomiarowych. Zrobiłem w szczelnej rurce z nierdzewki kontaktrony i na pływaku magnes, działa bez zarzutu.
  • #14
    prosiak_wej
    Poziom 27  
    arturavs napisał:
    prosiak_wej napisał:
    pomiar ultradźwiękowy?

    Pomiar ultradźwiękami stosuje się w przypadku cieczy agresywnych/palnych.


    A czy w przypadku "zwykłych" cieczy nie można skorzystać z tego sposobu?
  • #15
    dktr
    Poziom 19  
    Do tego układu to się nadają kontaktrony i jeśli był by to plastikowy zbiornik to nie trzeba się bawić w hermetyczność, wewnątrz rurka przy krawędzi z magnesem w pływaku na zewnątrz na kontaktrony. Niekorodujące rozwiązanie.
  • #16
    vodiczka
    Poziom 43  
    M. S. napisał:
    Czujnik ciśnienia i rurka wpuszczona w ciecz załatwia sprawę.
    Każda automatyczna pralka tak działa.
    Gdy kupiłem pierwszą pralkę w 1978 roku to podziwiałem, że powtarzalność napełniania zbiornika jest tak dokładna ;)
  • #17
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    arturavs napisał:
    tmf napisał:
    Normalnie używa się drutu platynowego

    Cena zabija.


    Nie przesadzajmy. 50 cm drutu platynowego, do elektroforezy można kupić za ok. 500 zł, tu wystarczy kilka cm.
    kortyleski napisał:
    Jeśli już ADC to wystarczą dwie elektrody i pomiar rezystancji między nimi.

    Pomiar rezystancji wymaga przepływu prądu, więc wracamy do punktu wyjścia...
    o_Tadeusz napisał:
    Jedna z elektrod jest na stałe podłączona do Vcc więc bez modyfikacji układu nic sensownego nie da się zrobić.

    Da się. Tak jak pisałem - drut platynowy lub elektroda węglowa. Lub po prostu ograniczyć czas przepływu prądu.
  • #18
    o_Tadeusz
    Poziom 15  
    tmf napisał:

    o_Tadeusz napisał:
    Jedna z elektrod jest na stałe podłączona do Vcc więc bez modyfikacji układu nic sensownego nie da się zrobić.

    Da się. Tak jak pisałem - drut platynowy lub elektroda węglowa. Lub po prostu ograniczyć czas przepływu prądu.

    A jak ograniczyć czas przepływu prądu jeśli jedna elektroda na stałe jest podłączona do Vcc? Prąd będzie płynąć (umownie) od Vcc, przez płyn, rezystor(y) w bazie(ach) tranzystora(ów), przez złącze(a) BE do gnd.
    Widzę też w tej konstrukcji problem zbierania zakłóceń przez bazy tranzystorów.
  • #19
    elektronockaut
    Poziom 4  
    Moim zdaniem bez sensu. Po pierwsze: Atmega16 do takich celów to dużo za dużo. Po drugie: bazy tranzystorów nie są podciągnięte do masy, co sprawi, że będą się otwierały nawet przy normalnym zawilgoceniu. Po trzecie: widziałem już takie rozwiązania i gdy zastosuje się je na zewnątrz, działają tylko do pierwszej burzy (oczywiście zależnie od długości sond). Po czwarte: elektroliza to tutaj bardzo mocny problem. Nawet nierdzewka kwasowa długo nie wytrzyma. Używając Atmegi do tego projektu, można było sondę plusową załączać cyklicznie, powiedzmy co minutę, albo rzadziej, w zależności od prędkości realnego opadania poziomu wody.
    Przepraszam, ale moim zdaniem projekt niewypał.
  • #20
    Linoge
    Poziom 27  
    vodiczka napisał:
    M. S. napisał:
    Czujnik ciśnienia i rurka wpuszczona w ciecz załatwia sprawę.
    Każda automatyczna pralka tak działa.
    Gdy kupiłem pierwszą pralkę w 1978 roku to podziwiałem, że powtarzalność napełniania zbiornika jest tak dokładna ;)

    Problemem jest długotrwałe utrzymanie ciśnienia, jeśli płyn musi być mierzony przez kilka, kilkanaście dni prawdopodobnie ciśnienie ucieknie. Oczywiście w pralce ten problem nie występuje.

    dktr napisał:
    Do tego układu to się nadają kontaktrony i jeśli był by to plastikowy zbiornik to nie trzeba się bawić w hermetyczność, wewnątrz rurka przy krawędzi z magnesem w pływaku na zewnątrz na kontaktrony. Niekorodujące rozwiązanie.

    Raczej słabe, bo mocno zależy od cieczy, jak jest zanieczyszczona to pływak się powiesi. Lepszym rozwiązaniem są czujniki dotyku, potrafią bez styku wykryć wodę.

    Projekt raczej nie ma prawa działać na dłuższą metę. Kwestia warunków jak długo będzie spełniał swoje zadanie.
  • #21
    krzysztofh
    Poziom 29  
    Dawno temu zrobiłem funkcjonalnie podobny układ jednakże bez mikrokontrolera. Czujniki to kontaktrony umieszczone w rurze do instalacji wodnych. Pływak to sklejone dwa dekle rury kanalizacyjnej z umieszczonym wewnątrz magnesem. Działa 12 lat bezawaryjnie, a dodam, że układ pracuje w środowisku brudnym (szambo).
  • #22
    prosiak_wej
    Poziom 27  
    Podobne rozwiązanie jest w drukarkach Wiedenbach - rurka z dwoma kontaktronami (min i max) i dookoła niej pływak z magnesem. Rozwiązanie bezawaryjne, a atrament oraz make-up są dość agresywne.
  • #23
    jarux
    Poziom 10  
    Linoge napisał:
    vodiczka napisał:
    M. S. napisał:
    Czujnik ciśnienia i rurka wpuszczona w ciecz załatwia sprawę.
    Każda automatyczna pralka tak działa.
    Gdy kupiłem pierwszą pralkę w 1978 roku to podziwiałem, że powtarzalność napełniania zbiornika jest tak dokładna ;)

    Problem jest długo trwałe utrzymaniem ciśnienia jeśli płyn musi być mierzony przez kilka kilkanaście dni prawdopodobnie ciśnienie ucieknie. Oczywiście w pralce ten problem nie występuję.


    Wg mnie po uszczelnieniu czujnika ciśnienia jest to zastosowanie praktycznie bezawaryjne. Dotego nadaje się również do zbiorników ciśnieniowych tylko ciśnienie odniesienia musi być brane z wnętrza zbiornika z nad tafli cieczy.
  • #24
    dudik56
    Poziom 14  
    Linoge napisał:

    Problem jest długo trwałe utrzymaniem ciśnienia jeśli płyn musi być mierzony przez kilka kilkanaście dni prawdopodobnie ciśnienie ucieknie. Oczywiście w pralce ten problem nie występuję.
    .


    No nie zgodzę się, ciśnienie będzie jak trzeba. To zbiornik - poziom wody ustala ciśnienie, może ubędzie trochę powietrza w rurce i czujnik pralkowy bardziej wypełni się wodą, ale ciśnienie nie, będzie takie jak w zbiorniku. Przy założeniu, że czujnik jest poniżej zwierciadła wody
  • #25
    Linoge
    Poziom 27  
    Jak będzie uchodzić to nawet jak czujnik będzie poniżej zwierciadła wody, co samo w sobie jest słabym pomysłem nie bez powodu w pralkach są montowane w górnej części urządzenia, to w końcu ciśnienie się wyrówna do takiego, jakie będzie panowało na wysokości posadowienia czujnika.

    jarux napisał:
    Wg mnie po uszczelnieniu czujnika ciśnienia jest to zastosowanie praktycznie bezawaryjne. Dotego nadaje się również do zbiorników ciśnieniowych tylko ciśnienie odniesienia musi być brane z wnętrza zbiornika z nad tafli cieczy.

    W teorii tak pod warunkiem, że czujnik będzie w 100% szczelny czyli wykonany w 100% z metalu, gumy i tworzywa sztuczne przepuszczają parę wodną a tym samym powietrze. Niestety 100% metalu kłóci się z zasadą działania.
  • #28
    jarux
    Poziom 10  
    Linoge napisał:

    jarux napisał:
    Wg mnie po uszczelnieniu czujnika ciśnienia jest to zastosowanie praktycznie bezawaryjne. Dotego nadaje się również do zbiorników ciśnieniowych tylko ciśnienie odniesienia musi być brane z wnętrza zbiornika z nad tafli cieczy.

    W teorii tak pod warunkiem, że czujnik będzie w 100% szczelny czyli wykonany w 100% z metalu, gumy i tworzywa sztuczne przepuszczają parę wodną a tym samym powietrze. Niestety 100% metalu kłóci się z zasadą działania.

    Ależ są czujniki gdzie membrana pomiarowa czyli jedyny element poza przyłączem który styka się z medium jest z metalu - patrz czujniki przemysłowe.

    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3394200.html - Czyli problemem nie jest sam czujnik co rozpuszczalność gazów w cieczy. Przy okazji został podany łatwy sposób na obejście problemu.
  • #30
    elektronockaut
    Poziom 4  
    Czujniki ciśnienia do kontroli poziomu wody są stosowane, i to z bardzo dużym powodzeniem. Wodociągi w mieście w którym mieszkam używają ich do kontroli poziomu wody pitnej w zbiornikach. Czujnik jest spuszczony na dno zbiornika i mierzy cały czas ciśnienie. W przewodzie na którym wisi jest kapilara (cienka rurka) która biegnie na całą długość przewodu, i koniec tej rurki jest po prostu w nieszczelnej puszce łączeniowej. Niweluje ona różnice ciśnień (działa trochę jak trąbka eustachiusza w uchu, która to przytyka się np. podczas startu/lądowania samolotem. Jej otwarcie powoduje zrównanie ciśnień i przywrócenie słuchu). Skuteczność takiego pomiaru jest bardzo duża, i przede wszystkim dokładna. Koszt pewnie nieco większy niż pomiar stosowany przez autora powyższego projektu.