logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Jak zbudować układ do pomiaru wody w studni z wyświetlaczem LCD?

michalmily 27 Gru 2005 19:36 16381 41
Najlepsze odpowiedzi

Jak zbudować układ do pomiaru ilości wody w studni i wyświetlić wynik na LCD?

Najpraktyczniej mierzyć poziom wody, a nie bezpośrednio jej objętość, i dopiero potem przeliczać go w mikrokontrolerze na m3 oraz wyświetlać na LCD [#2132020][#2135317] Dla studni o głębokości ok. 5 m polecono czujnik ciśnieniowy różnicowy MPX2100DP lub MPX2200DP z jednym wejściem do atmosfery, prosty wzmacniacz nieodwracający około x50 i podanie sygnału na ADC małego AVR; elektronikę najlepiej umieścić przy czujniku, żeby ograniczyć zakłócenia i spadki napięcia na kablach [#2135317] Jeśli czujnik daje bardzo małe napięcie, 741 nie jest dobrym wyborem przy dużym wzmocnieniu, bo jego offset i dryft dają duży błąd; lepiej użyć wzmacniacza o małym napięciu niezrównoważenia, np. ICL7650, albo rozważyć przetwornik V/f typu LM331 [#2691692] Jako tańszą i prostą alternatywę wskazano też pomiar ultradźwiękowy z czujnikiem na górze studni, ale gotowe przemysłowe rozwiązania są drogie, a samodzielna budowa bywa kłopotliwa [#2124216][#2132020]
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA
  • #1 2120469
    michalmily
    Poziom 13  
    Posty: 139
    Ocena: 4
    Witam wszystkich, chciałbym zbudować układ mierzący ilośc wody w studni, pomiar ma być wyświetlany na wyświetlaczu LCD. Największym problemem dla mnie jest zmierzenie samej wartości. Myslałem nad pomiarem cisnienia na dnie studni, albo na powierzchni za pomocą ultradźwięków. Interesuje mnie gotowa propozycja układu dokonującego pomiaru i ewentualnie przetwarzania danej wartości na postać cyfrową. Przeszukałem forum, ale nie znalazłem odpowiedzi. Za pomoc z góry dziękuję i pozdrawiam....
  • REKLAMA
  • #2 2124216
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Posty: 9061
    Pomógł: 175
    Ocena: 784
    Najlepiej wypada chyba pomiar ultradźwiękowy.
    Gotowe urządzenia dostępne są w supermarketach za około 60-100zł mają nieco zabawkowy charakter, ale rozdzielczość 1cm jest chyba wystarczająca.
    Odpowiednik przemysłowy (z wyjściem prądowym lub napięciowym) to już znacznie większy koszt.

    Domyślam się że ma być to pomiar długotrwały więc wszelkiego rodzaju pływaki elektrody itp, przegrywają z pomiarem ultradźwiękowym (czujnik na górze studni) czy też sugerowanym przez Ciebie pomiarem ciśnienia.
  • #3 2131045
    michalmily
    Poziom 13  
    Posty: 139
    Ocena: 4
    mnie także ultradźwięki wydały sie najbardziej odpowiednie, macie moze jakieś gotowe schematy lub pomysł jak to złożyć ?
  • #4 2131135
    k3048
    Poziom 37  
    Posty: 3637
    Pomógł: 515
    Ocena: 281
    co chcesz mierzyć poziom ,czy ilość z tym będzie pewien kłopot jaka to studnia (głęboko kopana ) ,może przepływ,napisz coś bliżej by można było ci pomóc.
    http://www.metalchem.pl/katalogi/akp.html
  • #5 2131255
    michalmily
    Poziom 13  
    Posty: 139
    Ocena: 4
    Witam! Studnia jest kopana - 5m głębokosci, chodzi mi o pomiar ilości (w m3) wody. Dokładniej zalezy mi na uzuskaniu pewnej wartości w postaci cyfrowej, by ją później przeliczyć, zinterpretować w mikrokontrolerze.
  • REKLAMA
  • #6 2131430
    kaczepa
    Poziom 20  
    Posty: 238
    Pomógł: 32
    Ocena: 5
    Pytanie do And!

    W jaki sposob jest wyswietlany wynik pomiaru w ultradzwiekowych urzadzeniach tych z supermarketow co mozna by zmierzyc prad ,napiecie ?
    Prosilbym o jakies namiary chetnie kupie cos takiego i sprobuje podlaczyc do procka.

    Poniewaz nie ma jeszcze odpowiedzi pociagne temat dalej
    Jezeli bysmy chcieli uzyc np cisnieniowego czujnika to maja one wyjscia
    4-20 mA it trzeba by dolaczyc do przetwornika A/C i to przerobic w uC
    poniewaz w studni nie grozi nam pomiar wartosci ujemnych mozna uzyc
    przetwornika z uC.Tak czy inaczej bedzie to najprawdopodobniej czujnik>A/C>uC
  • #7 2131896
    k3048
    Poziom 37  
    Posty: 3637
    Pomógł: 515
    Ocena: 281
    michalmily napisał:
    Witam! Studnia jest kopana - 5m głębokosci, chodzi mi o pomiar ilości (w m3) wody. Dokładniej zalezy mi na uzuskaniu pewnej wartości w postaci cyfrowej, by ją później przeliczyć, zinterpretować w mikrokontrolerze.


    o co ci chodzi:
    ile metrów sześciennych jest wody w studni ?
    chwliowy przepływ w czasie pracy pompy ?
    pomiar i liczenie metrów pobranej wody ?
    czy może kontrola poziomu wody ?
    czym pompujesz wodę,jaki przekrój rurociągu ,może wyciągasz wiaderkiem :D
    a może wystarczy zwykły wodomierz .A odnośnie studzienki to nie głęboko kopana tylko 5 metrów :D Wszystkiego najlepszego w nowym roku
    http://www.hydro-vacuum.com.pl/
  • #8 2132020
    Zuchan
    Poziom 16  
    Posty: 249
    Pomógł: 10
    Ocena: 46
    Tak czy owak, ten pomiar ilości wody będzie się sprowadzał do jednego - odległość czujnika od lustra wody, czyli pomiar poziomu. Najodpowiedniejszym (i najtańszym) urządzeniem do tego celu jest czujnik ultradźwiękowy z przetwornikiem (wyjście analogowe 4-20 mA). Niezawodne urzadzenia do pracy ciągłej produkuje firma MOBREY, niestety za taką zabawke trzeba będzie zapłacić ok. 2000 zł. Myślę że można amatorsko pobawić się z wykonaniem pływającego wskaźnika skonstruowanego z rury winidurowej średnicy np 10 mm i pływającego krążka steropianu z magnesem. Krążek styropianu pływa po powierzchni wody na umieszczonej pionowo rurze winidurowej. Wewnątrz rury umieszczone są kontaktrony np. co 5 lub 10 cm w zależności od żądanej dokładności pomiaru. Odczyt można zrobić zero-jedynkowy lub cyfrowy, to już dalsza inwencja konstruktora. Niestety nie dysponuje szczegółowym opisem tego "Wynalazku" - gdzieś czytałem dawno o nim.
  • #9 2132437
    michalmily
    Poziom 13  
    Posty: 139
    Ocena: 4
    Chodzi mi o pomiar ilosci wody w studni w metrach sześciennych, wynik ma być prezentowany na wyświetlaczu alfanumerycznym (maska - #,## m3).
    do Zuchan,
    Skoro nadajniki ultradźwiękowe to taki wydatek, chyba będę musial to sobie wybić z głowy. A co do amatorszczyzny - myślałem już o czymś podobnym, chciałem zawiesić odważniki na osi połaczonej przez przekładnie z potencjometrem wieloobrotowym, później a/c i do mikrokontrolera. Ale ten pomysł z kontaktronami moze nawet prostszy....
    Byłbym wdzięczny za podrzucenie gotowych opracowań.
  • #10 2132510
    budinst
    Poziom 11  
    Posty: 38
    Sądzę że nie trzeba do tego kontaktronów. Wystarczy co wyskalowany poziom (np. na rurce PCV) umieścić parę przewodów. Te zatopione będą
    zwierały styk (woda w studni zawiera mineraly i jest przewodnikiem) .Podłaczajac odpowiednie pary przewodów na wejście procka (każda para do innego wejścia) posiadasz info na jakim poziomie znajduje sie woda. Reszta tzn.. przetworzenie na LCD to sprawa prosta.
    pozdr Andrzej
  • #11 2132896
    michalmily
    Poziom 13  
    Posty: 139
    Ocena: 4
    pomysł dobry, tylko czy nie zajdzie elektroliza?
  • #12 2133834
    And!
    Admin grupy Projektowanie
    Posty: 9061
    Pomógł: 175
    Ocena: 784
    Ultradźwięki nie są drogie w wykonaniu własnym lub wykorzystaniu mniej profesjonalnych czujników. W wersji przemysłowej wszystko będzie drogie, ale także niezawodne.

    Co do tych mierników z supermarketów, nie wiem jak są zbudowane, mają wyświetlacz LCD celownik laserowy i nadajnik, odbiornik ultradźwięków.
    Zapewne jest to zbudowane minimalistycznie i wewnątrz jest jeden scalak.
    Trzeba się liczyć z tym że sygnał który nadaje się do odczytu odległości może być nigdzie niedostępny.
    W najgorszym przypadku trzeba by odczytywać sygnały z LCD...
    Jedyną zaletą jest chyba tylko cena <100zł
    Pewnie trzeba by jeszcze popracować nad odpornością na wilgoć itp.

    Dalmierz ultradźwiękowy można wykonać też samemu ale jest to dość kłopotliwe (między innymi sprzężenia po między nadajnikiem a odbiornikiem)

    Rura z pływakiem magnesem i kontaktronami jest prosta, lecz duża, wymaga znacznej liczby przewodów, oraz po pewnym czasie się zagloni, zamarznie itp.

    Myślałem też o rurze z pływakiem oraz mikrofonem i głośnikiem na górze.
    Można by szukać "częstotliwości rezonansowej" rury (co jest łatwiejsze od samodzielnego wykonania dalmierza ultradźwiękowego). Nie weiem czy to będzie działać.
  • #13 2134212
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Posty: 3103
    Pomógł: 208
    Ocena: 66
    Pomysł z czujnikiem ciśnienia też nie jest zły. Koszt czujnika -jakieś 150 zł, odporność na warunki środowiskowe - niezła, dokładność na poziomie lepszym od 1%, wyjścia napięciowe (bezpośrednio na procesor). Trzeba by go umocować w jakiejś metalowej rurze i wrzucić na dno lub dla zwiększenia dokładności odczytów umieścić na przewidywanym najniższym poziomie wody. W sumie można go odizolować w całości od środowiska (wody) np umieszczając w gumowej dętce.
  • #14 2134295
    kaczepa
    Poziom 20  
    Posty: 238
    Pomógł: 32
    Ocena: 5
    Jeżeli chodzi o czujnik ciśnieniowy to do tej pory spotkałem sie z takimi ktore były montowane na dnie zbiornika i wyprowadzenie przewodów było w metalowej rurce (sygnał 4-20 mA) - Autronica.Inne czujniki to rurka średnicy ok 8 - 10 mm połączona z czujnikiem (szczelnie) poza zbiornikiem także 4-20 mA.Nie potrafie jednak powiedziec gdzie mozna je dostać.Jeżeli cena nie jest wygórowana to opłaca sie zastosować taki czujnik bo popracuje dlugo i dokładność jest wysoka.Poszukam ich w sieci
    Pozdrawiam
  • #15 2135291
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Posty: 3103
    Pomógł: 208
    Ocena: 66
    Można zastosować zwykłego MPX (60-90 zł w TME). Myślę, że spokojnie może współpracować z wodą. Na wszelki wypadek można stworzyć bufor oddzielony gumową luźno umocowaną membraną i zalać obszar roboczy czujnika inną cieczą (np olejem ??). Dla zwiększenia precyzji odczytu można zastosować czujnik różnicowy wyprowadzając drugie jego wejście do atmosfery. W ten sposób redukujemy do zera wpływ zmian ciśnienia atmosferycznego jednocześnie przesuwając poziom startowy do zera, co pozwala na zastosowanie czujników o mniejszym zakresie, a tym samym zwiększenie dokładności pomiaru.
  • #16 2135304
    michalmily
    Poziom 13  
    Posty: 139
    Ocena: 4
    Myslałem właśnie o serii MPX, tylko który z czujników zastosować?, dyferencjalny będzie chyba najlepszy. Zakres ciśnienia - do 2000hPa? I jak to podłączyć do przetwornika? Pozdrawiam i do siego roku!
  • #17 2135317
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Posty: 3103
    Pomógł: 208
    Ocena: 66
    Przy 1000 hPa/10 m słupa wody proponuję różnicowy 1000 lub 2000 hPa (100-200kPa ... 1-2 bar) z jednym wejściem wyprowadzonym do atmosfery - MPX2100DP lub MPX2200DP. Dalej prosty wzmacniacz nieodwracający np x50 lub wyżej (zależnie od przewidywanego zakresu zmian) co da na wyjściu sygnał max ok.2V który mozna wprowadzić bezpośrednio na wejście analogowe np jakiegoś małego (8 nóżek) AVRa. Całość elektroniki najlepiej umieścić przy czujniku, a dane dalej transmitować cyfrowo, co zmniejszy błędy pomiarowe wynikające ze spadku napięć na kablach, zakłóceń EM itp..

    Również wszystkiego dobrego w nowym roku
  • REKLAMA
  • #18 2135429
    rasty
    Poziom 27  
    Posty: 734
    Pomógł: 126
    Ocena: 23
    Taki działający ukłd pomiarowy masz w linku:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic342678.html#1733940#1733940
    Sprawdziłem to w ten sposób jak na rys.
    Czujnik w sprzedaży wysyłkowej - 22 zł.
    Rurkę trzeba zalać wodą, wcisnąc jeden koniec do rurki czujnika a drugi zanurzyć poniżej lustra wody.

    pozdr.
    Załączniki:
    • Jak zbudować układ do pomiaru wody w studni z wyświetlaczem LCD? podcisnienie.gif (3.1 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
  • #19 2135534
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Posty: 3103
    Pomógł: 208
    Ocena: 66
    O co chodzi z tą U-rurką ? Taki sam efekt uzyskamy zanurzając prosty kawałek rurki do dna studni. W efekcie na skutek ściśliwości powietrza uzyskamy na czujniku zmiany ciśnienia wynikające z wysokości przewyższenia h mniejsze, niż w przypadku czujnika umieszczonego na dnie studni (zmiana poziomu w studni będzie częściowo kompensowana zmianą poziomu cieczy w rurce).

    Jak już wspomniano czujnik absolutny będzie dodatkowo odczytywał zmiany ciśnienia atmosferycznego 1000 hPa = ok. 1000 cm H2O wprowadzając błąd na poziomie około 1cm/hPa.

    ps. Niezależnie od tych uwag mam pytanko: gdzie można kupić wspomniane NPC1210 ?
  • #21 2135692
    rasty
    Poziom 27  
    Posty: 734
    Pomógł: 126
    Ocena: 23
    Cytat:
    O co chodzi z tą U-rurką ?

    Przecież napisałem, że w ten sposób sprawdziłem działanie podciśnieniomierza. Słup wody w rurce wytwarza określone podciśnienie dla czujnika. Membrana czujnika jest szczelna.
    Z drugiej strony membrany jest ciśnienie atmosferyczne.
    Pewnie można to zrobić odwrotnie, mierząc nadciśnienie, jak napisał marek_Łódź, to rzecz do przemyślenia.

    A tu link do sprzedawcy:
    http://www.mirtek.bazarek.pl
    i do noty katalogowej:
    http://web.ics.purdue.edu/~karni/arfdcaas/npc-1210.pdf

    pozdr.
  • #22 2135852
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Posty: 3103
    Pomógł: 208
    Ocena: 66
    Dzięki, fajne i niedrogie czujniczki (ciekawe czy taka cena w ciągłej sprzedaży). Link na stronę producenta: http://www.gesensing.com/. Tamże adres polskiego dystrybutora we Wrocławiu.
  • REKLAMA
  • #23 2143778
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48927
    Pomógł: 3202
    Ocena: 4214
    Można jeszcze wziąć kabel dwużyłowy (ale taki odporny na wodę), jeden koniec zabezpieczyć i wpuścić do studni,
    i mierzyć pojemność kabla - woda ma dużą przenikalność dielektryczną, więc spowoduje wzrost pojemności; wynik
    będzie liniowo zależał od tego jaka część kabla jest zanurzona, pewnie dobrze się nada pładki kabel do anten TV.

    A jeszcze inny pomysł: taki sam kabel, ale naokoło niego pływak z pierścieniem z ferrytu, i wpuścić w niego falę
    elektromagnetyczną - odbije się od pływaka. Bez ferrytu od samej wody też powinno być odbicie, ale słabsze.
  • #24 2147489
    sq6ade
    Poziom 40  
    Posty: 6855
    Pomógł: 482
    Ocena: 285
    Pomysł z rurką zanurzoną w studni wraz z pływającym magnesem wydaje mi się najprostszy w realizacji. Natomiast zamiast kontraktonów można by zastosować hallotrony oraz zestaw resystorów dla tak stworzonego A/D aby nie ciągnąć kupy przewodów do wskaźnika.
    Będzie co prawda troche zabawy z doborem rezystorów ale niezawodność powinna być dobra.
    Ograniczeniem w tym pomyśle jest "ziarno" pomiaru czyli minimalna odległość między czujnikami.
  • #25 2147928
    marek_Łódź
    Poziom 36  
    Posty: 3103
    Pomógł: 208
    Ocena: 66
    Kolejny pomysł bez ruchomych elementów - wypełniony powietrzem cylinder (rura PCV) zaślepiony na dole i zanurzony do dna studni , na górze przymocowany do siłomierza. Siła wyporu będzie równa ciężarowi wypartej cieczy o objętości:

    powierzchnia przekroju rury*wysokość słupa cieczy

    czyli siła jest wprost proporcjonalna do poziomu wody (na siłomierzu zmniejszona o ciężar rury).

    Jako czujnik siły można użyć coś takiego http://tme.pl/arts2/pl/html_nowe1/CZN-CP1.html ewentualnie inny tensometr, dobierając średnicę rury do zakresu czujnika.
    W drugiej wersji na górze można dobudować wagę w postaci sprężyny i czujnika przemieszczenia
  • #27 2229251
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48927
    Pomógł: 3202
    Ocena: 4214
    A gdyby tak policzyć rezonanse drgań ultradźwiękowych wody w jakimś zakresie częstotliwości?
    Ilość tych rezonansów w określonym zakresie częstotliwości jest proporcjonalna do ilości wody.
    Przyjemną cechą takiej metody pomiaru jest niezależność wyniku od kształtu studni.
    Sensowny zakres częstotliwości to wysokie akustyczne (od około 10kHz) i bliskie ultradźwięki.
  • #28 2555185
    snicek
    Poziom 15  
    Posty: 155
    Pomógł: 6
    Ocena: 31
    witam, postanowilem odkurzyc ten watek. po przeczytaniu waszych pomyslow chce przedstawic swoj tyle ze moj jest troche z innej beczki bo idzie mniej w elektronike a bardziej w mechanike i mozna powiedziec elektryke :)

    ale zanim go przedstawie zadam wam pytanie i moze wasze odpowiedzi nie nakierowane moja wniosa cos nowego do mojego pomyslu. wczesniej jedna osoba napisala ze do kontaktronow trzeba duzej ilosci kabli, ja mam pomysl ktory potrzebuje malej ilosci kabli nie posiada zadnego ukladu scalonego a ma rozdzielczosc np 16 punktow.
    do jego zbudowania trzeba tylko kilku kontaktronow , kabelkow, magnesow i 16 zarowek lub diod.

    mozna wyjscie oczywiscie podpiac do czegos innego niz zarowki czy diody.... np pod lpt i na monitorze odczytywac wysokosc lustra wody.

    za kilka dni przesle moj rysunek, przepraszam za zamieszanie ale uwazam ze czyjes pomysly czesto ograniczaja pole widzenia i lepiej odrazu nie zdradzac calego planu ;), kto wie moze cos sie nowego narodzi.
  • #29 2556047
    dioda1000
    Poziom 28  
    Posty: 833
    Pomógł: 143
    Ocena: 132
    Temat ciekawy fakt ;)" kontakrtony" Też dobry pomysł wystarczą 2 przewody. I parę oporników równolegle do kontaktronów czyli coś w rodzaju drabinki .

    poz dioda
  • #30 2556308
    snicek
    Poziom 15  
    Posty: 155
    Pomógł: 6
    Ocena: 31
    hmmm bardzo fajny pomysl, o tym nie myslalem. tyle ze te wszystkie drabinki nie sa zbyt ekonomiczne :) ale jesli chodzi o ilosc przewodow to jest to napewno pierwsze miejsce, jeszcze jednym minusem byloby to ze trzeba wstawic tyle kontaktronow co diod a te pierwsze nie sa tanie i z opornikami nie latwo podlaczyc sie pod lpt. jesli chodzi o moj pomysl to jest on oparty na zasadzie dzialania pamieci/macierzy, kabelkow jest tyle co kontaktronow i jest ich nie wiele (porownujac do ilosci rozpoznawanych poziomow).
    ps.jak zwykle zrobilem blad w nazwie kontaktron, ale juz poprawilem :D.

Podsumowanie tematu

✨ Dyskusja dotyczy budowy układu do pomiaru ilości wody w studni o głębokości około 5 m z wyświetlaczem LCD prezentującym wynik w metrach sześciennych lub litrach. Najczęściej proponowanymi metodami pomiaru poziomu wody są: pomiar ultradźwiękowy (czujnik umieszczony na górze studni mierzący odległość do lustra wody) oraz pomiar ciśnienia hydrostatycznego na dnie studni za pomocą czujników ciśnieniowych z wyjściem analogowym 4-20 mA lub napięciowym. Czujniki ultradźwiękowe dostępne w supermarketach są tanie, ale mają ograniczoną rozdzielczość i trwałość, natomiast przemysłowe (np. MOBREY) są droższe, ale bardziej niezawodne. Alternatywnie rozważano rozwiązania mechaniczne z pływakami i kontaktronami lub hallotronami, które pozwalają na cyfrowy odczyt poziomu wody, choć wymagają wielu przewodów i mogą mieć problemy z zamarzaniem lub zabrudzeniem. Pomiar pojemności kabla zanurzonego w wodzie oraz pomiar siły wyporu zanurzonego cylindra z siłomierzem to inne, mniej popularne metody. W zakresie elektroniki sygnał z czujnika ciśnienia (np. seria MPX, NPC1210) wymaga wzmocnienia niskonapięciowego sygnału (rzędu 20 mV) za pomocą wzmacniaczy operacyjnych o niskim napięciu offsetu, np. ICL7650, zamiast popularnego, ale mniej precyzyjnego 741. Do konwersji analogowo-cyfrowej sugerowano przetworniki 12-bitowe z interfejsem I2C lub układy ICL7135/ICL7107/ICL7109, które mogą sterować wyświetlaczem LCD i współpracować z mikrokontrolerem. Wzmacniacz operacyjny powinien mieć odpowiednie wzmocnienie (około 250-500x) dostosowane do zakresu ADC, aby uniknąć nasycenia sygnału. Propozycje obejmują także gotowe aplikacje do podłączenia czujników 4-20 mA do przetworników A/C. Wskazano również na konieczność kompensacji wpływu ciśnienia atmosferycznego przy pomiarze ciśnienia hydrostatycznego. Całość systemu ma umożliwić cyfrową interpretację poziomu wody i prezentację na wyświetlaczu alfanumerycznym wraz z innymi danymi, np. temperaturą powietrza.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA