Ёмкостной датчик уровня воды.

Brama · Сообщение **Brama** » 12 июн 2021, 15:24

Здравствуйте.
Прошу помощи в реализации идеи наипростейшего контроля уровня воды в ёмкости с помощью ESP8266.
Из прочитанного в форуме тем нашел простой способ преобразования ёмкости в аналог от bsn viewtopic.php?f=61&t=7159&hilit=%D0%B4% ... 60#p101229
В схеме три микросхемы мелкой логики с подвесными элементами.
Недавно провел эксперимент; с помощью транзистор-тестера измерил емкость изолированного провода относительно воды в бутылке. При глубине погружения ~ 3, 10, 20 см тестер показал 35, 102 и 190 пф соответственно. Так как транзистор-тестер собран на микроконтроллере ATmega 328, а к контролируемым выводам включены четыре резистора, само собой напрашивается идея о включении электрода (изолированной проволки ) напрямую к микроконтроллеру минуя преобразования в аналог ( как в схеме выше в ссылке)
Т.к. в программировании на С не силен, прошу помощи в написании блока для измерении малых емкостей от 20...30 пф.
Вроде есть скетч для транзистор тестера в просторах интернета.
Спасибо.

ViktorPetrov

Лучше ,тогда на таймере 555 реализовать ,а так уже обсуждали :Измерение влажности земли, у aidar_i замечательный проект.

Brama · Сообщение **Brama** » 12 июн 2021, 17:38

[ref]ViktorPetrov[/ref], спасибо, прочитал.
Но все же идея остается. Определение ёмкости без внешнего генератора. Транзистор-тестер ведь как то работает.

com · Сообщение **com** » 12 июн 2021, 20:50

Крайне несоветую емкостной датчик, вот прям эти дни занимаюсь этим вопросом. Схема глючная из за наводок. Попробывал прессостат, но он держит около часа, потом давление в трубке падает. Пришел к выводу что самый лучший датчик поплавковый. А поскольку в наличии их нет, а заказывать долго, леплю из подручных соедств

bsn · Сообщение **bsn** » 13 июн 2021, 06:34

com писал(а): 12 июн 2021, 20:50 Крайне несоветую емкостной датчик... Схема глючная из за наводок

Изначально собрал ёмкостную схему в металлической коробке. Коробка рядом с баком. Никаких наводок, всё очень стабильно, о чём ранее и сообщил:
"полное отсутствие подвижных частей, выходной сигнал хорошо стыкуется с arduino, стоит копейки и показал достаточно высокую надёжность и стабильность во времени.
Всё это работает уже много лет, показания уровней вижу при взгляде на экраны систем Умного Дома. Я доволен.."
viewtopic.php?f=61&t=7159&start=80#p101237

ДатчикУровня.png

Отправлено спустя 37 минут 54 секунды:

Brama писал(а): 12 июн 2021, 15:24 ...транзистор-тестер собран на микроконтроллере ATmega 328...

Хорошо бы иметь полную электрическую схему транзистор-тестера. При наличии оной, готов поэкспериментировать со стандартной ардуиной.

Brama · Сообщение **Brama** » 13 июн 2021, 13:33

bsn писал(а): 13 июн 2021, 06:34 Хорошо бы иметь полную электрическую схему транзистор-тестера.

Схему взял здесь https://9zip.ru/aliexpress/transistor_tester_lcr_t4.htm

ViktorPetrov

Измерение емкости

Brama · Сообщение **Brama** » 13 июн 2021, 16:55

[ref]ViktorPetrov[/ref], благодарю.
На днях попробую залить скеч.

Сообщение **aidar_i** » 13 июн 2021, 18:10

Измеряя ёмкость конденсатора, можете не попасть в ёмкость датчика.

Сообщение **Rovki** » 13 июн 2021, 21:35

Если бочка не металлическая , то есть готовые Ёмкостные датчики для пороговых значений - мерит наличие жидкости через стенку (один уровень)

Serg_Grn · Сообщение **Serg_Grn** » 13 июн 2021, 22:01

Brama писал(а): 12 июн 2021, 15:24 измерении малых емкостей от 20...30 пф.

Трудно с такими емкостями, простой огрызок провода может сильно повлиять на измерения...

Brama · Сообщение **Brama** » 14 июн 2021, 08:39

Brama писал(а): 12 июн 2021, 15:24 Если бочка не металлическая

[ref=#ff8000]Rovki[/ref], экспериментировал с пластиковой бутылкой. В качестве земляного электрода - кусок голого провода, погруженный в воду на пару см.
А в качестве емкостного электрода, электрический провод в ПВХ изоляции сложенный пополам( чтоб не заморачиваться с изоляцией нижнего торца, да и ёмкость увеличивается)
https://yadi.sk/i/GG2s3upFO0E0lw
https://yadi.sk/i/5qXT7sNHhf_X-g
https://yadi.sk/i/9bFNtVUpXfAxTw

Serg_Grn писал(а): 13 июн 2021, 22:01 Трудно с такими емкостями, простой огрызок провода может сильно повлиять на измерения...

увеличить ёмкость електрода относительно воды не проблема. Можно провод с крутить в спираль, можно несколько в параллель, можно плоский изолированный электрод и т. д..

Di123 · Сообщение **Di123** » 14 июн 2021, 09:51

на алишке такой брал всё устраивает

2021-06-14_135021.png

Сообщение **Rovki** » 14 июн 2021, 10:16

Я на бочке с клеем(ПВА) вот такой использовал -https://aliexpress.ru/item/32871901525. ... 5482507912

tolochko · Сообщение **tolochko** » 14 июн 2021, 10:28

Я в свое время делал датчик из 2 пластиковых труб для отопления
Одна вставляется в другую трубы должны быть с фольгой внутри
Вода поднимаясь между трубками меняет емкость этого конденсатора

Отправлено спустя 1 минуту 6 секунд:
Да фольгу снизу надо изолировать чтобы не было кз

texbez · Сообщение **texbez** » 14 июн 2021, 16:03

tolochko писал(а): 14 июн 2021, 10:28 Я в свое время делал датчик из 2 пластиковых труб для отопления
Одна вставляется в другую трубы должны быть с фольгой внутри
Вода поднимаясь между трубками меняет емкость этого конденсатора

Отправлено спустя 1 минуту 6 секунд:
Да фольгу снизу надо изолировать чтобы не было кз

Хорошая идея!!!

Brama · Сообщение **Brama** » 05 июл 2021, 13:47

Brama писал(а): 13 июн 2021, 16:55 ViktorPetrov, благодарю.
На днях попробую залить скеч.

Проверил. Пргограмма расчитана для больших ёмкостей (более 1 мкФ)
"Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается" (С)
Кое какую информацию раздобыл. А самое главное - методика определения малой ёмкости. Всё отсюда http://arduino.ru/forum/proekty/transis ... ent-195452
Статья автора проекта переведена на русский язык. Вот вырезка :
5.3.3 Измерение конденсаторов малой ёмкости
Если первый, 10 𝑚𝑠, импульс зарядки перезарядил конденсатор, используется другой алгоритм измерения. У микроконтроллера ATmega есть встроенный 16-битный счётчик, который может
работать на тактовой частоте микроконтроллера (1 𝑀𝐻𝑧 или 8 𝑀𝐻𝑧). У этого счётчика есть также возможность сохранять подсчитанное значение внешним сигналом. Этот сигнал может
быть выходом компаратора. Компаратор может работать с любым входом АЦП и запрещенной зоной опоры. Рисунок 5.27 показывает упрощенную схему измерения. Итак, я разряжаю конденсатор,
подключаю компаратор к соответствующему входу, сбрасываю счётчик в 0 и сразу начинаю зарядку конденсатора, подсоединённого одной стороной к GND а другой стороной,через резистором
470 𝑘Ω. Теперь я проверяю в пределах петли программы переполнение счётчика или сигнал захвата по входу (внешний сигнал). Я считаю события переполнения, пока не
обнаруживаю входной сигнал захвата. В этом случае я останавливаю счётчик и проверяю, ненужно ли подсчитать дополнительное переполнение, возникшее, пока счётчик не был остановлен
входным сигналом захвата. Входной счётчик захвата и счётчик переполнений совместно определяют полное время, покоторому мы можем рассчитать фактическую ёмкость. Программное обеспечение
использует таблицу с теоретической зависимостью времени зарядки от напряжения компаратора. Таблица составлена с шагом 50 𝑚𝑉 и будет интерполирована согласно фактическому опорному
напряжению. Эта таблица будет активна только с опцией WITH_AUTO_REF в Makefile. Из полученной величины я вычитаю предопределенное, полученное экспериментально, постоянное
значение или значение смещение нуля, найденное последней самопроверкой с установленной опцией AUTO_CAL. Смещение нуля может меняться в зависимости от типа печатной платы,
используемого испытательного оборудования или микроконтроллера. Самопроверка с установленной опцией AUTO_CAL определит смещение нуля автоматически.
Я заметил, что стабильность опорного напряжения несколько мала, что Вы можете выбрать опцию REF_C_KORR в Makefile. После калибровки с опцией AUTO_CAL,
REF_C_KORR будет смещением к измеренной разнице напряжений между заряженным конденсатором и внутренней опорой. Измеренное опорное напряжение будет тогда
добавлено к Вашему значению (в𝑚𝑉 ). Если опция WITH_AUTO_ REF не используется, то применены справочные напряжения для ATmega8, ATmega168 и ATmega328,
приведенные в технических описаниях [2] и [3]. Типовое измерение по этому алгоритму показано на рисунке 5.28. Время измерения для конденсатора 22 𝜇𝐹 больше 2.6 𝑠,
потому что для зарядки используется 470 𝑘Ω. Но разрядка в этом случае намного быстрее, чем зарядка.

компаратор.jpg

Anydy · Сообщение **Anydy** » 05 июл 2021, 20:34

может я туплю...но такое ощущение что вы делаете датчик уровня для космического аппарата))
Мне было бы достаточно 3-4-5 уровня воды....и я бы сделал без всяких глюков на пример на герконах!
Не забываем что вода у всех разная...плотность... и главное -- чистая ли она?? Или с водорослями?? Из скважины в 100м или из колодца в 15м? Почему так а не просто по русски?

Brama · Сообщение **Brama** » 05 июл 2021, 22:01

[ref=#aa0000]Anydy[/ref], цель - создание наипростейшего датчика уровня воды.
К контроллеру один резистор и кусок проволки.

bsn · Сообщение **bsn** » 05 июл 2021, 22:56

Anydy писал(а): 05 июл 2021, 20:34 такое ощущение что вы делаете датчик уровня для космического аппарата

Кто-то, тоже самое может сказать про разработчиков разных устройств для систем своего Умного Дома.
Возможно им это и нафиг не нужно.
А кто-то хочет и делает программы по анализу круглосуточных показаний нескольких разных датчиков, в том числе и уровня воды. И далее автоматика сама сможет оценить состояние своих инженерных сетей и даже предсказывать некие пред-аварийные ситуации.
Например, если вода подаётся на бытовые нужды из какой-то ёмкости (у меня в доме так), то если есть даже малая тенденция к уменьшению уровня воды в баке, когда никого нет в доме, или в ночное время когда все спят - то возможно, где то уже есть утечка. Или наоборот, если установлен поплавковый кран наполнения бака водой, стабильное, пусть и медленное, постепенное увеличение уровня выше верхней нормы, может говорить о начинающихся проблемах с поплавковым краном.
У разных людей, и в разных домах, могут быть и другие разные сценарии такого анализа.
Видимо разумно, что те кому это нужно и интересно - обсуждают здесь это.

FlProg