Sensore per livello del serbatoio dell'acqua sotterraneo

In modo simile alla domanda "il modo migliore per determinare se una brocca da 5 galloni si sta svuotando ", sto cercando un modo per misurare l'acqua in un contenitore. Questo è così che può essere collegato ad un Arduino per la registrazione e il reporting. Ma è un contenitore molto diverso.

Ho una casa con l'acqua di casa fornita da un serbatoio sotterraneo di cemento (circa 3000 galloni americani, 11000 litri). Anche se c'è un interruttore a galleggiante quando si svuota (per proteggere la pompa), mi piacerebbe sapere che sta diventando basso molto prima (dato che ci vuole un po 'prima che una nave cisterna fornisca un nuovo carico). Idealmente qualcosa che misura esattamente o in passaggi (almeno in otto di un carico), quindi il software può prevedere quando si esaurirà in base all'utilizzo medio e può essere monitorato online quando è lontano.

Il serbatoio ha un pesante portello in cemento e un piccolo foro con un'astina di livello primitiva esistente, quindi l'accesso è limitato. È in un duro ambiente desertico, ma la sala pompe e la potenza sono solo a pochi metri di distanza.

Alcune idee che ho avuto:

• sospendere una serie di interruttori a galleggiante con stringhe di diverse lunghezze da una barra all'interno del serbatoio e ricollegarli tutti a un controller. Difficile da installare, brutto, a bassa tecnologia. O qualcosa di simile su un palo verticale.
• contatti (come una spina US a 2 pin) su un palo verticale che sono di nuovo collegati a un controller (probabilmente usando un cavo a nastro). La corrosione / anodi potrebbe essere un problema, anche se a volte l'alimentazione potrebbe essere solo un breve impulso. Condensa, ragnatele e insetti morti possono dare false letture.
• far passare un cavo completamente isolato verticalmente verso il basso e utilizzarlo come antenna per inviare un impulso e utilizzare la differenza tra il modo in cui funziona come antenna in aria e in acqua (come un misuratore SWR) per calcolare la distanza l'acqua è.
• rilevatore di distanza ad ultrasuoni (o leggero?) montato sotto il portello. Il raggio d'azione deve essere fino a 2 metri (6 piedi).
• rilevatore di profondità (sonar) su un galleggiante. La sfida più grande qui è ottenere il segnale (il cavo lungo potrebbe impigliarsi quando il serbatoio si riempie).

Gli ultimi due sarebbero ancora migliori se fossero wireless (per risparmiare con un cavo che potrebbe danneggiarsi) ma non credo che avrei la durata della batteria che mi piacerebbe (1 anno o più).

Altre idee? Qualcuno l'ha mai fatto?

Ho un background di lavoro su navi in ​​cui gli indicatori di livello del serbatoio robusti e praticabili sono una grande parte della strumentazione a tua disposizione. L'acqua è il liquido più tollerante e più facile da misurare: è fresco, non troppo viscoso, non corrosivo in sé e facile da pulire. Ci sono molte opzioni disponibili per te.

Personalmente eviterei qualsiasi sistema che implichi l'immersione di qualsiasi cosa nel liquido, se possibile. L'impermeabilizzazione non è facile. Vorrei anche provare a rimanere con un sistema collaudato.

Quindi per eseguire le tue soluzioni:

1. Interruttori a galleggiante multipli: risoluzione scadente. Sarebbe affidabile È possibile acquistare gruppi con interruttori di finecorsa a galleggiante LowLow, LowHigh, HighLow, HighHigh già presenti per mantenere i livelli dei serbatoi, ma si tratta di una qualità industriale con prezzi industriali.

2. Funzionerebbe, ma la corrosione sarà un problema. Risoluzione limitata da quanti contatti hai.

3. Un'idea interessante, ma probabilmente richiederebbe molto lavoro DSP. Non è un metodo provato e testato.

4. Un sensore a ultrasuoni sarebbe il mio metodo preferito. La portata di 2 m senza contatto, ad alta risoluzione, è semplice. Sistema provato e testato.

5. Un'idea interessante, richiederebbe molto lavoro. Più facile misurare la profondità dell'aria come da 4 e fare i semplici calcoli.

Alcuni altri metodi vengono in mente:

1. Un sensore di pressione sul fondo del serbatoio. Questo è spesso usato sulle navi, funziona bene ma necessita di immersione che può essere evitato.

2. Monitoraggio afflusso / deflusso. Un misuratore di portata sull'uscita può dirti quanto hai usato. Tuttavia, inferire un livello del genere è soggetto a errori.

Esistono un milione di altri metodi, ma diventano sempre più complessi.

L'ecografia sarebbe un ottimo modo per farlo. Il sensore Parallax Ping comunemente disponibile farebbe il lavoro. Realisticamente, dovresti effettuare misurazioni al massimo una volta ogni ora, in modo da poter ottenere una durata della batteria eccezionale. È probabile che il calcestruzzo presenti una sfida alla portata wireless. La maggior parte dei ricetrasmettitori RF attraversa il calcestruzzo, quindi posizionare il ricevitore nelle vicinanze.

Se vuoi idee su come farlo, google per il monitoraggio del livello dell'olio a ultrasuoni : ci sono molte soluzioni commerciali wireless.

http://playground.arduino.cc/Main/Waterlevel

Il link sopra ha avuto un buon approccio.

Il principio è lo stesso del tradizionale misuratore di livello pneumatico, tranne per il fatto che l'indicatore del quadrante è sostituito da un trasduttore di pressione e che la pompa manuale viene sostituita da una pompa dell'aria dell'acquario.

Quando la pompa è accesa, l'aria fluisce attraverso il tubo in PVC ponderato verso il fondo del serbatoio, dove compaiono bolle. In questo momento, la pressione dell'aria nel tubo in PVC è uguale alla pressione idrostatica sul fondo del serbatoio. Poiché la pressione dell'acqua sul fondo del serbatoio è direttamente proporzionale al livello dell'acqua, lo stesso vale per la pressione dell'aria nel tubo in PVC. La pressione dell'aria viene quindi convertita in una tensione analogica dal trasduttore di pressione. Questa tensione può essere letta facilmente dall'arduino.

Un grande vantaggio di questo metodo rispetto ad altre tecniche esistenti è che nessuna parte elettronica o metallica deve essere posizionata nel serbatoio, dove le condizioni ambientali (principalmente l'umidità) non sono favorevoli. Questo evita qualsiasi rischio di corrosione.

È difficile quando hai solo un piccolo foro con cui lavorare, quindi cercare di entrare per installare una serie di galleggianti o perni di contatto sul lato non è l'ideale. L'ultrasuono è una buona idea, ma non so come sarebbe possibile farlo. Personalmente, proverei il cavo, in quanto è abbastanza semplice lasciarlo cadere nel buco e attendere i risultati.

Se si desidera provare a far passare un cavo attraverso di esso, è possibile utilizzare questo sensore di livello dell'acqua o almeno basare il proprio progetto su di esso.

Non è corrosivo e non ha parti in movimento, il che dovrebbe portare a una maggiore precisione e meno possibilità di guasti o rotture. La custodia è impermeabile e puoi acquistarne una con un relè per soddisfare le tue esigenze di monitoraggio. L'unico problema che vedo è che non è wireless, ma a parte questo, sembra essere abbastanza funzionale.

So che l'hai chiesto qualche mese fa .. ma a volte con qualcosa di tecnico il progetto non viene mai completato, o almeno non in breve tempo.

Quindi, mentre stai costruendo il tuo nuovo ordine mondiale con un Arduino, posso suggerire di mettere un tubo nel buco del tuffo e inserire un asta galleggiante? 1,5 "pipe. 1/4" tassello incollato a una pallina da ping-pong. Bandiera in cima al tassello. Ora vedrai il livello ogni volta che passi.

Uso il metodo ad ultrasuoni da quasi un anno e il problema più grande è il guasto del sensore a causa di infiltrazioni d'acqua (condensa). Il mio ultimo tentativo è durato circa due settimane. Ho usato spray di plastica come le cose che usi sulle maniglie degli strumenti. Ho anche usato lo scudo wireless per creare un sito Web che mostrava il livello su qualsiasi dispositivo collegato al mio router. Vorrei farlo per e-mail quando il livello è inferiore al 10% ma non riesco a farlo funzionare ... Non è male ma ha ancora bisogno di lavoro per la stabilità ...

Vado con un rilevatore a ultrasuoni come suggerisce Cybergibbons insieme a un monitor di utilizzo / flusso ( http://www.ebay.com/bhp/water-flow-sensor ) in modo da capire se ci sono perdite dovute a perdite, ecc. I ' d utilizzare uno YUN o Ethernet o shield per chiamare o inviare via e-mail un rapporto mensile / compilare una base di dati, nonché effettuare l'ordine direttamente al fornitore di servizi idrici e inviarti un messaggio.

Mi viene in mente il metodo del tubo a bolle ( http://dexautomation.com/?p=9 ).

Anche la misurazione capacitiva è fattibile ( http://olimex.wordpress.com/2012/02/02/duinomite-project-tank-fluids-level-metering-by-capacitance-measurement/ ) ma più complicata. Se puoi usare l'acciaio all'interno del calcestruzzo, può essere reso completamente senza contatto.

Si noti che se l'acqua è destinata al consumo senza filtraggio o purificazione, è possibile astenersi dai metodi a contatto diretto.

Googling per "arduino di misurazione del livello del serbatoio" produce molti risultati potenzialmente utili.

Inoltre, il consumo è così irregolare da non poter prevedere quando il serbatoio deve essere riempito?

Il problema dell'accesso limitato è difficile ... Se avessi intenzione di usare l'idea float, sarebbe difficile da installare effettivamente la cosa. L'altro problema è l'impermeabilizzazione dei componenti e assicurarsi che non si corrodano e causino letture errate, il che vanifica lo scopo dell'installazione del sistema. Sebbene sia uno scenario diverso, uso questo sensore di livello dell'acqua per monitorare il mio acquario domestico. il sensore è totalmente isolato ed è quindi impermeabile. anche il sensore stesso ha una larghezza di circa 1 mm, quindi probabilmente si adatta al tuo serbatoio. Da quello che ho visto così lontano dal mio uso è che è abbastanza preciso e funziona sia nei miei serbatoi di acqua salata che in quelli di acqua dolce. Spero che sia di aiuto!

Ho usato con successo il cavo dell'antenna FM come sensore di umidità del suolo e come sensore di livello del fluido. Immergi l'estremità inferiore in un bastoncino di colla fuso per isolare. Per l'installazione permanente in un serbatoio di acqua, immergerei anche il cavo in una scatola di vernice e lo appenderei ad asciugare per un ulteriore isolamento. Il cavo dell'antenna senza impermeabilizzazione aggiuntiva è stato utilizzato per la misurazione dell'umidità del suolo per 3 anni senza problemi. L'estremità superiore è collegata a due parti di un LM393. Il primo è un trigger Schmitt con 470K di chargeback e serie 1M. Il lato negativo viene restituito con 220K. Il secondo è semplicemente un inverter e l'uscita si alimenta attraverso un 220K. I due 220k sono collegati al cavo del sensore e un cappuccio parallelo da 100pf. Il cavo viene quindi eccitato in modo diverso. Il circuito oscilla in base alla capacità del cavo del sensore. La frequenza è misurata dal tuo micro preferito. Il 100pf extra è lì solo per mantenere la frequenza in un intervallo in cui le oscillazioni possono essere alimentate su una linea. È sufficiente un secchio d'acqua per calibrare l'installazione.

Si potrebbe prendere un pezzo di 2 fili conduttori a forma di U che è appesantito nella parte inferiore della "U" per riposare nella parte inferiore del serbatoio. (Il motivo per usare un filo a forma di U invece di un filo dritto è quello di evitare di isolare un'estremità dall'acqua). Dovresti quindi misurare la capacità del filo, in cui una capacità di base è il filo quando è asciutto e qualsiasi filo bagnato aumenterebbe la capacità proporzionale alla lunghezza che è bagnata. Qualsiasi filo valutato per funzionamento all'esterno, cioè non assorbe acqua, in realtà farebbe più spesso la guaina, migliore sarà la capacità della linea di base.

La capacità potrebbe essere misurata allo stesso modo di un sensore tattile capacitivo o di un convertitore da capacità a frequenza (a volte chiamato "oscillatore").