Sensor e Alarme para nível de Água

[edsont]

Uma fonte de sensor Hall são as ventoinhas DC. Normalmente o que dá defeito são as buchas ou rolamentos.

Já vi aplicação usando sensor reed com bóia. O reed fica dentro de um tubo e o imã em uma bóia em anel. O ajuste era feito puxando ou empurrando o reed dentro do tubo pelo próprio fio e depois fixado com cola ou massa.

[aldss]

Boa tarde a todos!
Quando falei do sensor piezoeletrico, pensei em utilizar o principio apresentado nesse site:
http://www.hamsterking.com/?q=node/223
Talvez um amplificador logaritmico, um integrador (proprio microcontrolador) e uma referencia de nivel sejam suficientes, pois o sinal gerado pelo sensor é diferencial.
Outros videos interessantes:
https://www.youtube.com/watch?v=FaeyfTzbzAE
https://www.youtube.com/watch?v=ACsy6xSIBm8
Abraços

[MOR_AL]

Olha, só para efeito de conhecimento.
Uma vez fiz um sensor capacitivo numa régua de circuito impresso recoberta com epoxi, para medir água era tranquilo.
|| mais um plano de terra atrás.

É!
No meu caso uma régua de PCB teria 68cm. Sai caro cortar de uma placa maior. Ou fazer com diversos pedaços.
Já tinha pensado em sensor capacitivo, mas abandonei a ideia. O comum é aplicar um degrau de tensão em um RC e medir a tensão que o capacitor contém após algum tempo.
Como a capacitância não é grande, vai exigir alguma proximidade entre o sensor capacitivo e o aparelho em si. Como eu já descartei a localização do aparelho junto a caixa, pois a vantagem seria via comunicação de RF e esta exigiu uma transmissão quase contínua, indo de encontro à diretiva de consumo, por tabela o sensor capacitivo foi descartado.
Outro detalhe é que a capacitância varia muito com a temperatura e lá no telhado a temperatura durante o dia de verão é infernal e durante o inverno é muito frio.
Um último detalhe é que dentro da caixa d'água a umidade é muito mais alta que no telhado, que também é muito alta. A parte do capacitor fora d'água estaria com um dielétrico que nem é "seco" e nem é submerso. E isso varia muito com a estação do ano.
Acho que já cheguei ao BSB (Bom, Simples e Barato).
MOR_AL

[MOR_AL]

Vocês estão complicando muito, parece um bando de alemão!
Penso que a melhor maneira é uma haste+boia+potenciometro como sensor.
Existem potenciometros a prova de água, exemplo:
http://www.geolabcomercial.com.br/wp-co ... 4metro.pdf

A bagaça é altamente não linear. O ângulo do eixo do potenciômetro não varia linearmente com a altura do nível.

Também na haste+boia+imã pode ser montado um sensor de proximidade magnetico, exemplo:
http://www.pepperl-fuchs.com.br/brazil/ ... id_142.htm

Ou mais simples (?), ao inves do sensor de proximidade magnetico, pode ser feito um conjunto com uma bobina e um eixo magnetico movel, conforme a posição do eixo magnetico na bobina, temos um valor de uH que pode ser convertido em frequencia por um oscilador, etc......

[MOR_AL]

Pessoal!
Agradeço a todos pelas dicas, mas já defini o sensor. Será um com ampolas reed e um ímã em um flutuador.
Até já comprei os tubos (para banners). Um com 26,5 mm de diâmetro externo e outro com 13mm de diâmetro externo. Um desliza perfeitamente no outro.
O de menor diâmetro conterá os reeds e os resistores e o de maior diâmetro será a parte de dentro do flutuador.
O tubo com os reeds não poderá flutuar e será impermeável. Pensei em colocar uma massa quase líquida de cimento com impermeabilizante.
O flutuador conterá algo como um copo raso cheio de placas de isopor com células fechadas, daquelas que vem em produtos embalados em supermercados. Um pedaço do tubo de maior diâmetro no meio para prover o deslize e um ímã de neodímio (10mmx5mmx3mm). Tudo colado com cola de isopor, que já provou ser a opção que melhor se comportou na água.
Bom.
Primeiramente vou montar o sensor provisoriamente, para verificar se as tensões do sensor casam com as que eu calculei.
Depois vou montar o circuito com o LM3914 na protoboard para ver se a tensão de referência casa com o calculado.
Depois vou juntar tudo e ver se funciona.
Aí vem a parte da montagem definitiva.
Quando eu tiver algo novo para mostrar eu posto aqui.
Ao final vou disponibilizar o diagrama e as fotos para quem desejar montar.
Até o momento este é o diagrama esquemático. Caixa de 1000 litros e não 100 como no diagrama.




[]'s
MOR_AL

[edsont]

MOR_AL,

No circuito está faltando o positivo dos LEDs, e no acionamento do alarme o transistor não seria PNP ligado ao positivo?

[MOR_AL]

MOR_AL,

No circuito está faltando o positivo dos LEDs, e no acionamento do alarme o transistor não seria PNP ligado ao positivo?

É!
O positivo dos leds é conectado ao +5V1. Acabou saindo sem conexão.

Quanto ao alarme.

O funcionamento do alarme é o seguinte.

No modo DOT (CH11 aberta).
Fechar a micro chave correspondente ao led aceso (o que indica o nível).
Quando o led apagar, o alarme dispara. O importante seria o led apagar com a caixa esvaziando, mas dispara também com a caixa enchendo. Mas como eu é que controlo o enchimento com a bomba, então já sei de antemão o que está ocorrendo.
O alarme só é útil, no caso DOT, se ele for preparado para disparar quando aquele nível, em particular, baixar.

No modo barra (CH11 fechada).
Neste caso, você pode escolher que o alarme dispare com qualquer nível abaixo ou igual ao nível da caixa.

O alarme sempre dispara quando o led apagar. A tensão sobe e dispara o alarme.
MOR_AL

[edison]

Uma maneira de externar o sistema de medição ,pode-se até dispensar as válvulas do desenho :

ABAAAe5CAAF-2.png

Aqui tem algumas teorias interessantes ,inclusive algumas já sugeridas:

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe5C ... icao-nivel

[edsont]

É!
O positivo dos leds é conectado ao +5V1. Acabou saindo sem conexão.
...

...
O alarme sempre dispara quando o led apagar. A tensão sobe e dispara o alarme.
MOR_AL

Interessante esta implementação.

Quanto ao reed-switch abrir quando o ímã está próximo, não seria problema da orientação do ímã?

Em algumas boias comerciais, reparei que quando o ímã não é anelar, existem 2 ímãs uma de cada lado da boia (visível na boia transparente). Acredito que seja para concentrar o campo no reed-switch. No link abaixo dá pra ver o que estou tentando descrever.

http://www.gemssensors.com/pt-BR/Produc ... ches/Float

[MOR_AL]

É!
O positivo dos leds é conectado ao +5V1. Acabou saindo sem conexão.
...

...
O alarme sempre dispara quando o led apagar. A tensão sobe e dispara o alarme.
MOR_AL

Interessante esta implementação.

Quanto ao reed-switch abrir quando o ímã está próximo, não seria problema da orientação do ímã?

Em algumas boias comerciais, reparei que quando o ímã não é anelar, existem 2 ímãs uma de cada lado da boia (visível na boia transparente). Acredito que seja para concentrar o campo no reed-switch. No link abaixo dá pra ver o que estou tentando descrever.

http://www.gemssensors.com/pt-BR/Produc ... ches/Float

Ok!
Vamos por partes.
1 - Não entendi a colocação do meu comentário com o que você está colocando, logo abaixo dele. Explique melhor para eu entender e poder opinar.

2 - Em algumas boias comerciais, reparei que quando o ímã não é anelar, existem 2 ímãs uma de cada lado da boia (visível na boia transparente). Acredito que seja para concentrar o campo no reed-switch. No link abaixo dá pra ver o que estou tentando descrever.

Ok.
Acho que pode ser explicado quando não se usa ímãs com neodímio. Apesar dos ímãs ficarem bem próximos dos reeds.

No meu caso, não consegui um tubo comprido com diâmetro menor, para acondicionar os reeds justos. Só consegui um tubo curto, então tive que usar o tubo fixo que contém os reeds, com diâmetro maior. Isso exige ímãs mais potentes. Por outro lado, meu sensor é diferente do sensor mostrado na página. Os da página são pontuais. Um conjunto de um reed e um ou dois ímãs. O meu é um ímã para vários reeds. Meu sensor contendo diversos reeds, exige diversos fios e mais o terra. Mesmo que eu conseguisse um tubo fino para os reeds, não poderia usá-lo pois os fios não caberiam nele.
Experimentei colocar o ímã de falante. Não conseguir fechar o reed. Depois experimentei com dois ímãs comuns. Havia casos nos testes, em que o reed fechava e outras poucas o reed não fechava. Lembre-se que a distância entre os meus reeds e o ímã é maior.
Parti para dois ímãs de neodímio diametralmente opostos. Considerei que o reed poderia estar mais afastado, já que o diâmetro do tubo que o contém, permite isso. Funcionou perfeitamente.
Aí experimentei com apenas um ímã de neodímio (20mmx10mmx2mm). Também funcionou.
Aí experimentei com apenas um ímã de neodímio (10mmx5mmx3mm). Também funcionou. Então esta especificação do ímã foi a adotada.

Uma possível explicação para que o reed abra quando o ímã se encontra exatamente alinhado com o ímã. As linhas magnéticas de força entre os polos ficam mais afastadas no meio do ímã. Isso pode reduzir a densidade do campo magnético neste local.

MOR_AL

[MOR_AL]

Terminei o projeto com o LM3914.
Apesar de ter calculado tudinho, baseado no manual, tive que alterar os resistores de R1 a R11 e R13.
O componente XingLing não se comporta exatamente com o que informa o manual.
Havia colocado a opção de visão dos leds em modo barra ou em modo ponto (apenas um led aceso), por meio de uma chave, mas deixei apenas a opção barra.
Ocorre que no modo ponto, o led de 100% não acende (confirmando o manual) e alguns leds ficam levemente acesos e mudam aleatoriamente a cada alteração do nível.
Os testes foram feitos na Protoboard e os reeds foram substituídos por curtos.
O alarme não foi testado, pois já funcionou no circuito com o LM339, onde se encontra atualmente. Será incluído na montagem.
Decidi usar todos os leds indicadores de nível, do tipo transparente com luz branca e com 5mm de diâmetro. São baratos e emitem muita luz, mesmo com apenas 5mA. Os outros leds coloridos precisam de muito mais corrente para obter iluminação próxima ao do led branco. A exceção é do led violeta, que emite boa luminosidade, mas para usá-lo precisaria das outras cores.
O diagrama final se encontra a seguir.



MOR_AL

[edsont]

1 - Não entendi a colocação do meu comentário com o que você está colocando, logo abaixo dele. Explique melhor para eu entender e poder opinar.

Coloquei mal meu comentário.

O que achei interessante na sua implementação foi o uso da corrente passando pelo LED para acionar o alarme, com corrente insuficiente para acender o LED.

[EDSONCAN]

Vamos as sugestões:

Um pic 12fxxx da vida custa U$0,78 FOB e um LM3914 U$ 2,90 (usei a findchips para encontrar os preços).Eu trocaria por por u m PIC com conversor AD.
Aceitando algum erro da para colocar todos os resistores em serie e com isso ter um valor somente ao invés de vários valores.
Usaria uma fonte de alimentação sem transformador já que o consumo será pequeno.
Se quiser baixar mesmo o preço tem PIC com 10 canais capacitivos a U$ 1,80,

Edson

[MOR_AL]

1 - Não entendi a colocação do meu comentário com o que você está colocando, logo abaixo dele. Explique melhor para eu entender e poder opinar.

Coloquei mal meu comentário.

O que achei interessante na sua implementação foi o uso da corrente passando pelo LED para acionar o alarme, com corrente insuficiente para acender o LED.

Ok!
Agora entendi.
MOR_AL

[ze]

eu não me sentiria a vontade com fonte sem transformador com contato na água mas eu também usaria mc. Com relação aos custos, creio que não é um projeto comercial e sim uma terapia ocupacional (bom, pelo menos pra mim seria, ou será... (?))