Sensor e Alarme para nível de Água

[MOR_AL]

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

Bom.
1 - Eu paguei no Ebay R$ 7,50 por 10 LM3914. Cada um saiu a R$ 0,75 (Dilmas e não Obamas). O único PIC12F com CAD que tenho tem 8 pinos. Exigiria um deles junto à caixa d'água e um transmissor de RF. Até comprei os XingLing, mas o projetos do receptor é uma m&r#@ e sem sinal do transmissor o receptor fica toda hora captando lixo. Isso exige que o módulo na cozinha fique entrando na interrupção toda hora para ver se é dado. Inviável. Até minha campainha sem fio funciona melhor, pois só dispara uma vez ou outra quando um carro passa. Tipo 1000 passam e 1 dispara.
2 - Durante a transmissão o consumo não é pequeno. Estimo em algo entre 50mA e 100mA (chute). Então, com estas fontes sem trafo, você deveria desviar essa corrente para outro componente, enquanto não houvesse transmissão. Essas fontes sem trafo são as com capacitores em série com a rede. São essencialmente fontes de corrente com a tensão limitada por um zener. Aliás não possuem isolamento galvânico.
3 - O preço aí não é tão importante, pois se considerarmos o custo do tempo de projetista, o projeto sai caro. O preço seria importante para grande quantidade, mas minha necessidade é de apenas um e com confiabilidade. Haja visto todo o trabalho que estou tendo em alteração do projeto, para torná-lo confiável e simples (no final).

Outra informação!

A minha caixa que capta água da chuva, que fica ao nível da parte mais baixa da casa e não no telhado e que é do mesmo modelo da caixa do telhado, serviu de medida.
O nível até o ladrão da caixa de baixo é de 68cm. Quase cometo um erro com o sensor.
A caixa do telhado possui boia. Com isso o nível máximo só vai até 63cm e o volume estimado fica em aprox. 800 litros.
Calculei até o ladrão, uns 885 litros, mas a boia fecha antes de chegar ao ladrão.
MOR_AL

[MOR_AL]

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... (?))

Concordo com o Zé!
... E também é o meu caso! Não é comercial.
MOR_AL

[EDSONCAN]

Acho que é o mesmo caso do chuveiro elétrico. Os 2 projetos de controladores de nível de baixo custo para poço e caixa dágua que já projetamos eram com fontes de alimentação sem transformador, pois eram a pedido do cliente, como o cliente tem boa parte do mercado existe muita gente que usa sem saber do fato, ou pensar sobre isso.

Edson

[MOR_AL]

(Quase) terminei de montar o sensor com reed.
Infelizmente não tenho fotos da montagem.
Cortei um fino pedaço de madeira dura de massaranduba, usada em telhados. Algo com 1m x 0,5cm x 0,5cm. Bem fina!!!
Colei os reeds nas posições com super bonder.
Cortei os lides com 3mm.
Cortei os lides dos resistores com 3mm.
Soldei os resistores nos reeds. Tem que soldar rápido, caso contrário as ampolas racham. Antes tinha lixado os lides e colocado solução de breu com álcool. para "molhar facilmente a solda".
Usei fios bem finos para soldar os reeds e os resistores. Tirei de um cabo de comunicação com a porta paralela em PCs. Cada fio, além de fino, possui diversos condutores no interior. Ha! Também são coloridos, o que facilita o trabalho.
No começo até desencapava os fios nas partes das soldas, mas você acaba cortando um ou outro fio. Depois, simplesmente encostava a ponta do ferro, junto com a solda, na parte encapada. A capa dissolvia e o fio ficava estanhado, pronto para soldar. Claro que antes da soldagem final, eu pincelava o álcool com breu.
Como no início os fios foram descascados e estanhados, não ficavam esticados. Tive que enrolar toda a bagaça com linha fina mas resistente para rede de pesca, que tinha guardada.
Com isso juntei tudo o mais próximo possível da haste de madeira.
Isolei (depois vi que fora desnecessário) todas as partes condutoras com cola do tipo borracha de silicone.
Para proteger tudo e tornar a coisa mais pesada que a água, lembrei que tinha um pouco de resina de poliéster.
Peguei um tubo fino com um metro, para banner (13mm) e fechei e colei uma extremidade.
Coloquei cerca de 70ml de resina de poliéster dentro do tubo.
Coloquei o sensor (madeira, reeds, fios, linhas, resistores, etc) dentro do tubo. A resina transbordou, garantindo a vedação e o isolamento de tudo.

Com outro pedaço de 5cm de tubo para banner, com 15,5mm de diâmetro, colei o (um) ímã de neodímio (10mmx5mmx3mm).
Com um ohmímetro deslizei o tubo com o ímã sobre o tubo com o sensor. Confirmei os valores dos resistores, mostrando que estava tudo em ordem.
Conectei o sensor com o complemento do circuito da protoboard (com o LM3914) e liguei, pronto para desligar tudo.
Para minha surpresa continuava a funcionar.
O detalhe era que há pequenos trechos entre os reeds, em que o ímã não atua, acendendo todos os leds, já que o divisor indica R infinito no lado de baixo. Também não atua quando o ímã fica situado exatamente sobre o contato do reed. Minha nova explicação é que cada uma das lâminas se magnetiza com o mesmo polo e com a mesma intensidade, então elas se repelem. Um pequeno deslocamento é suficiente para haver uma diferença magnética e os contatos voltam a fechar.
Bom.
Com esse detalhe eu não vou montar o circuito com o LM3914, apesar de quase ter terminado de fazer o layout. Só faltando conferir.
Quero aproveitar o sensor para atacar novamente a solução com o PIC12F675 junto à caixa com um transmissor RF, e um PIC16F628A junto à cozinha.
Meus receptores do Ebay, aqueles quase de graça, só devem ser usados com funcionamento quase contínuo, uma vez que apresentam saída ruidosa.
Analisei alguns circuitos e concluí que o circuito comparador (um de dois amplificadores operacionais) deveria possuir uma pequena diferença de potencial entre as entradas. O suficiente para impedir ruído na saída.
PS: Até possuem uma diferença, mas baseada na tensão de saída do operacional (um Schmitt Trigger bem light), quando deveria ser provida parte da alimentação e parte do próprio sinal de entrada deste estágio.
Mas o que ocorre é que com isso, a sensibilidade do receptor cai (e a propaganda da boa sensibilidade também).
Mas pensando bem é até interessante que isso ocorra.
Com a saída sem ruído, ou com uma relação sinal ruído de digamos 7 vezes, o receptor funcionaria otimamente, considerando-se que devemos enviar um trem que pulsos para que o receptor reduza seu ganho, e com isso sua sensibilidade, ajustando a relação sinal ruído.
Acho que já informei quase tudo sobre o circuito com o LM3914. Se alguém desejar maiores informações, é só postar aqui. Posso também disponibilizar o layout, mas não conferi a bagaça.
Agora vou travar nova batalha com a opção dos dois PICs, pois vou considerar um receptor sem a saída com tanto ruído. Aquele que estou projetando e tive que deixar de lado, mas nunca abandona-lo.
Hehehe!!!
MOR_AL

[MOR_AL]

Tentei encontrar o diagrama daqueles receptores XingLing (433 e 3?? MHZ).
Possuem dois transistores, duas bobinas e um CI LM358.
Acabei encontrando um diagrama que pode ser o dito cujo.
Levantei apenas o circuito da parte do CI, que já é um saco. Não tive paciência para a parte de RF.
Parece que o circuito que levantei coincide com o que está montado. Um ou outro resistor tem alguma alteração, mas nada que gere muita diferença.
Minha intenção era de tentar reduzir o sinal espúrio na saída do receptor.
Em outras palavras. O nível de ruído está bem próximo ao nível de disparo do estágio comparador final. Com isso (acho) o ruído vive aparecendo na saída.
OU. A relação sinal/ruído é baixa.
Como não posso alterar a parte de RF, pois fica mais difícil trabalhar com UHF e nem levantei o circuito, tentei simular o circuito do LM358.
Com isso não posso diminuir o nível de ruído (e nem saberia), mas posso aumentar o nível de disparo do comparador ao final do circuito.
A relação sinal/ruído aumenta pela necessidade de se aumentar o nível do sinal.
Acredito que para transmissões esporádicas esta alteração possa ser uma opção, já que menos ruído disparará a saída. Para transmissões contínuas, não.
Isso tudo para tentar usar os diversos kits que comprei, para usar na opção do nível d'água via PIC (12F675 na transmissão e 16F628A na recepção).
MOR_AL

[MOR_AL]

Trabalhei no receptor 433MHz XingLing comprado no Ebay.
Leiam a mensagem anterior. Ela serve de introdução para compreensão do meu trabalho.

Segue arquivo pdf em anexo.


A senha para abri-lo e secreta, como todas as senhas, mas tente MOR_AL.
MOR_AL

[andre_luis]

Rapaz, tentei baixar do 4shared, mas fico sendo redirecionado para uma janela após a outra.
Poderia anexar aqui mesmo ?

[MOR_AL]

Rapaz, tentei baixar do 4shared, mas fico sendo redirecionado para uma janela após a outra.
Poderia anexar aqui mesmo ?

Vê se fiz certo!Fiz! Baixei e deu certo.
Não se esqueça da senha secreta MOR_AL.

[norad58]

andre,

Se tu nao estiver logado no 4shared, fica aparecendo telas repetitivas. Antes de clicar em download e esperar os 20 segundos para baixar, faça o login.
Eu testei aqui e baixei o arquivo.

[MOR_AL]

Bom, pessoal.
Pode não parecer, mas estive trabalhando com o projeto. O problema é que juntamente com ele, tive que fazer o IR da minha sogra, da parente da minha mulher, da minha mulher e o meu próprio. Parece que só falta conferir o meu e enviar tudo para a receita. Infelizmente (ou felizmente, depende do ponto de vista) terei que pagar IR.

Mas vamos lá com o projeto.

Lembrando que dividi o projeto em dois módulos. Um que ficará junto à caixa (Cx), no telhado e outro que ficará na cozinha (Cz). A comunicação será apenas em um sentido (Cx para Cz) via RF, com aqueles módulos em 433 MHz mencionados anteriormente.
Acredito que tenha terminado o diagrama em blocos do módulo Cx e quase tenha terminado a programação (em Assembly).
Do diagrama em blocos para a programação é quase que imediato, já que os blocos estão intimamente associados à linguagem Assembly.
Como a comunicação via RF depende muito dos módulos, e outros fatores, existe a possibilidade dos dados serem recebidos com algum ruído. Sem mencionar que ambos os módulos não possuem cristal, e um deles não possui USART em seu microcontrolador (Mc).
Aí é que começaram os problemas. Principalmente com relação ao ruído.
Decidi que devido ao ruído e à falta de cristais, a comunicação seria via código Manchester, ou algo semelhante. Lembrando que tal código possui informação do clock e do dado. Um bit de dado possui dois semi ciclos. Sempre há transição entre estes dois semi ciclos, mas nem sempre entre os bits de dado.
Após muito estudo, decidi que deveria dividir o ruído em dois grupos. Um que pode ser detectado com menos dificuldade e outro somente após detectar e remover os ruídos do primeiro grupo.
Devido à possibilidade da presença do ruído, decidi monitorar a saída do receptor cerca de 12 vezes por semi ciclo de cada dado, sempre que ocorrer um nível lógico ‘1’ na saída do receptor, indicando o início da recepção dos dados.
Concluí que monitoraria 576 amostras a partir do primeiro nível ‘1’. Colocando cada amostra em um bit de um registro GPR do PIC, são necessários 72 GPR.
Engraçado que devo ter alterado o diagrama em blocos umas mil vezes. Sempre aparecendo uma condição não considerada. E para cada vez, um novo fluxograma bem diferente era necessário, juntamente com novas variáveis de controle. Como não podia me dedicar ao projeto diariamente, havia momentos em que tinha que reestudar que diabos tinha eu feito, ou porque tinha colocado aquela condição no fluxograma.
Após observar o crescimento demasiado de uma rotina, sua complexidade finalmente parou de crescer. Na medida em que estudava mais a rotina, para ver se ainda haveria um ou outro detalhe, que poderia ter passado despercebido, fui notando que o número de blocos poderia ser diminuído.
Já estou dedicando muitas horas somente nesta rotina, mas acredito que ela poderá identificar e retirar alguns ruídos esperados. Esta rotina, com o nome de AnalisaDados, produz e analisa três sequências. Uma sequência de zeros ou uns, que chamei de Ant (de anterior), uma sequência de uns ou zeros, que chamei de Meio e uma sequência de zeros ou uns, que chamei de Post (de posterior). A sequência pode ser ZUZ (zeros anteriores, uns do meio, e zeros posteriores), como UZU (uns anteriores, zeros do meio, e uns posteriores). Dependendo do número de amostras em cada sequência, uma atitude é seguida. Basicamente, ou limpa (alguns zeros ou uns), ou não faz nenhuma alteração. A rotina termina quando muitos zeros adjacentes são identificados. Isso pode ocorrer tanto devido a presença de um ruído esporádico, sem dados sendo transmitidos, como ao final da transmissão dos dados. Assim, na presença de apenas ruído, a rotina não precisa varrer todos os 576 bits dos GPR.
Estou terminando o fluxograma desta rotina e pelo visto não deve haver mudança significativa em seus blocos.
Bom.
Fica aqui registrada a continuidade do trabalho.
Mais uma vez subestimei o trabalho que está dando.
Na medida do possível irei informando do progresso.
[]’s
MOR_AL

[norad58]

Mor_Al,

Lendo sua experiencias, lembrei de um tipo de transmissão que eu escutava antigamente em ondas-curtas. Na frequencia de 7,5Mhz havia transmissões de CW ou teletipo, ou algo parecido que informava a cotação/preço de varios produtos soja, trigo, leite, etc. Lembro que antes de iniciar a transmissao de dados o transmissor ligada a portadora AM durante alguns segundos e apos isso iniciava a transmissão de dados. Acho que o motivo da portadora ficar ligada no inicio era para informar o receptor que algo seria transmitido e também identificar o nivel de ruído. Sem contar que em ondas curtas ha outros problemas como fading, interferencias solares, interferencias geradas localmente, distorção do sinal, etc. Em ondas curtas o nivel de ruídos é bem pior que em frequencias mais altas em determinados horarios. Para reduzir os ruídos os receptores continham após a FI detectora de audio um redutor de ruídos que era formado por um circuito eletrônico analogico que somava o sinal original + sinal original invertido com nivel mais atenuado, assim cancelava boa parte dos ruídos.
Hoje fazem este procedimento atraves de circuitos digitais com DSP usando ADC, DAC, processamento com calculos matematicos.
Creio que adicionar algo para redução destes ruidos num circuito eletronico receptor bem precario sem Xtal, filtros, seria perda de tempo.
Outra coisa, não sei qual o nivel de ruido que foi observado no receptor, mas já fiz experiencias ligando dois diodos de germanio em paralelo mas com polaridades opostas, em serie com o sinal de audio gerado, isso cria um "filtro inicial de sinal" onde ruídos abaixos do nivel de condução dos diodos, não passam.

[MOR_AL]

Algo está ocorrendo com relação a este fórum e meus emails.
Não estou recebendo as notificações de postagens que participo. Isso não ocorre com os outros fóruns.
Descobri que havia postagem somente agora, quando acessei o tópico.
Bom. Vamos lá.

Lembro que antes de iniciar a transmissao de dados o transmissor ligada a portadora AM durante alguns segundos e apos isso iniciava a transmissão de dados. Acho que o motivo da portadora ficar ligada no inicio era para informar o receptor que algo seria transmitido e também identificar o nivel de ruído.

É verdade. Estou enviando um "preâmbulo". É um byte formado por bits uns e zeros intercalados. É a melhor maneira do receptor se ajustar (os pontos de operação dos estágios como tensões e correntes) para melhor receber os dados. Na foto, em uma das postagens anteriores, mostro que bastam alguns bits, para o receptor se ajustar.

Para reduzir os ruídos os receptores continham após a FI detectora de audio um redutor de ruídos que era formado por um circuito eletrônico analogico que somava o sinal original + sinal original invertido com nivel mais atenuado, assim cancelava boa parte dos ruídos.

Não conheço esta técnica, ou a conheço de outro modo. De qualquer modo, essa opção é inviável, já que mencionei que decidi não mais terminar o projeto do meu receptor regenerativo em 433MHz. Como mostrei, preferi aumentar o nível de comparação do sinal.

Outra coisa, não sei qual o nivel de ruido que foi observado no receptor, mas já fiz experiencias ligando dois diodos de germanio em paralelo mas com polaridades opostas, em serie com o sinal de audio gerado, isso cria um "filtro inicial de sinal" onde ruídos abaixos do nivel de condução dos diodos, não passam.

É uma forma de alterar o nível de comparação. No caso dos receptores XingLing, isso é feito via tensão de referência em um comparador. A tensão dos diodos é fixa e só servem para determinado nível de ruído, a menos que se aumente o circuito. Com o comparador XingLing o nível já tinha sido ajustado pelo fabricante. Eu medi e concluí que ficava muito próximo ao nível de ruído. Então aumentei a tensão de comparação. Antes a frequência de ruídos que passavam para a saída do receptor era alta. Agora é insignificante.
Eles colocaram o nível de comparação quase igual ao de ruído, uma jogada comercial, para aumentar alguns decibéis de sensibilidade do receptor, mas pagaram um preço alto com isso.
A quantidade de ruído que passa para a saída é tão alta, que são conhecidos como de péssima qualidade.

Se você observar as postagens anteriores, vai perceber que algumas questões que você expôs já se encontram respondidas.
Dedique um tempinho para lê-las.
[]'s
MOR_AL

[MOR_AL]

Pessoal!
Atualizando o tópico...
Caí na besteira de considerar que pode ocorrer algum ruído na recepção. Por este motivo estou tentando identificar alguns desses ruídos para que eu possa corrigi-los.
É a situação em que você observa uma recepção (byte truncado e com ruído de preâmbulo + byte com ruído de dados) e sabe que aquela parte é ruído e que seu valor deveria ser conhecido.
Já investi um tempo demasiado só por causa destes ruídos e prevejo que ainda terei que investir mais tempo.
Aos poucos estou avançando, mas ainda bem que não é um projeto comercial e que eu me encontro aposentado.
A parte positiva é que a identificação de parte do ruído e a sua correção poderá ser utilizada em outros projetos.
Basicamente, inicialmente eu envio um byte específico como preâmbulo.
A finalidade é para que o receptor estabilize o ponto de operação, o programa identifique o período de transmissão e entre em sincronismo (saber onde começam os bits dos dados).
Caso algum ruído ocorra, com características identificáveis, eles poderão ser eliminados.
MOR_AL

[MOR_AL]

Atualizando o tópico!

Não avancei muito na programação de eliminação do ruído com a opção via PIC.
Dentre outras coisas, imaginei porque o circuito com o CI LM3914 (Dot/Bar Display Driver) não era bom.
Como já explicado, peguei o circuito básico da internet e, como sempre, fiz algumas poucas adaptações.
O circuito até que melhorou um pouco, mas o problema em ambos os projetos era conceitual. A resistividade da água variava muito, acredito que devido à composição e quantidade de sais minerais dissolvidos nela.
A resistência criada pela resistividade da água interagia com a resistência de polarização do transistor, entre os contatos dos sensores (simples fios) e o CI LM3914.
Este transistor possui tripla função:
1 - Inverter o sinal. Deste modo os leds acendem da mais baixa tensão para a mais alta tensão.
2 - Prover corrente ao resistor de carga, conectado à entrada do LM3914, proporcional à corrente solicitada pelos sensores. Além dessa corrente depender do ganho cc do transistor (beta), depende também da temperatura ambiente. Este detalhe foi reduzido em meu projeto. Depende também da resistência incorporada pelos sensores. Em outras palavras, este estágio é o calcanhar de Aquiles do circuito.
3 - Permitir somar os sinais produzidos por cada sensor submerso. em este transistor, seria necessário um fio para cada sensor e mais um fio terra. Então estes n fios teriam que partir desde a caixa d'água e chegar à cozinha.

Bom. A opção com dois microcontroladores (MC) acrescentaria mais funções, além de dispensar fios entre a caixa d'água e a cozinha, com o uso de um Tx e Rx em 433MHz.
Há pouco tempo a opção com LM3914 estava me incomodando.
O calcanhar de Aquiles poderia ser eliminado.
Aí comparei as duas opções.
Com 2 PICs e mais um par Tx Rx o firmware do ruído está consumindo muito tempo. Não devo desprezar esta opção de incorporar o tratamento do ruído, já que o sinal tem que atravessar duas lajes, ou atravessar duas paredes e refletir em outra entre elas.
Ainda há os custos do sensor. Um reed para cada ponto e um ímã (são dois) flutuante para acionar os reeds. Para 10 pontos seriam necessários 10 reeds e mais os dois ímãs e ainda a mecânica para tornar o ímã flutuante.

Já o sensor do LM3914 são pedaços de fio desencapado, com custo zero. O custo que adviria nesta opção seria dois CIs 74xx14 (6 hex Schmitt inverter) e mais cerca de 10 resistores, menos custosos e difíceis de conseguir que os reeds e os ímãs.
Com os 74xx14, o problema da resistividade da água deixa de existir. O divisor resistivo formado com um resistor de 1M2 desde Vcc aos sensores, garante uma entrada fora da região linear dos 74xx14. Na saída de cada inversor introduz-se um resistor e todos estes resistores convergem à entrada do LM3914. Funciona como um conversor DA. Como os resistores de saída possuem valores relativamente altos, a tensão de saída dos inversores são praticamente zero volt e Vcc, não interferindo na precisão do circuito de forma apreciável.
A contrapartida é que entre a caixa d'água e a cozinha são necessários três fios. O terra, o Vcc e o sinal. Os dois 74xx14 ficariam no telhado, junto à caixa d'água e o restante do equipamento (com o LM3917) ficaria na cozinha.
Fiz um circuito preliminar com essa opção. Certamente pode-se melhorá-lo ainda mais um pouco, como tornar todos os resistores que ficam conectados às saídas dos inversores com o mesmo valor.
Segue em anexo o circuito preliminar. Quando incluir com as novas opções eu postarei aqui.
MOR_AL

[andre_luis]

Com os 74xx14, o problema da resistividade da água deixa de existir. O divisor resistivo formado com um resistor de 1M2 desde Vcc aos sensores, garante uma entrada fora da região linear dos 74xx14

Toma cuidado com a variação de temperatura da água, que influencia drasticamente na resistividade da água, embora aqui no RJ o frio não seja tão frequente assim. O fato é que quando trabalhei com uma maquina de fabricar gelo, tive de usar resistores na faixa de alguns Mega ohms pra lidar com a temperatura mais baixa, mas não lembro exatamente que circuito usei.