Устройство для контроля уровня воды

Уровнемеров впродаже великое множество. Номне как-тодаже имысль вголову непришла искать что-тоготовое, неспортивно это, непо«нашему». Вот ирешил сделать прибор сам. Более того, мне недостаточно было знать, верхний инижний уровень, яхотел знать, сколько точно литров вбаке. Конечно, дляданной цели – контроль уровня воды вбаке, эта информация избыточна, нотак солидней. Поскольку моя нынешняя работа связана сультразвуковой дефектоскопией, товыбор способа измерения был нетрудным.

Впродаже есть много предложений ультразвуковых датчиков расстояния. Есть дорогие сцифровым интерфейсом инабольшое расстояние, есть дешевые сболее простым интерфейсом, наменьшее расстояние. Выбор пал насамый простой идешевый датчикHC-SR04. Датчик представляет изсебя печатную плату. Накоторой установлены передающий иприёмные пьезоэлементы. Наплате собрана схема формирования зондирующей пачки импульсов счастотой 40кГц, которая подается надрайвер, выполненный напреобразователе уровня TTL вRS232. Да-да, вот такое необычное применение. Несовсем правильное, нодешевое иработоспособное решение позволяющее обойтись бездополнительного высокого напряжения дляраскачки излучающего пьезоэелемента.

Также плата содержит усилитель дляприемного пьезоэлемента инебольшой управляющий микроконтроллер. Удатчика четыре ножки управления: питание +5 вольт (VCC), вход запуска (Trig), выход (Echo), иземля (GND). Навход Trig мы подаем импульс 10мкС, навыходе Echo, приполучении датчиком эхо-сигнала (отражения), будет сформирован импульс длительностью пропорциональной времени прохождения звука отдатчика доотражателя иобратно. Это время мы делим надва иумножаем наскорость звука ввоздухе, среднее значение 340м/с– получаем расстояние доотражателя (объекта). Ниже диаграмма работы датчика. Прототип был собран намакетной плате намикроконтроллере ATmega16 ииндикаторе TIC3321. Длядополнительной визуализации есть линейка издесяти светодиодов.

Схему прототипа янепривожу, кому будет нужно, вприложенном архиве проект дляПротеус. Вконечном варианте ярешил поставить светодиодный индикатор вместо TIC3321 – лучше подходил погабаритам ккорпусу, четыре против трех разрядов илучше видно втемноте. Микроконтроллер поставил ATmega32, давно валявшийся уменя наполке. Две кнопки, длявключения наполнения ислива. Этиже кнопки используются припроцедуре калибровки, пара транзисторов иреле длявключения электромагнитных клапанов илинасоса. Некоторое время назад, мой бывший коллега принес мне три сломанных теплосчетчика мол: сделаешь что-нибудь полезное. Изполезного— отрезал оттеплосчетчиков термодатчики, пока лежат наполке. Понравился конструктив теплосчетчика. Корпус состоит издвух половинок. Внижней половинке, устанавливаемой стационарно, стоят две платы склемниками длявнешних подключений иколодка длясоединения сплатой вверхней части корпуса.

Авверхней части корпуса стоит основная плата счетчика. Вот этот корпус ибудем использовать стакойже идеологией. Дляверхней части корпуса была изготовлена печатная плата, внижнюю часть, плату делать янестал – собрал все намонтажной плате. Питается устройство отимпульсного блока питания некогда служившим дляпитания ADSL-роутера. После был списан напенсию заслабость свою, после ремонта вновь введен встрой, ноуже дляпитания моего устройства. Дляпередней панели была изготовлена наклейка. Приятным бонусом дляменя оказалось то, чтоприпечати напрозрачном полимере краски получаются полупрозрачными, это позволило мне отказаться отсветофильтра индикатора, япросто сделал прямоугольную заливку красного цвета. Поскольку минимальный формат печати оказался А3, тонаклеек язаказал три варианта вдвух экземплярах.

Мне больше понравился темный. Ну, илиесли надоест, товсегда можно заказать новую наклейку. Датчик, яустановил вкорпус отелочной гирлянды. Корпус закрепил накрышке бака. Просверлил отверстия дляустановки датчика. Припаял кабель, электролитический конденсатор изалил все термоклеем. Приподаче питания насхему сначала проходит тестирование семисегментного индикатора илинейки светодиодов. Если прибор некалиброван, тонаиндикаторе мы увидим, лишь измеренную дистанцию.

Линейка светодиодов неработает, также недоступна функция управления наполнения ислива бака. Больше проработу некалиброванного прибора рассказывать нечего. Ну, так давайте откалибруем его! 1. Калибровка нуля. Показываем прибору нижний уровень бака – пустой бак. 2. Калибровка верхнего уровня. Показываем прибору максимальный уровень. 3. Ввод объема бака. Вход врежим калибровки происходит после теста индикатора приудерживании обеих кнопок. После отпускания кнопок наиндикаторе отображается дистанция додна вмиллиметрах, аналинейке светодиодов горит нижний светодиод, символизируя режим калибровки нуля. Длякалибровки параметра напустом баке нажимаем кнопку «Слить», переходим кследующему этапу – калибровке максимального уровня.

Наиндикаторе также отображается дистанция вмиллиметрах. Налинейке горят все светодиоды, символизируя режим калибровки максимального уровня. Дальше возможны варианты –либо мы наполняем бак насто процентов ипосле этого жмем кнопку «Наполнить» дляустановки верхнего уровня. Илиможно просто поднести отражатель кдатчику напредполагаемый максимальный уровень.

После калибровки уровней переходим квводу объема бака. Кнопкой «Наполнить» меняем значение разряда, акнопкой «Слить» меняем разряд итак все четыре разряда поочереди. Вкалибровке предусмотрены две блокировки. Некритическая – если объем невведен, тоустанавливается объем 100, соответственно отображение будет впроцентах иливлитрах, если бак приэтом насто литров.

Вторая— критическая блокировка, поскольку расположение датчика унас верхнее, тозначение верхнего уровня неможет быть больше нижнего. Вэтом случае прибор калибровку непроходит, апросто отображает дистанцию. После успешной калибровки прибор отображает объем воды влитрах иуровень вдесятках процентов налинейке светодиодов. Также становятся доступными функции наполнения ислива бака. Вприборе предусмотрено автоматическое наполнение, которое неактивно после подачи питания. Дляактивации автоматического наполнения необходимо нажать кнопку «Наполнить» после чего бак наполнится на90%. Принаполнении бака, уровень насветодиодной линейке будет отображаться какпризарядке аккумулятора втелефоне.

Повторное наполнение включиться автоматически приотпускании уровня ниже 10%. Наполнение бака можно запускать влюбой момент. Дляостановки наполнения нужно нажать кнопку «Слить» вовремя наполнения. Функция слива предусмотрена длявывода бака изэксплуатации назимний период. Может быть, инеочень нужная функция, прибор опытный трудно вот так все сразу продумать, пускай пока будет. Дляактивации слива нажимаем кнопку «Слить», включается реле включения клапана слива. Реле выключается придостижении нулевого уровня после задержки необходимой дляслива воды струбопровода.

Теперь, вовремя слива, батарейка— бак будет уже незаряжаться, аразряжаться. После активации слива, режим автоматического наполнения выключается, повторно включить его можно нажав накнопку «Наполнить». Вот собственно ивсе, смотрим демо-видео. Хотя надворе уже весна, нодачный сезон еще ненаступил, поэтому придется подождать, пока можно будет начать пользоваться баком. Более того, мне еще долго непридется использовать прибор вполном объеме, так каквстарой бане нет постоянно подключенного водоснабжения, ановую яеще недостроил. Носмотреть уровень уже можно!!!.