Sensor e Alarme para Nível de Água

MOR_AL · 31 de outubro de 2014

Olá pessoal!
Tive que fazer um aparelho que monitorasse o nível de água da minha caixa, que situa-se logo abaixo do telhado.
Ele também produz um alarme sonoro, caso o nível de água da caixa atinja determinado valor. Pode-se estabelecer este valor.
No link a seguir tem todas as informações necessárias para o entendimento de minha intenção.

http://www.4shared.com/zip/6iBBcN4Jce/Nvel_de_gua_com_LM339.html

Ah! A senha é MOR_AL

MOR_AL

caolne · 1 de novembro de 2014

MOR, parabéns não unicamente pelo projeto, mas também por compartilhar conosco.

Há tempos precisei de um destes e procurei por toda parte e não encontrei, tive que bolar um, mas nada que chegue perto deste.

Grato

MOR_AL · 1 de novembro de 2014

MOR, ...

Grato

Valeu Caolne!

Grato pelas gentis palavras.

MOR_AL

circuit · 1 de novembro de 2014

é Mor a falta de agua ai esta tão grande que esta virando especialista na área kk show parabéns

MOR_AL · 1 de novembro de 2014

é Mor a falta de agua ai esta tão grande que esta virando especialista na área kk show parabéns

Valeu, Circuit.

MOR_AL

LyBeck · 20 de fevereiro de 2015

Estou procurando um circuito para monitorar o nível de água em uma caixa d`água elevada. Baixei o arquivo mas não consegui abrir : senha inválida. Seria possível publicá-lo novamente com senha mais simples?

MOR_AL · 21 de fevereiro de 2015

Estou procurando um circuito para monitorar o nível de água em uma caixa d`água elevada. Baixei o arquivo mas não consegui abrir : senha inválida. Seria possível publicá-lo novamente com senha mais simples?

Sugiro que acesse o fórum coirmão, pois foi lá que tudo começou.

Inclusive contém os prós e contras.

http://www.asm51.eng.br/phpbb/viewtopic.php?f=22&t=16318&sid=8611c375afc82b7c8764317199404819

MOR_AL

LyBeck · 21 de fevereiro de 2015

MOR, já li, pesquisei bastante mas não encontrei (ainda) o que preciso. O site indicado tem muitos exemplos mas com o mesmo problema de senha. Agradeço se alguém puder publicar um projeto que controle o nível em caixa d`água através de leds (uns 5 leds seria bom). Melhor ainda se pudesse usar o seguinte sensor (ver site) ao invés dos pregos que acabam enferrujando. http://www.buyincoins.com/item/34693.html. Gostaria de monitorar o nível da água para não precisar ficar subindo no telhado pois minha caixa é pequena e com essa falta de água!

Pinhed · 22 de fevereiro de 2015

...

MOR_AL · 22 de fevereiro de 2015

MOR, já li, pesquisei bastante mas não encontrei (ainda) o que preciso. O site indicado tem muitos exemplos mas com o mesmo problema de senha. Agradeço se alguém puder publicar um projeto que controle o nível em caixa d`água através de leds (uns 5 leds seria bom). Melhor ainda se pudesse usar o seguinte sensor (ver site) ao invés dos pregos que acabam enferrujando. http://www.buyincoins.com/item/34693.html. Gostaria de monitorar o nível da água para não precisar ficar subindo no telhado pois minha caixa é pequena e com essa falta de água!

Você postou uma dúvida.

1 - Você quer MONITORAR o nível d'água (saber em que nível se encontra a água dentro da caixa)? OU...

2 - Você quer CONTROLAR o nível d'água (monitorar e em função do conhecimento do nível, ligar uma bomba quando o mesmo chegar a um determinado nível e desligar quando a caixa encher).

3 - Você quer automatizar o CONTROLE, sem precisar conhecer o nível d'água. A bomba liga quando o nível cai abaixo de um valor (mínimo) e desliga quando chega a outro (máximo).

O item 1 é mais simples de implementar que o item 2.

O item 3 é o mais simples e sem eletrônica. Os componentes já são comerciais.

MOR_AL

@MOR, eu uso um note corporativo, não consegui baixar o arquivo, ( talvez seja cabaçada mesmo), você pode disponibilizar de outra maneira ?

Já estou ficando sem pernas e costas para subir no telhado do prédio para verificar o nível das caixas.

Acho que para baixar o arquivo tem que se logar antes. Pelo menos foi o que o pessoal informou.

Mas resumindo.

Vamos separar o circuito em SENSOR e ELETRÔNICA.

1 - SENSOR para mais de um nível.

1a - Simples 2 fios de cobre com cerca de 1mm de diâmetro. A resistividade da água faz parte de um divisor resistivo.

Prós - Simples

Contras - O Valor da resistividade da água varia, variando a tensão encontrada no divisor resistivo, PARA O MESMO NÍVEL produzindo medidas erradas!!!

Há uma segunda opção, que exige um fio para cada nível e mais o fio terra.

Prós - Muitos fios entre o sensor e o aparelho. O sensor fica em local de difícil acesso, sujo, quente e empoeirado (telhado). O aparelho fica em local de fácil acesso e de constante uso (cozinha).

1b - Ampolas reed em uma haste vertical dentro da caixa d'água com um ímã em um flutuador ao redor da haste.

Prós - Não há variações da tensão analógica devido a resistividade da água. Bastam apenas dois fios entre o sensor e o aparelho. Medidas corretas.

Contras - Há regiões entre dois reeds consecutivos em que não há influência do ímã. Nenhum reed está fechado. O divisor resistivo apenas indica uma tensão máxima, equivalente a condição de caixa cheia. Também, quando o ímã se encontra exatamente no meio do reed, o reed abre, recaindo na condição anterior. Uma solução com reed somente é interessante se houver um microcontrolador que considera e equacione estes inconvenientes.

1c - Há no mercado uns sensores que possuem um reed fixo no corpo do sensor e uma boia móvel. A instalação do sensor exige que se faça um furo na caixa para cada um. Os furos ficam posicionados em alturas determinadas por você. Esta opção tanto pode exigir diversos fios entre os sensores e o aparelho, como apenas dois. Aí recai no item 1a, mas sem o contra. A resistividade da água não interfere. O custo é que é um problema. Fabricante nacional. Cerca de R$30,00 por sensor. Fabricante chinês. Cerca de R$10,00 por sensor.

2 - Aparelho que recebe o sensor e mostra o nível por meio de leds.

2a - Usando um comparador quádruplo no CI (LM339). Até quatro leds por CI.

2b - Usando um CI dedicado (LM3914). Até 10 leds por CI.

2c - Usando dois microcontroladores. Um ao nível da caixa (telhado) e outro ao nível da cozinha.

A comunicação entre estes módulos pode ser feita por dois fios (fácil mas costumam ficar visíveis, passando ela casa, além de serem suscetíveis a captação de indução devido aos raios) ou por RF. Sem fios, mas com dificuldade para evitar interferências de RF.

Fiz todas as opções.

Comecei com apenas uma ampola de mercúrio. É bem robusto. Funciona até hoje, mas logo logo se sente a necessidade de mais pontos.

Depois, como ainda não tinha os LM3914, usei o LM339. Passei para 4 pontos. Os sensores, apenas fios, deixou a desejar. Com apenas dois fios entre o sensor e o aparelho, exige que as tensões até o aparelho sejam analógicas. A resistividade da água variou e as leituras se tornaram inválidas. Sem mencionar que os dois fios ficaram passando pela casa. Estética zero. Com um fio para cada sensor a vantagem é que as tensões são digitais, mas a desvantagem é que precisa de um fio para cada sensor mais um terra.

Aí projetei com o LM3914, que acabavam de chegar da China. Recaí na condição anterior. Nem montei.

Atualmente estou projetando o aparelho com 2 microcontroladores. Dois módulos (caixa Cx e cozinha Cz). Estou terminando de projetar o módulo Cx. O trabalho está documentado em um arquivo com cerca de 17 páginas. Também passei dificuldades em reduzir o nível de ruído nesses receptores 433MHz. Nem sei se o receptor vai captar direito o sinal do transmissor, no telhado. Vai ter que vencer duas lajes e uma parede.

Posso disponibilizar os diagramas com o LM339 e com o LM3914, mas os valores dos resistores que compõem o divisor resistivo costumam mudar.

MOR_AL

LyBeck · 22 de fevereiro de 2015

Olá MOR,

Não entendo nada de eletrônica. Mas entendo de elétrica, construção, automação residencial (cabeamento estruturado) e lógica. Isso me permitiu entender seus argumentos.

O que necessito é monitorar ( a distância ) o nível da água dentro da caixa d`água (CASO 1).

Já fui pega de surpresa com falta d`água sem saber e todas as vezes preciso que alguém suba no telhado para verificar e ficar monitorando se está caindo água. Não tenho bombas e a água cai direto da rua na caixa elevada. Já viu a encrenca, não?

Imagino para esse projeto colocar vários sensores (uns 5) dentro da caixa de 2000litros, dentro de um tubo de PVC na vertical onde seriam presos a intervalos calculados (para evitar furar a caixa em vários pontos) e passando os cabos por dentro desse PVC. você olhou o sensor do site que enviei? Eu até já os comprei! São parecidos aos vendidos pela Icos.

Assim, com a subida/queda no nível d`água poder visualizar na cozinha através de leds o volume (calculado previamente em função da posição dos sensores dentro da caixa). Já preparei minha casa para cabeamento estruturado, assim deixei passagens exatamente para evitar cabos aéreos e visíveis.

A instalação física eu sei fazer mas me falta é a parte eletrônica, ou seja o circuito e os componentes necessários. E dicas sobre como montar esses sensores mencionados.

Esse seu projeto atenderia essa minha necessidade? Eu ficaria imensamente feliz se pudesse me disponibilizar sim.

Christina

MOR_AL · 23 de fevereiro de 2015

OPS!!!

Solicito que, inicialmente, desconsiderem esta postagem, pois cometi um erro básico.

Vou dar uma analisada na postagem para tentar corrigi-la.

Por favor aguardem posteriores comentários.

Grato

MOR_AL

Vamos lá, Christina.

Olá MOR,

Não entendo nada de eletrônica. Mas entendo de elétrica, construção, automação residencial (cabeamento estruturado) e lógica. Isso me permitiu entender seus argumentos.

O que necessito é monitorar ( a distância ) o nível da água dentro da caixa d`água (CASO 1). Ok! Agora identifiquei o seu desejo.

Já fui pega de surpresa com falta d`água sem saber e todas as vezes preciso que alguém suba no telhado para verificar e ficar monitorando se está caindo água. Não tenho bombas e a água cai direto da rua na caixa elevada. Já viu a encrenca, não?

Imagino para esse projeto colocar vários sensores (uns 5) dentro da caixa de 2000litros, dentro de um tubo de PVC na vertical onde seriam presos a intervalos calculados (para evitar furar a caixa em vários pontos) e passando os cabos por dentro desse PVC. você olhou o sensor do site que enviei? Sim!

Eu até já os comprei! São parecidos aos vendidos pela Icos. Ok!

Assim, com a subida/queda no nível d`água poder visualizar na cozinha através de leds o volume (calculado previamente em função da posição dos sensores dentro da caixa). Já preparei minha casa para cabeamento estruturado, assim deixei passagens exatamente para evitar cabos aéreos e visíveis.

A instalação física eu sei fazer mas me falta é a parte eletrônica, ou seja o circuito e os componentes necessários. E dicas sobre como montar esses sensores mencionados.

Esse seu projeto atenderia essa minha necessidade? Sim!

Eu ficaria imensamente feliz se pudesse me disponibilizar sim. Ok!

Christina

Prevejo duas opções para você. Em ambas você terá que alterar os valores dos resistores que fazem parte do sensor, já que o seu são feitos com contato de alguns mili ohms e no meu caso usei a água como contato, com algumas dezenas de milhares de ohms. Mas ao final te dou a dica.

Em ambas as opções, haverão dois fios entre os sensores no telhado e o aparelho na cozinha. Um é a referência do terra e o outro é uma tensão analógica. São tantas tensões quantos forem os sensores (as chaves).

1 - Usando um CI LM339, que é baratinho. São quatro comparadores em um CI. Logo permite monitorar 4 níveis.

Segue o diagrama:

Retire: R1, R7, R8, C1, D5 e Q1

Conecte: O lado que ficou solto de R2 ao ponto comum de R3, R4, R5, R6 e C5. Conecte este ponto ao ponto que contém os pinos 4, 6, 8 e 10 do LM339.

Os resistores R3, R4, R5 e R6 terão novos valores. Eles vão formar um divisor resistivo com R2.

Primeiramente você terá que colocar os 4 sensores na posição desejada da haste vertical, dentro da caixa. Os sensores devem ficar instalados com a parte móvel para baixo. Acho que quando a água subir, vai elevar a parte móvel e fechar o contato da chave. Vou considerar assim.

Comece por determinar R3 para o sensor mais baixo. Ainda não existem R4, R5 e R6. Inicialmente substitua R3 por um potenciômetro de 470k ou 1M. 470k seria melhor. Conecte um ponto no cursor (contato central) e outro em um dos extremos. Leve o cursor do potenciômetro até que todos os leds estejam apagados. Altere lentamente seu valor até o led D1 acender. Pare nesta posição do potenciômetro. Anote o valor, que chamarei de R3m (mínimo). Depois, aumente o valor lentamente, até que o led D2 acenda. Chamarei de R3M (máximo).

Calcule R3linha = (R3m + R3M) / 2. Provavelmente R3linha não dará um valor comercial, então aproxime R3linha para o valor comercial mais próximo. Este será o valor de R3. Conecte-o no diagrama, pois os valores de R4, R5 e R6 serão determinados na presença de R3.

Para determinar R4. Faça R4m = R3M e conecte o potenciômetro agora substituindo R4. Será o segundo sensor de baixo para cima. Altere lentamente o valor do potenciômetro até que o led D3 acenda. Meça o valor do potenciômetro e nomeie como R4M.

Calcule R4linha = (R4m + R4M) / 2. Ache o valor comercial mais próximo de R4linha. Este será o valor de R4.

Substitua o potenciômetro por R4.

Bom. Acho que já deu para você ir sozinha e chegar até o valor de R6. No cálculo de R6 não vai haver R6M, somente R6m. Então faça R6linha = 1,3 x R6m. Depois ache o valor comercial mais próximo. Este será o valor de R6.

Mais detalhes:

1 - Os leds não possuem luminosidade semelhante em função da cor. Depois alterei os leds para todos brancos. Há leds brancos com resina transparente que possuem intensidade mais alta que os comuns. Não são os especiais, são os comuns de maior brilho.

2 - Como fonte de alimentação, usei um carregador de celular velho que fornece 5,1V. A tensão pode ser próxima a 5V. Abri a caixinha, retirei apenas a fonte e o led que vem com ele. Usei assim para reduzir o tamanho do carregador.

3 - Al1 é um alarme com sensor magnético de porta. É alimentado com três baterias do tipo botão. Eu abri o alarme e retirei a chave l/d e cortei a base das pilhas. Assim ficou bem pequeno para o aparelho todo. O alarme ficou alimentado pela fonte do celular.

4 - Quando o alarme toca, depois de algum tempo começa a perturbar. Então decidi incluir uma chave para desligá-lo. Na verdade eu coloquei um micro switch (veja a foto).

Retirei a conexão de R18 ao pino 1 e acrescentei um resistor de 100k do pino livre de R18, ao terra. Neste mesmo ponto liguei todos os contatos de um lado da micro switch. No outro lado, cada contato liguei a cada saída do comparador, pinos 1, 2, 14 e 13. Se todas as chaves ficarem desligadas, o alarme fica desligado. Costumo deixar ligada apenas a chave que corresponde ao led ACESO de mais alto nível. Assim o alarme dispara sempre que um nível cai. Também coloquei uma chave geral no alarme, em série com R19. Assim desligo o alarme. As chavinhas da micro switch são muito pequenas.

5 - R19 é para 1/2W, os outros resistores são para 1/8W.

6 - Após determinar os valores de R3, R4, R5 e R6, é possível colocá-los dentro da haste. Obtenha um pedaço de cano de 25mm (cola). Veja se dá para instalar os sensores lá. Instale os resistores no interior do cano. Conecte no próprio cano a parte comum dos resistores. Agora sairão APENAS dois fios. O terra e o comum ao divisor resistivo. Apenas os resistores de R3 a R6 ficam no cano. R2 dica no aparelho. Feche a base inferior do cano, ou com um tampão de 25mm e cola, ou com preliminarmente com fita crepe ou isolante. Eu enchi o cano com resina de poliéster. Material de fibra de vidro. Isso mantém o interior isolado eletricamente e pesado o suficiente para não flutuar.

2 - Usando um CI LM3914, que por aqui nas lojas o pessoal tem a audácia de cobrar mais de R$10,00 por cada CI. Lá fora eu comprei uns 4 pelo preço de um daqui. O problema é o tempo que leva para receber.

Vou ficar te devendo essa explicação, pois ficaria maior que a opção anterior.

MOR_AL

LyBeck · 24 de fevereiro de 2015

MOR que aula! Essa tenho que ir com calma pois, como disse, não entendo nada de eletrônica e seus componentes. Mas vou ler com muita calma e estudar o diagrama para ir entendendo os detalhes. Mas não sei como passar do diagrama para a placa (me parecem que existem até programas específicos). Vou começar montando a haste, postando as fotos e perguntando. Seria muito abuso pedir uma foto da caixinha aberta, com os componentes já montados? Facilitaria muito minha visualização.

At,

Christina

MOR_AL · 24 de fevereiro de 2015

Bom.

Analisei o circuito.

O problema foi causado pela retirada do transistor. Ele inverte a variação da tensão da entrada para a saída. Sem ele, como sugeri, a variação da tensão nas entradas dos comparadores (LM339) fica invertida,não produzindo o resultado esperado.

Uma opção inicial que vejo, seria trocar de posição o resistor R2 com os resistores R3, R4, R5 e R6.

Agindo assim, a falta da inversão provocada pela retirada de Q1 seria compensada.

Christina!!!

Se você não entende nada de eletrônica, então sugiro outra abordagem para o seu problema.

Veja esta solução.

Praticamente sem eletrônica.

Em Tempo:

Com os acréscimos das chaves e outras coisinhas mais, a montagem no interior da caixa, não ficou bonita. Por isso não vou mostrá-la.

MOR_AL

LyBeck · 24 de fevereiro de 2015

Sensacional e simples! Veja q não entendo nada de eletrônica mesmo; nem ser capaz de bolar o esquema acima (simples desconhecimento). Mas a gente vai aprendendo.

Pergunta 1) Posso colocar os resistores próximo aos leds e distantes dos sensores?

2) Essa montagem pode ser feita só com cabinhos (não preciso nenhuma plaquinha), não?

3) Como é feito o aterramento (indicado no diagrama à direita do texto "cozinha") na prática?

4) A corrente da casa é alternada (CA) e a dos sensores é contínua (VDC). A fonte do celular faz essa transformação, não? Entram 127v-CA e saem 5v-VDC, certo?

5) Dados do sensor: Qual o consumo de cada sensor? Como é feita essa conta em corrente contínua?

Contract rating(Max):50W.
Switching voltage(Max):220VDC.
Switching current(Max):1.5A.
Breakdown voltage(Max):300VDC.
Carry current(Max):3.0A.
Contract resistance(Max):100 OHM.

Christina

MOR_AL · 24 de fevereiro de 2015

Sensacional e simples! Veja q não entendo nada de eletrônica mesmo; nem ser capaz de bolar o esquema acima (simples desconhecimento). Mas a gente vai aprendendo.

Pergunta 1) Posso colocar os resistores próximo aos leds e distantes dos sensores?

Sim. Aliás, atente para a linha vermelha. Ela separa os sensores (caixa) da outra parte (cozinha).

2) Essa montagem pode ser feita só com cabinhos (não preciso nenhuma plaquinha), não?

Sim. Mas se a parte dos leds e resistores estivesse em uma plaquinha, seria melhor. Menos propenso a posterior problema.

3) Como é feito o aterramento (indicado no diagrama à direita do texto "cozinha") na prática?

É o negativo da fonte (0 volt).

4) A corrente da casa é alternada (CA) e a dos sensores é contínua (VDC). A fonte do celular faz essa transformação, não? Entram 127v-CA e saem 5v-VDC, certo?

Certo. Normalmente as fontes de celulares aceitam desde 100Vca até 240Vca. A saída costuma ser de 5Vcc. Tem que medir para confirmar. Tem fontes de celular que possuem um conector USB. Costumam fornecer 5V.

5) Dados do sensor: Qual o consumo de cada sensor? Como é feita essa conta em corrente contínua?

O sensor é uma chave. Mas costumam ter limitações.

Não costuma ter problema para alimentar leds. A corrente máxima da fonte seria de uns 50mA. Cada chave receberia 10mA.

Contract rating(Max):50W.

Switching voltage(Max):220VDC.

Switching current(Max):1.5A.

Breakdown voltage(Max):300VDC.

Carry current(Max):3.0A.

Contract resistance(Max):100 OHM. Confirme este valor que está muito alto. Não seriam 100 m Ohm ou 0,1Ohm?

Christina

MOR_AL

LyBeck · 25 de maio de 2015

Olá MOR_AL,

Finalmente consegui reunir tudo que preciso para o projeto. Veja na foto.

Quanto a última pergunta que fiz no post anterior: Copiei os dados do sensor do site, assim não sei informar sobre os tais 100OHM (seria resistividade?).

Mas enfim, vou partir para a montagem. Espero me sair bem com soldas e etc.

Recebi resistores de 470R e 510 1/4w. Posso usar qual deles?

Sobre a fonte: o positivo vai nos leds unidos? e o negativo nos sensores tb unidos?

O interruptor então coloco no positivo (como na elétrica)?

AT,

Christina

xyko-2020 · 4 de julho de 2015

Algo me diz que esta questão já foi discutida:

http://forum.clubedohardware.com.br/forums/topic/1090611-sensor-e-alarme-para-n%C3%ADvel-de-%C3%A1gua/?hl=%2Bagua#entry5979524

MOR_AL · 5 de julho de 2015

Olá MOR_AL,

Finalmente consegui reunir tudo que preciso para o projeto. Veja na foto.

Quanto a última pergunta que fiz no post anterior: Copiei os dados do sensor do site, assim não sei informar sobre os tais 100OHM (seria resistividade?).

Mas enfim, vou partir para a montagem. Espero me sair bem com soldas e etc.

Recebi resistores de 470R e 510 1/4w. Posso usar qual deles?

Sobre a fonte: o positivo vai nos leds unidos? e o negativo nos sensores tb unidos?

O interruptor então coloco no positivo (como na elétrica)?

AT,

Christina