Измерение уровня жидкости с помощью ESP32
ฝัง
- เผยแพร่เมื่อ 10 ก.พ. 2023
- Две полоски фольги (лучше медной) и МК серии ESP32/-S2/-S3 позволяют с помощью аппаратного интерфейса емкостных сенсоров определять уровень жидкости в полимерном или стеклянном сосуде. Фольга наклеена СНАРУЖИ сосуда! Никакого контакта с жидкостью НЕТ!
Код из видео: github.com/MoonFox2006/LevelM...
PS: а ведь тач-интерфейс на ESP32 может быть настроен на просыпание из глубокого сна... - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
Автор красава...темы все практичнее и интереснее..спасибо!
Примерно с год назад тоже додумался до такого способа измерения количества жидкости. Только руки пока не дошли реализовать. Правда я не знал что у esp32 сенсорные пины умеют прямо измерять ёмкость. Думал что там что то вроде компаратора и на выходе дискретный сигнал выше или ниже определенного порога. А принцип хотел взять от ёмкостного датчика влажности почвы. Думал там что то заумное на какой либо специализированной микросхеме или микроконтроллере. Заказал этот ардуиновский датчик. А он оказался на 555 таймере собран генератор а ёмкость изолированных площадок участвует в фильтре после выпрямителе. Точно не помню но что то подобное. В общем тогда пришла идея просто микроконтроллером замерять ёмкость. Правда придется использовать два пина. Но зато можно реализовать даже на esp8266. Например с одного пина в режиме выхода подаётся напряжение на ёмкость этих контактов через сопротивление. Другим пином в режиме входа контролируется время когда напряжение вырастет до уровня логической еденицы. И скорость этого нарастания будет зависеть от ёмкости этих контактов которые в свою очередь зависит от количества жидкости в ёмкости куда приклеены электроды. Время можно замерять в прерывании. Проверял свою теорию зависимости ёмкости электродов в зависимости от количества жидкости в сосуде с помощью банки оклеенной алюминиевой фольгой разделенной пополам. А измерял ёмкость китайским транзистор тестером. Проверял только на воде из под крана но при разных температурах. От температуры не зависит. Пустая баночка 30 пикофарад, полная воды 130. При этом ёмкость проводов с крокодильчиками которыми цеплялся за алюминиевую фольгу 23 пикофарада. А баночка от соленых корнишонов. Сейчас точно не помню но судя по размеру приблизительно 350 мл.
Спасибо за проделанную Вами работу.
Как вариант замера уровня внутри металлической садовой бочки можно использовать графитовые электроды. Разумеется закреплённые на некотором расстоянии от стенки изолированных герметиком вместе соединения медных контактов с графитом.
спасибо. Полезно. Надо попробовать разместить эти полоски внутри полипропиленовях труб, чтобы проверить работу в металлическом баке(чтобы не крепит на его стенки). И интересно, какие наводки будут при включённом тэне))) будем пробовать.
Благодарю за урок! Пошел его учить.
Спасибо!
Есть класс датчиков уровня топлива вида трубка в трубке. Насколько я понял - изменяется диалектическая проницаемость конденсатора, при заполнении пространства между обкладками бензином или соляркой.
К недостатку можно отнести изменение показаний (?) При использовании другого топлива. Например бензин со спиртом.
Можно применить датчики давления нужный номинал подобрать из расчета 1м водного столба _ 0,1 атмосфера. ( Такая система в стиральных машинах, но нё заданный уровень). Есть идея измерять сопротивление, но надо три электрода и записывать в память знчение минимального и максимально уровня.
Электропроводность воды крайне не стабильный параметр, может кратно изменяться, но если измерять сначала её электропроводность, а потом сопротивление между электродами датчика уровня, можно сделать поправку. если речь идёт о баке с насосом, дискретными датчиками на защиту от перелива и холостого хода насоса пренебрегать не стоит, в идеале на жесткое аппаратное отключение.
@@Nakojher Если я правильно помню, автора интересует сколько воды в ёмкости, конечно можно сделать с десяток щупов на разных уровнях и он предложил измерения между двумя электродами расположенным по всей длине емкости. Вот у меня станция водоподготовки на выходе с обратного осмоса выдает от 7 до 15 миросименс электропроводности, до фильтрации вроде бы за сотню переваливает, вот я и говорю, что с одной электропроводностью условно может полбака наберется, а с другой в перелив уйдет.
@@Nakojher откуда взял 2-3...3-5 литров? почему не 20 -50 литров, мы же сопротивление меряем, а оно не постоянное.
@@Nakojher в нашей ветке об этом речи не было)
знал про эти тачи в есп32, но не думал, что их так полезно можно применить. спасибо!
коррозия фольгу не быстро съест в воде?
Так они же вроде снаружи приклеены
ха, не заметил. если так, то круто
подскажу идею...
в баке вертикально зафиксировать трубу, верхний конец герметично заглушить датчиком давления...
(измеряем давление воздуха внутри этой трубки)
чем выше уровень воды, тем выше давление воздуха на датчик...
в паре с bmp280 можно нивелировать перепады атмосферного давления и температуры...
В стиралке тоже датчик давления измеряет уровень воды.
@@SSSuzd в моей стиралке нет датчика измеряющего давления...
там только пресостат, а он состоит из мембраны и размыкающихся контактов... (бинарный выключатель при достижении порога)
@@YaCooli4 он как раз работает от давления, не так ли? Ладно, неважен датчик, важен принцип. А датчик можно поставить другой.
@@SSSuzd Вы понимаете разницу между наличием давления и измерением его значения?????????
в том то и дело что важен датчик и принцип его работы, а не схожесть в способе его установки...
@@YaCooli4 прессостат это датчик давления. Да бинарный. Есть много датчиков измеряющих давление. Тот принцип что вы предложили давно уже используется в стиралках. Вот о чем я. И тут главное принцип - измерение, сработка от давления. И датчики давления бывают разные. Есть атмосферного давления и есть открытые(не зависящие от атмосферного давления). Манометр можно поставить в конце то концов.
Ультразвуковые излучатели можно в пленку заворачивать, может кому-то пригодится, пленка работе не мешает, а от влаги защищает.
Хмм очень даже интересно, нужно попробовать, хотел все сделать для еврокуба с водой. По идее можно ведь так же сделать, один сенсор внизу, другой вверху, и регистрировать только есть вода или нет.
Приходилось делать проекты для гораздо более серьёзных случаев - определение уровня жидкости скважной жидкости и процента содержания в ней воды по высоте бака. С учётом моего опыта предложенный вами метод будет иметь плохую точность по ряду причин. Показания ёмкостных датчиков зависят от температуры, количества "накипи" на электродах но ещё больше от состава воды. Кроме этого, молекулы воды поляризуются и необходимо следить за тем, чтобы между электродами возникало переменное напряжение, Что в принципе реализуемо, но несколько усложняет задачу.
Впрочем с учётом того, что для конкретной задачи насоса большой точности не нужно алгоритм должен заработать.
Интересное решение, и вполне рабочее.
Например, esp32 с гальванической развязкой по питанию + две полоски нержавейки, наклеенные термоклеем на пластиковую трубу с разных сторон (медь со временем окислится, показания уменьшатся, потребуется коррекция или будет перелив, надо будет ставить дискретный поплавок максимального уровня, с автокоррекцией линейности данных).
Передача данных по Wifi или Ethernet проводной через драйвер.
Я золотые полоски присобачил! Окисление = 0, теща очень-очень довольна!
Спасибо за такое познавательное видео!!! есть в таком способе один минус, со временем электроды окисляются и начинают, довольно таки существенно врать)) пробовал нержавейку через год примерно тоже покрываются налетом и так же врут, надо всетаки бесконтактный датчик какой то делать )))
Если вы не заметили, фольга приклеена СНАРУЖИ емкости. Можно сверху заклеить скотчем (как у меня) или залить лаком. Так что это тот самый БЕСКОНТАКТНЫЙ датчик. :)
@@alexmorozov73 ух ниче себе )) прошу прощения за мое верхоглядство, не заметил, круто !!! обязательно попробую будет ли чувствительность через пластиковую канистру в расширительном бачке, вот только ЕСП придет с Алика )
В кофемашинах саеко видел такой же датчик, в виде отдельного модуля
Спасибо. Интересно, а таким образом влажность почвы измерять возможно? Надо попробовать ... Не знал о такой функции и мудрил в баке поплавок с рычагом, который поворачивал магнит, изменение поля которого замерял датчиком холла ... Извращался как мог ... но работает.
На Алиэкспрессе есть готовые датчики влажности почвы за 100 руб. По моему даже на емкостном принципе, более совершенном. Электроды не окисляются.
Емкостный датчик уровня воды когда то видел в каком то журнале. Помоему "радио". В те годы мк еще небыло распространено.
Минус этого датчика в том что он загрязняется. Образующийся тонкий налет даст о себе знать, а так же конденсат на пластинах.
В стиралках датчик давления не плохо справляется.
@@Nakojherвозможно и дискретный. Но идея то годная. Датчиков давления много, можно их использовать для измерения уровня. Некоторые предлагали на форумах даже вес измерять от весов например датчики применить. Для маленьких емкостей может и проканает, но тонны воды измерять проблематично. Особенно в колодцах и прочих. А вот по давлению очень даже бы подошло.
не знал что на esp32 есть тач-управление, т.е. целый интерфейс ввода можно сделать на этих тач-пинах без использования кнопок?
Иногда полезно хоть раз внимательно почитать описание МК, на который пишите прошивки... :)
У Espressif даже отдельная документация есть по тач-интерфейсу и принципам проектирования плат с его использованием.
Здравствуйте, вопрос не по теме , есть ли у esp8266 регистр который не сбрасывается при softreset , где то раньше читал а сейчас не могу найти, в епром записывать не вариант.
RTC память называется, целых 512 байт, организованных "страницами" по 4 байта.
@@alexmorozov73 Спасибо разобрался. Оказывается у Вас на канале есть про это выпуск.
А если использовать датчик давления (SPD005G) с трубочкой от капельницы отпущенной до дна. Можно измерять любую жидкость и нет эффекта наводки. Единственный недостаток цена модуля.
А если использовать MPS20N0040D, то и цена не проблема. :)
Я для измерения уровня воды использовал датчик давления MS5837-30BA. Он кроме давления еще температуру измеряет.
Бюджет двух полосок фольги и вашего датчика давления ну совсем несоизмерим...
Ещё вариант - поплавковый с потенциометром. Лишь бы герметично.
в данном случае надежнее будет одной полоской определить верхний уровень а другой полоской нижний. разместив их горизонтально. степень заполнения в таком случае не определить но верхний и нижний уровень работать будут стабильно.
Если сосуд высокий, то нужно будет 2 ПАРЫ полос, землю то никто не отменял. А вот если сосуд невысокий, то землю третьей полосой можно пустить между нижней и верхней.
@@alexmorozov73 возможно. я лишь прикинул на вскидку для надёжности.
Возможно реализовать превращение usb-камеры в беспроводную с помощью esp32/8266?
Esp32-s2 может. Там есть usb-hub. В интернете есть примеры.
Бинарные датчики думаю все же понадежнее будут, а логику можно будет какую угодно придумать
сделал 2 метра полоски на пвх трубе для замера уровня жидкости, но реакции нет ни какой если удаление от точки соединения более 30 см, в чем проблемма?
Видимо на таких дистанциях дистанциях изменение емкости перестает работать. Попробуйте увеличить ширину полосок, может быть поможет.
@@alexmorozov73 установленая ширена полосок 1 см, оцикованая жесть,
добрый день указаные в скече библиотеки не устанавливаются, пишит что не может быть установлена .. устанавливаю на андроид 10. может есть какие ни будь варианты?
А какая связь между ESP32 и Андройд?
В любом случае, никакие нестандартные библиотеки в коде не используются, все комплектное из Ардуино фреймворка для ESP32.
@@alexmorozov73 все норм.... у меня проблема была в плате было установлено 8266 изменил плату все стало ок.
@@alexmorozov73 да к стати я использовал для колодца датчик давле5ия на 10 бар... но твой метод тоже интересен
А в каком редакторе пишете код?
А почему бы не использовать вместо полосок двух жильный кабель с изолированными концами. И опустить его не с боку а посередине ёмкости. Тогда окружение не будет влиять на показания.
Полоски наклеены СНАРУЖИ без контакта с жидкостью и без необходимости крышку емкости модифицировать!
А в чём смысл второй полоски?
Первая это тач, с ней всё понятно, с неё приходит значение ёмкости. Зачем вторая?
А земля?
@@alexmorozov73 Скорее всего без второй полоски будет работать. В примерах по этим touch у ESP используется только один пин, без земли.
Почитайте с сайта эспрессива доку по использованию тач-интерфейса, там весь пятак окружен земляным полигоном.
Алекс, а что если полоски фольги наклеить на внешней стенке сосуда. Тогда проблема окисления снимается. А от внешник наводок может защитить витая пара.
Пардон, вчитался в отклики и понял, что полоски и так уже наклеены снаружи.
В видео этот момент остался за кадром.
Снимаю шляпу !
Ну такое себе. Только для "идеальных" жидкостей, только для идеальных сосудов. Только для одного климатического состояния. И учитывая все "только", получается что приминимо к некоторым частным случаям, и с оговорками. Точно также можно и не touch использовать, а аналог инпут, а резисторами подогнать значения.
Можно ведь установить ещё один датчик на дно, что бы он всегда был в воде, для того что бы корректировать значения от основного датчика, дабы исключить влияние всяких факторов. А на счёт сенсорных входов, да, возможно и не самый лучший вариант. Но идея есть, можно и развить)
видео полезно, но не подходит для контроля автодолива воды в САМП морского аквариума, ибо соль этот датчик съест за неделю
Как фольгу снаружи ёмкости, да ещё и заклееную скотчем или залитую лаком, может что-то съесть?
датчик снаружи, он всегда сухой должен быть
Интересно посмотреть на график при изменении температуры жидкости, а также при изменении солевой составляющей.
Недавно ремонтировал стиральную машину, там как я понял используется обычная трубка, на конце которой стоит датчик.
В стиральной машине обычно датчик давления.
Вы зрите в корень проблемы! Очень важные факторы, как и накипь. Не смотря на то, что предыдущий комментатор прав - в стиралке используют датчик давления, для насоса я думаю это тоже лучший выход.
А если все 10 touch pin подключить с шагом на бак, получим ведь 10bit ADC. Да много проводов, но тогда любая Tasmota, espeasy и др. смогут нам данные передавать в WEB интерфейс или экран.
спасибо, интересно как поведет себя устройство во время грозы?. интерес был раньше вот информация, может пригодится. https: //th-cam.com/video/40TjjWLljaU/w-d-xo.html
и th-cam.com/video/Z-1X4IoChiY/w-d-xo.html
Есть готовое решение датчика для измерения уровня жидкости th-cam.com/users/shorts4Zq4pwcmW0o?feature=share
Корисно.
видео интересное но так мерить уровень воды нереально… добавьте соль в воду будет зашкал, налейте филтровоной воды нечего не будет показывать…. вы по сути меряйте жесткость воды