Набор для сборки датчика уровня


Всем привет. Сегодня речь пойдет об очень простом наборе для самостоятельной сборки прибора, для контроля уровень воды. Данный набор может с успехом распаять школьник 5-7 класса за один вечер. Можно конечно сделать и полностью самостоятельно, включая плату, но я решил сэкономить время, поэтому был заказан набор.

Набор был приобретен с целью хоть как то автоматизировать набор воды в бочку на даче. При чем это не совсем бочка, а скорее труба, уходящая вниз на 2.5-3 метра, поэтому запасы воды там приличные (для простоты пусть будет бочка). Задумка была простая, пока нет регулярного водоснабжения электроклапан открывается и набирает в бочку воды по заданный уровень. Расход воды ведрами по необходимости и автоматический долив в бочку. Для того что бы клапан часто не срабатывал от колебаний воды, задумано несколько уровней. Нижний при котором включается клапан и верхний при котором выключается. Т.е. есть определенная мертвая зона при которой расход воды есть, а подача воды в бочку пока отсутствует. Кстати, эта мертвая зона и есть фактически такое понятие, как гистерезис.
В прошлом году эту функцию выполняло такое пардон устройство, как поплавковый механизм из бачка унитаза. Работало исправно, изредка засорялось, поскольку вода поступает по трубам прямиком из реки. Но в итоге зиму не пережило, поскольку было выполнено из пластмассы и развалилось от мороза.
Данный набор был призван заменить вышедший из строя механизм.

По мере хранения собранной платы и ожидании дачного сезона, была произведена попытка применить собранную плату на производстве, вот на такой установке.

Это просто большая кастрюля с нагревателем типа ТЭНов мощностью 27 КВт. Продукцию достают из холодильника целыми поддонами и закладывают в кострюлю. Надо все это нагреть до 90 С. Представляете сколько электроэнергии тратится ежесуточно?!
Для оценки объемов приложу пару фото:



Продукция между прочим представляет из себя свиные желудки и кудрявку (часть кишков).
Насколько я знаю желудки чем то набивают и употребляют в пищу, с кишками примерно то же самое — в том числе и колбасы с сосисками.

Это дело варится и повторно замораживается. Далее отправляется в Китай. Вот так вот, круговорот товара в природе. Мы им натуральные субпродукты, а в ответ электронику...

Назрел вопрос перевести нагрев кастрюли на пар. Так экономнее и мощность выше. Производительность вырастает в разы. Вот тут и потребовался датчик уровня, что бы никого паром не обварило и пар подавался только тогда, когда в емкости присутствует хотя бы минимальное количество воды.

Однако я вовремя спохватился и отказался от окончательной установки, хотя испытания показали работоспособность платы. Применять на производстве самоделки противопоказано. Поэтому нашли менее оперативно нужный прибор, который выполняет те же функции, но имеет еще и сертификат. Принцип работы заводского прибора практически соответствует набору с интернет магазина и в конкретном случае выполняет те же функции.
Этот прибор отечественного производства Овен САУ-М7.


Доставка и упаковка:
Бангуд весьма стабилен, малый пакет и несколько слоев вспененного полиэтилена.


В небольшом пакетике «кучка» деталей, плата и провода.

По номиналам я не сортировал, просто разложил для наглядности.

Схема не простая, а очень простая. Используется 4 элемента 2И-НЕ, при чем два из них выполняют функцию триггера. Он нужен для формирования петли гистерезиса.
Контакты 1 и 2 разъема J3 дают сигнал о нижнем уровне и включают реле. Контакты J4 1 и 2 — верхний уровень и аварийный, при срабатывании любого из них реле выключается. Срабатывание реле дублируется зажиганием светодиода. Схема уверенно срабатывает на водопроводную воду и так же уверенно на воду после водоподготовки, в которой солей меньше.
Я собирал плату практически не глядя в схему, разве что номинал резисторов посмотрел.
Перепутать выводы маловероятно и даже установить такие детали, как разъемы или транзисторы неправильно помешает нанесенная шелкография.
Единственный минус при монтаже — я перепутал местами светодиоды. Но это так, мелочи, на работоспособность не влияют.

В качестве датчиков были применены самодельные датчики уровня кондуктометрического типа. Примерно вот так они выглядят в сборе:


На плате со стороны установки деталей нанесена шелкография, вполне качественная.

Процесс распайки деталей вам не будет интересен, поскольку я не являюсь сборщиком и не владею особенностями тех процесса по сборке плат. Что в руку попалось с краю, то и запаивал.
Печатная плата со стороны пайки покрыта защитной маской. Металлизации нет. Плата односторонняя.


Использовал припой типа ПОС 61 с канифолью. Насвинячил немного.

Провода питания зафиксировал герметиком, что бы не обломались на выходе из отверстий. Провода, что шли в комплекте, мне показались слишком короткими.

Плату помыл растворителем со спиртом и покрыл слоем Plastik 70. Сразу заметил разницу между моими прежними платами и этой. Поверхность блестит и контакты покрыты слоем пленки.
Выявился некоторое неудобство, которое на самом деле является плюсом. Хотел снять видео о работе платы с использованием мультиметра, а получил проблему в виде того, что цупы, банально не продавливают покрытие защитное. Поэтому в видео отсутствует мультиметр.


Видео демонстрации работы платы:


Upd: пока писал обзор, на страницу с товаром даже не обращал внимание, как обычно. И только после написания обзора обратил внимание на товар. Плата не совпадает с той, что мне прислали и судя по комментариям многим высылают два разных варианта платы. На функционале это не сказывается. Обе платы работоспособны.

Итоги: Простейший набор, доступен для школьников, так же имеет практическое применение. К покупке рекомендую. Осадок небольшой остался из за того, что плата пришла не та, которая в описании.

В моем случае оказались лишними провода. Вероятно они планировались для вывода из платы светодиодов на переднюю панель и подключения источника питания.
+
avatar
  • Rost
  • 17 июня 2017, 09:27
0
Минусы таких плат в том, что происходит электролиз и загрязнение-разрушение электродов. Поэтому правильней такой девайс собрать на ардуине, где этот момент можно обыграть программно — мерять короткими импульсами раз в 5 минут, менять полярность на электродах и т.п.
+
avatar
  • radmir
  • 17 июня 2017, 09:40
+1
Или низковольтовой переменкой.
+
avatar
0
А как быстро происходит разрушение? Если допустим, электродом будет медный провода 6 или 10 квадратов
+
avatar
  • Democ
  • 17 июня 2017, 17:26
0
На электроды надо брать титан, его и кислота соляная не берет))). На баке у родителей уже 12 лет стоят питание 5-6 вольт (+).
+
avatar
  • u3712
  • 17 июня 2017, 10:22
+2
Отлично. Электролиз происходит за счет ТОКА. Считаем ту страшную величину тока, который проходит в данном индикаторе: 12 В, 1 MOм.
Черт, электроды придется будут съедаться со свистом.
+
avatar
  • Rost
  • 17 июня 2017, 12:35
0
Электроды покрываются окислами, датчик теряет нюх.
Собсно ниже все написано.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 10:26
0
Датчики с нержавейки. Напряжение 12 Вольт, сопротивление 1 МОм. Срок службы будет думаю очень большим.
upd выше уже написали, пока буквы нажимал.
+
avatar
0
нержавейка тоже бывает разная, у отца на производстве датчики из платины в промышленном осмосе, окисляются только в путь за 4 года, любой другой материал вообще не терпит и месяца.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 11:10
0
Ну это же не одноразовый бойлер. При необходимости можно заменить на новый.
+
avatar
0
Датчики с нержавейки. Напряжение 12 Вольт, сопротивление 1 МОм. Срок службы будет думаю очень большим.
Неправильно думаете. У нас в баке запаса воды (вода речная) за месяц электроды из нержавейки-пятёрки кончались. Когда задолбало электроды менять, перевели всё на переменку и проблема как бы рассосалась.
+
avatar
+2
Мы им натуральные субпродукты, а в ответ
пластмассовые…

Не удержался.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 10:24
+1
Да, хотел про доширак написать, но подумал что любители доширака будут сильно недовольны.
+
avatar
+3
Шо? Неужто такие же воинственные как «парильщики»? :))
+
avatar
  • rexen
  • 17 июня 2017, 09:30
+3
В статье не хватает картинки с магазина — где ясно видно как электроды опущены в ёмкость — мне 2 раза пришлось перечитывать текст, но принцип работы не написан явно — элетроды, герконы, датчики Холла, концевики?..
+
avatar
  • zhevak
  • 17 июня 2017, 10:06
0
Исполнительная электроника может быть любая. Я бы наверно даже попытался вместо 4011 поставить таймер 555, там как раз два компаратора верхнего и нижнего уровня.

А вот датчики, это — да! Прежде всего должны быть хорошие, надёжные датчики. А реализация исполнительной электроники — выбор очень большой.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 10:23
+1
На странице магазина скорее всего и использовано таймер 555. Некоторым достается плата с таймером.
+
avatar
  • zhevak
  • 17 июня 2017, 10:37
0
Возможно. По 8-ноговому корпусу сложно судить. Это может оказаться и сдвоенный ОУ, и сдвоенный компаратор. Хотя таймер 555 — сам напрашивается.

Да. Точно — там 555. Сейчас посмотрел на рисунок печатной платы. Первая ножка микросхемы заведена на минус, который получаем с диодного моста, а 4-я и 8-я заведены на плюс. (Такая разводка питания характерна только для 555.) 3-я нога — это выход — заведена через резистор в базу транзистора 8050. Дальше анализировать не стал, достаточно подтверждений, что это не опер и не компаратор.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 10:31
0
Спасибо, сейчас попробую добавить.
+
avatar
0
Простенько и познавательно.
+
avatar
  • zhevak
  • 17 июня 2017, 09:51
-1
Надо все это нагреть до 90 С. Представляете сколько электроэнергии тратится ежесуточно?!
Фигня!
При индукционной выплавке металлов энергии тратится не в пример больше. И ничего, люди не переживают, делают свое привычное им дело.

А при запуске тяжёлых ракет сколько за раз тратится энергии? А сколько энергии «сливается в унитаз» при экстренном сбросе воды на ГЭС? (Рекомендую посмотреть видеоролики. Впечатляет.)
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 10:29
+1
Все относительно. Одно дело, когда в масштабах страны и совсем другое, когда в масштабах небольшого цеха.
+
avatar
  • vietus
  • 17 июня 2017, 10:40
0
У нас леры отжига электрические. Отжигают стеклоизделия. Есть газовые. Электрические против газовых на себестоимость больше накладывают.
Я не очень понял автора в плане что поставил Овна а не это. Если человек дурак, причем тут автоматика.
Инженер кип на производстве
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 11:07
0
Я от овена не в восторге и решение тоже не я принимал. Но поставили овен.
Я свою платку на огород увезу, как только с клапаном подачи воды разберусь.
+
avatar
  • vietus
  • 17 июня 2017, 11:16
0
овны у нас стоят и уровня на котлах и температуры и плк. На котел я тоже ставить самопал не стал бы, это автоматика безопасности.
+
avatar
0
Спасибо за обзор! Снова задумался о установке подобного контроллера на расширительный бочек системы отопления. У родителей в частном доме, гравитационная система, бочек на чердаке, а годы не те уж поднимать ведра на чердак. Вот и думаю вварить в обратку трубу для подачи воды, но нужно, как то контролировать, когда воду доливать и когда прекращать. А есть ли подобные контроллеры у китайцев в готовом виде?
+
avatar
  • aae
  • 17 июня 2017, 13:37
+2
Налейте немного масла в расширительный бачок и практически забудете о доливе в него воды.
+
avatar
  • zhevak
  • 17 июня 2017, 10:00
+3
Надо все это нагреть до 90 С. Представляете сколько электроэнергии тратится ежесуточно?!
Фигня!
При индукционной выплавке металлов энергии тратится не в пример больше. И ничего, люди не переживают, делают свое привычное им дело.

А при запуске тяжёлых ракет сколько за раз тратится энергии? А сколько энергии «сливается в унитаз» при экстренном сбросе воды на ГЭС? (Рекомендую посмотреть видеоролики. Впечатляет.)

Извините, я наверно похож на зануду…

Но вот тут тоже резануло:

Применять на производстве самоделки противопоказано. Поэтому нашли менее оперативно нужный прибор, который выполняет те же функции, но имеет еще и сертификат.
Вопрос не в том, что вы отказались от самоделок и взяли промышленное сертифицированное оборудование. Это всё правильно. Вопрос в том, что безопасность производства на этом не заканчивается. На сколько я понимаю, если уж идти до конца, то вам нужно было заказать проект установки в какой-нибудь проектной контре, у которой есть соответствующий сертификат на такие работы. Потом на этот проект найти исполнителя…

А так… полумеры какие-то. Не серьёзно.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 10:31
0
Что мог на своем уровне сделать — сделал насколько знания позволяют. А выше меня начальства много, это уже камень не в мой огород.
+
avatar
  • zhevak
  • 17 июня 2017, 10:42
0
Да я вообще говорил, как надо. Мне-то пофигу — на эти сертификаты. Знаю, я как они выдаются, Сам получал на свою продукцию.

Иное дело, на каком «поле мы играем». Если мы играем на правовом поле в рамках закона, то да — чем больше бумаги, тем чище задница ©. В случае чего.

А если ума хватает, и человек понимает как работает система, и к чему могут привести те или иные упущения, то почему бы «не ...»?
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 11:09
0
Вот именно, бумажка нужна, поскольку любая комиссия, которая сунет нос — обязательно задаст вопрос, почему?
+
avatar
  • sharv
  • 17 июня 2017, 12:24
0
Интересно и познавательно, осталось только понять как вы сделали те самые кондуктометрические датчики, и можно установить такое родителям в бак.
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 12:47
0
На работу использовали готовые, промышленные, а для себя буду использовать болты из нержавейки.
+
avatar
0
Вот такого типа датчики не думали использовать? Там нечему окисляться в принципе.
aliexpress.com/item/52mm-PP-Liquid-Water-Level-Sensor-Horizontal-Float-Switch-Down/32812958040.html
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 13:05
0
Материал пластик. Если даже и нержавейка, то магнит может терять свойства. Все дело в температуре. Далее, такая штука, как пена (когда мясной бульон варишь — пена появляется). Нарастает на датчиках сильно. Ну и моют с помощью фрезы под давлением, поплавковый данной конструкции весьма нежен.
Такие у нас используются на мойках ящиков. Приходится каждый день доставать и чистить от налета. Фото прилагать не буду, вид не удобоваримый. Но если не чистить пару дней, то он просто напросто перестает работать зарастая пеной и жиром. Там, где чистая вода или нет образований коксующихся — без проблем.
+
avatar
+3
А вот еще лучше, полностью автономная самодостаточная система
+
avatar
  • Aloha_
  • 17 июня 2017, 14:53
+1
В обзоре такая упоминается.
+
avatar
0
Не для горячей воды. Да и прямо скажем импортная пластиковая арматура для бачка гораздо более долговечна и живуча чем такое решение. Испробовано, чинено, поменяно.
+
avatar
  • aae
  • 17 июня 2017, 13:57
0
Как то странно на схеме подключен датчик высокого уровня. Как он может выключать реле?
+
avatar
  • nortan
  • 17 июня 2017, 15:07
0
Прошу за офтопик, но я как раз ищу на чем сделать систему мониторинга воды и ее показателей (Уровень, температура,PH, количество кислорода в воде), общие показатели (наличие электричества, количество приходящей/уходящей воды при механической фильтрации, управление заслонками подачи/слива воды, запуск резервного генератора электричества) с оповещением в случае выхода из параметров.

Ищу помощника, кто можем помочь с реализацией этой задачи. Кто может — напишите, пожалуйста, в личные сообщения.
+
avatar
0
Применять на производстве самоделки противопоказано.
Это указывает, что на вашем производстве работают только дипломы.
Мы спокойно разрабатывает свои схемы, делаем платы, вносим изменения в релейки, программы.
Правда, у нас у всех ПТУшные дипломы, времён СССР.
+
avatar
  • 1241
  • 17 июня 2017, 19:46
+3
Когда на вашем производстве «пришибет» кого-нибудь электрическим током, то придут люди в мундирах. Из СК. Тогда им расскажете про ваши самоделки. Кто-то может присесть. Явно не владельцы заводика. Работяги… с дипломом времен СССР. Не надо путать те времена и эти… Не самые лучшие времена…
+
avatar
0
Сертифицируйте свою продукцию и все будет ок.
+
avatar
  • 1241
  • 18 июня 2017, 10:32
+1
Сертифицировать?

Вы точно из России? Это стоит не просто дорого, очень дорого! Порой просто не реально. Единичный экземпляр точно не имеет смысла сертифицировать.
+
avatar
  • Aloha_
  • 18 июня 2017, 10:53
0
Вот поэтому много хороших поделок и пылятся на полке.
+
avatar
  • 1241
  • 18 июня 2017, 13:18
+1
А вот с этим не поспоришь! Но это совсем другая история…
+
avatar
  • Burann
  • 17 июня 2017, 15:21
0
Народ.
Посоветуйте, надо чтобы в самодельном септике была или сигнализация, хотя бы на первое время, что уровень поднялся, и потом, когда насос откачает, была хотя бы сигнализация, уже достаточно.
И чтоб по цене уложиться до 4-х т.р.
Датчики уровня из нержи заказаны… ;-(
Как их подключить…
+
avatar
+3
Поплавковый выключатель просто купите же.


В аэрационных установках так и реализована «сигнализация».
+
avatar
  • Aloha_
  • 18 июня 2017, 07:38
0
Подтверждаю, в аэрационных установках применяется часто. У нас такие стоят в машине для формирования клейстера для очистки сточных вод.
+
avatar
  • Burann
  • 18 июня 2017, 09:45
0
Блин, наверное, это самое лучшее решение…

жаль, раньше не было темы, буду снова на али искать
+
avatar
0
В оффлайне же полно этого добра.
+
avatar
  • zhevak
  • 17 июня 2017, 18:16
+1
Народ, на секундочку!

А что, забыли, что в стиральных машинах тоже датчики уровня воды стоят. Только они «работают» не в контакте с водой, а на разности давления. Преимущество этих датчиков очевидно — отпадает необходимость в чистке и замене окислившихся электродов.
+
avatar
0
Прочитал, что это очень распространенный вариант в промышленности. Есть вариант с 2мя датчиками (сверху, снизу) и одним, но нужно насосом создавать давление, тогда по разнице давлений до закачки воды и после можно будет судить о кол-ве воды.
+
avatar
  • wwest
  • 19 июня 2017, 13:49
0
Неа.В контакте с водой.работает трубочка что идёт к датчику давления.Пресостат.
Эта трубочка мелкая часто забивается грязью и порошком.
Бесконтактные датчики-ультразвуковые, лазерные, радиационные.
+
avatar
  • trembo
  • 17 июня 2017, 22:22
0
Датчики не всегда должны иметь контакт с водой.
Вот эти точно не окислятся никогда.
Те, что с поплавками
www.ebay.com/sch/i.html?_sacat=0&_nkw=water+level+sensor&_frs=1
+
avatar
0
Эти со временем загрязнятся, окислятся (в воде все равно есть соли практически всегда) и все, надо чистить.
+
avatar
0
пользовал эти, в комплекте с ардуиной работают уже третий год
+
avatar
+2
Хороший вариант использовать ультразвуковой датчик, чтобы мерять расстояние до поверхности воды. Можно купить водонепроницаемый датчик и сделать его выносным. Датчик должен находится выше бочки, чтобы мертвая зона находилась за пределами емкости. Если брать не водонепроницаемый датчик, то можно поэкспериментировать с с пластиками, некоторые из них прозрачны для ультразвука (можно изолировать датчик пластиком).
Такой вариант подходит не для всех емкостей, в очень длинной и узкой трубе может быть много переотражений, получим результаты «пальцем в небо». Если вода будет кипеть, то из-за пара показания датчика тоже будет гулять.
Из плюсов — полностью бесконтактый, в водонепроницаемом исполнении, грязи не боится, может работать при 100% влажности.
+
avatar
0
А ещё показания УЗ датчика будут зависеть от температуры (в меньшей степени ещё и от влажности с давлением). Хотя для грубых показаний пойдет
+
avatar
  • nsn
  • 18 июня 2017, 17:48
+1
В списке похожих обзоров: «Кружевное платье с открытыми плечами». Долго думал… )