Teda, to jsem netušil, že tím svým dotazem založím takové bohaté vlákno...
Abych to shrnul:
Celou tuhle lumpárnu mi sice bude řídit Arduino, které by se dalo výborně použít i k přímému zpracování údajů např. z kapacitního čidla a podobně, ale to Arduino bude 30 metrů od této nádrže, takže v mnoha případech se to bez nějakého elektronického zpracování naměřené veličiny "přímo na místě" neobejde.
Můj původní nápad byl využít odporové měření na základě porovnání odporu mezi párem krátkých trvale zaplavených měřících tyček a odporu mezi párem svislých měřících tyčí, který by byl závislý na výšce hladiny. Tohle by bylo velmi jednoduché, šlo by to i při té délce vedení zpracovat přímo tím Arduinem, ale ty měřící tyče by se musely čistit kvůli elektrolýze vody v nádrži.
Kontaktní měření třeba s deseti stupni, tedy s nespojitým výsledkem, by bylo dostačující, ale zase mám problém s elektrolýzou vody.
Z těchto důvodů bych se chtěl vyhnout jakémukoliv kontaktnímu měření, kde vodou bude procházet proud. Stejně tak bych se chtěl vyhnout měření, které vyžaduje pohyblivé části - plováky a podobně. Beru to tak, že jak se něco hýbe, tak se to dříve nebo později zanese, prodře, praskne, no prostě se nevyhnu důsledkům postupného mechanického opotřebení, které vždycky nastanou v tu nejméně vhodnou chvíli. Prostě, den před odletem na letní dovolenou nechci řešit třeba rozpadlý plovák.
Proto se mi nejvíc zamlouvá měření zcela bezkontaktní a zcela bez použití mechanických pohyblivých součástí. Vychází mi tři možné:
- Ultrazvuk - v uzavřené nádrži nepoužitelný.
- Optika - problematická, v uzavřené nádrži těžko udržovatelná a komplikovaná.
- Kapacita - složitější než odporové měření, ale v tomto případě možná realizovatelná.
Jak jsem psal výše, nádrž je od řídícího mikrokontroléru vzdálená asi 30 metrů, takže určitě nemůžu mít v nádrži jen měřící čidla a od nich pak třicetimetrové vedení k elektronice. To bych naměřil všechno možné, jen ne výšku hladiny. (Výjimkou je snad jedině to odporové měření, kde se přenáší jen stejnosměrné napětí a do měření se dá snadno započítat víceméně konstantní odpor přívodního vedení.) Na těch 30 m můžu přenášet buď "hotovou" informaci o výšce hladiny číslicově po sériové lince, to je ale zbytečně složité. Nebo ji můžu přenášet paralelně po bitech, ale pak potřebuju 4 vodiče jen na tento přenos a na Arduinu tím obsadím 4 piny.
U toho kapacitního měření vidím největší problém v malé kapacitě, která se bude měřit. V nádrži s dešťovou vodou nemůžu umísťovat nějaké měřící desky. Můžu nanejvýš udělat do stropu nádrže nevelkou díru a tou tam strčit měřící tyče. Spočítal jsem si, že při průměru tyčí 5 mm a vzdálenosti 5 mm by byla kapacita v závislosti na výšce hladiny mezi cca 9-700 pF, což je fakt málo a pokud tuhle kapacitu použiji v nějakém astabilním multivibrátoru, budu na frakvencích v řádu GHz, což je blbost. Už jsem se tady na to ptal - poradí mi někdo, jak změřit takhle malou kapacitu? Má základní myšlenka je udělat ast. multivibrátor s proměnnou střídou, která by závisela na kapacitě čidla. Výstupní signál bych vyhladil RC článkem a dostal bych napětí závislé na kapacitě a tedy i na výšce hladiny. A ss napětí už snadno můžu vést i celkem dlouhým vedením k dalšímu zpracování. Ale jak jsem zmínil, při kapacitě v řádu max. stovek pF je to nereálné. Kdybych teoreticky místo měřících tyčí použil třeba 10 cm široké desky, tak se dostanu třeba na desítky nF, ale to budou u multivibrátoru pořád minimálně desítky MHz. A to nemluvím o tom, že udělat dokonalou a trvanlivou izolaci desek o rozměru 10x100 cm je naprosto nemožné.
Tohle výška hladiny je jen jedna z pěti neelektrických veličin, které v tomhle projektu snímám a měřím. Chci tím říct, že už to, že se zabývám přesným a dokonce třeba i spojitým měřením výšky hladiny, je docela "komfort" a nechci z toho dělat příliš složitý samostatný projekt. Jsem ochoten tomu věnovat práci s DPS se třemi aktivními a deseti pasivními součástkami.
![Wink ;-)](./images/smilies/icon_wink.gif)
Kdyby to mělo vycházet příliš složitě, tak se raději vrátím k myšlence jednoduchého odporového měření a jednou za rok tam otočím polaritu a očistím měřící tyče.
Ještě nějaké nápady?
![Smile :-)](./images/smilies/icon_smile.gif)