Gestione Irrigazione IoT. Applicazione completa a costo quasi nullo con Microsoft Azure e microcontrollori ESP8266 – parte 2: Misurare il livello dell’acqua

Vedi anche Parte1 –  Gestione Irrigazione IoT. Applicazione completa a costo quasi nullo con Microsoft Azure ed microcontrollori ESP8266 – parte 1

Misurare il livello di un liquido in un serbatoio

Le tecniche per misurare il livello di un liquido in un serbatoio sono molte: fotocellule, galleggianti con con interruttori, misuratore di pressione, infrarossi, ultrasuoni, peso del serbatoio, sensori capacitivi all’esterno del contenitore … la scelta dipende dal tipo di liquido e dalle precisione richiesta.

Il metodo più semplice per avere una misura “continua” del livello all’interno del serbatoio è quello di misurare la distanza del liquido dalla parete superiore utilizzando un sensore ad ultrasuoni.

utrasonic_liquid_level
Ultrasonic level sensor setup

I sensori di questo tipo sono dei piccoli sonar che calcolano la distanza misurando il tempo di volo di un impulso ad ultrasuoni e dell’eco riflesso dalla superficie del liquido.

Per attivare delle azioni al raggiungimento di particolari livelli (es. spegnere la pompa per evitare il funzionamento a secco) è invece meglio utilizzare dei galleggianti con contatti NO o NC. I modelli, simili a quello nella foto, si trovano su Amazon o ebay a 2-3€. Aggiungendo questo secondo sensore, si aumenta di molto l’affidabilità del sistema, con una spesa minima.

liquid level switch
Liquid level switch. 

Misuratore di distanza ad ultrasuoni

Anche per la scelta del sensore ad ultrasuoni è possible (almeno in applicazioni non critiche) utilizzare dispositivi a basso costo. Uno dei sensori più popolari tra i maker è il modulo HC-SR04 (Nota: la versione  HC-SR04+ funziona a 3.3V ed è adatto ai microcontrollori ESP8266, mentre il modello original e funziona a 5V ed è pensato per le schede Arduino).

Vedi anche

Sensore ad ultrasuoni HC-SR04+ : Un sonar integrato compatibile con ESP8266 , Arduino e Raspberry per 3€

Le versioni più economiche di questi moduli permettono di raggiungere una precisione di circa 1-2cm su una singola misurazione e possono essere acquistati a meno di 3€.

Un misuratore di distanza per impieghi industriali, adatto ad ambienti umidi costerebbe 80-100€.  Il tempo di vita di un sensore a basso costo in condizioni ambientali non favorevoli (schizzi d’acqua ed ambiente molto umido) non è facile da prevedere, ma il costo irrisorio lo rende facilmente sostituibile.

Per installare il dispositivo all’interno del serbatoio è necessario un contenitore con grado di protezione IP44. Il sensore ad ultrasuoni per funzionare deve però fuoriuscire dal contenitore stagno.

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Sensore montato all’interno di un contenitore stagno IP44

Per cercare di proteggere il sensore ho applicato una pellicola plastica e delle guarnizioni in gomma.

WP_20170627_09_10_17_Pro.jpg

La pellicola in plastica se è sufficientemente sottile e mantenuta ben tesa non pregiudica la trasmissione delle onde sonore e quindi il funzionamento del sensore. Dalle prove che ho fatto non ho riscontrato nessun peggioramento nelle prestazioni del sensore ricoperto.

WP_20170627_18_01_36_Pro.jpg

 

 

 

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