Лучший способ определить, не пустеет ли 5-галлоновый кувшин для воды

У меня есть кофемашина для приготовления эспрессо, которая набирает воду из одной из тех 5-галлоновых синих бутылок с водой (я бы налил ее, но наша вода здесь слишком жесткая).

Если я когда-нибудь случайно допущу, чтобы в бутылке закончилась вода, роторный насос в эспрессо-машине выйдет из строя, что будет дорогостоящей ошибкой.

Я знаю, что могу установить какой-нибудь магнитный поплавковый датчик внутри бутылки с водой, но поскольку мне приходится менять его раз в несколько недель, наличие другого предмета внутри бутылки затруднит его замену и повысит вероятность микробного заражения. Насос, который выкачивает воду из бутылки, образует плотное уплотнение на крышке, и все, что проходит под ним или через него, может нарушить это уплотнение.

Есть ли что-нибудь, что я мог бы использовать, чтобы определить, низкий ли уровень воды снаружи бутылки? Как лазерный датчик?

, 👍9

Обсуждение

Я считаю, что вода поглощает инфракрасный свет, поэтому вы можете поэкспериментировать с инфракрасным светодиодом / фототранзистором. Есть также специальные компоненты и, возможно, прорывы. Я считаю, что именно так работают датчики дождя в автомобиле., @jippie

Также следует обратить внимание на чувствительное к давлению основание (например, пружины и переключатель). Точность может быть не очень высокой, но до тех пор, пока вы учитываете это в своих допусках, это может сработать., @jlbnjmn

Возможно, вы сможете использовать разницу в удельной теплоемкости в определенной точке на бутылке с водой и без воды до уровня этой точки. Резистор, рассеивающий уровень энергии, определяемый на ощупь, который находится в тепловом контакте с датчиком температуры, и все это в тепловом контакте с соответствующей точкой на бутылке., @George White


9 ответов


Лучший ответ:

10

Использование датчика силы для измерения количества воды

Чтобы удовлетворить ваше требование о наличии датчика на внешней стороне емкости для воды, я бы рекомендовал использовать датчик силы для взвешивания бутылки через определенные промежутки времени. Датчик силы, такой как FlexiForce A401, представляет собой тип резистора, который изменяет сопротивление в зависимости от величины приложенного усилия. Хотя он и не такой точный, как шкала, он должен обеспечивать достаточную точность (+-3% в соответствии с таблицейданных) для описанного применения.

Основная процедура состояла бы в том, чтобы подключить датчик силы к Arduino и сначала измерить сопротивление пустой бутылкой, затем снова измерить полной бутылкой. Это даст вам представление о силе, которую ваша конкретная платформа фактически прикладывает к датчику, и затем вы сможете точно настроить напряжение (согласно спецификации) для вашей установки.

Базовое руководство по использованию аналогичного датчика силы с Arduino можно найти здесь.

Другие возможности

  • Оптические датчики уровня жидкости
  • Ультразвуковой контроль уровня
  • Термисторы и нагревательные катушки на разных уровнях для измерения тепловой массы (т.е. Воды) вблизи датчика
,

По сути, он использует вес тары пустой емкости для воды (или, во всяком случае, почти пустой), чтобы вызвать сигнал тревоги. Я бы посоветовал, чтобы шланги от эспрессо-машины и минимальное безопасное количество воды находились в бутылке при получении базового измерения датчиком., @WineSoaked


4

Я думаю, вам нужен "переключатель уровня жидкости", возможно, также известный как "переключатель жидкости"... Я понимаю, что это может не удовлетворить ваши требования, но это один из способов решить проблему за > 10 долларов. Я бы, наверное, взломал что-нибудь вместе, что поместило бы этот датчик встроенным в бутылку. это, наверное, слишком грубо, но у вас мог бы быть диск из фанеры того же диаметра, что и бутылка для воды, с патрубком посередине, в который вы могли бы вмонтировать выключатель, чтобы бутылка для воды пропускала через себя воду, чтобы, когда она иссякнет, она активировала выключатель до того, как он заработает к насосу.

inline liquid level switch

,

Да, это должно быть в воде, а именно этого я не хочу., @synic


3

Мне кажется, что если вы откачали 4,9 галлона, то знаете, что кувшин почти пуст. Если встроенный расходомер между насосом и кофеваркой эспрессо вышел из строя из-за контакта с водой, то, может быть, вы знаете, что для приготовления эспрессо требуется x порций воды, и после того, как вы потребовали y порций (и рассчитали x раз y), вы находитесь в опасной зоне нехватки воды?

,

Сработало бы, если бы все шоты были равными, и то только в том случае, если бы для приготовления шотов использовалась только вода (не паровое молоко, не чистые стаканы и не приготовление американо)., @synic

Порция эспрессо или даже американо может показаться фиксированной (цифровой в данном контексте), но да, приготовление молока на пару и очистка, в частности, могут отличаться (аналоговый в данном контексте). предложение jlbnjmn о том, чтобы периодически взвешивать кувшин, выглядит неплохо, если только вы не сможете найти предложенный jippe датчик, который, возможно, просвечивал бы через бутылку ближе ко дну, а затем имел бы какое-то изменение показаний, когда он больше не просвечивал сквозь воду., @mikeY

Нет, они только частично фиксируются на фасоль, и только при условии, что вы не измените свой рецепт. Количество, необходимое для приготовления порции эспрессо, заранее неизвестно, так как оно может меняться в зависимости от зерен, настроения, желаемого выходного веса или объема., @synic


5

Другой вариант - измерить ток, поступающий в насос; когда он иссякает, ток увеличивается, что приводит к выделению тепла, которое обжаривает насос.

Или измерьте температуру на насосе, но измерение тока определит начало расплавления насоса, в то время как температура может определить только середину или конец расплавления. :-(

Или установите ограничитель тока или выключатель рядом с насосом, на случай, если все остальное выйдет из строя. :-)

,

Интересно. Это потребовало бы некоторой модификации кофеварки эспрессо для реализации, верно? Будет ли предохранитель приемлемым методом?, @jlbnjmn


3

Честно говоря, ты слишком много об этом думаешь.

Щуп или поплавок - вот и все, что вам нужно. Как только уровень воды опускается ниже установленного вами минимума, поплавок опускается вместе с уровнем воды и нажимает на выключатель или позволяет LDR видеть через отверстие. Затем сделайте что-нибудь вроде включения света.

Меньше значит больше.

,

Опять же, я не хочу, чтобы он был в воде., @synic


4

Всякий раз, когда свет следует по пути, который ведет его от одного материала к другому, он делает резкий поворот. Однако угол отклонения отличается в зависимости от характеристик материалов.

Вы можете использовать этот принцип.

Установите светодиод на тот уровень, который вы хотите сделать самым низким. Когда вода наполнится, ее свет пройдет определенный путь по контейнеру и достигнет датчика освещенности. Когда уровень воды станет ниже, она пропустит его (или вы могли бы установить второй датчик, если бы действительно захотели).

Основываясь на этой информации, вы можете узнать, когда уровень воды становится слишком низким. Просто примите соответствующие меры.

Следите за рекомендациями по измерению используемой воды. Это может быть опасно. Возможно, у вас произошла утечка (сейчас или позже), или кто-то может опрокинуть машину и пролить немного воды. В любом случае уровень вашей воды будет ниже, чем вы рассчитали, что, несомненно, приведет к тому, что ваша кофемашина для приготовления эспрессо выйдет из строя.

,

3

Лазеры

Если ваши синие бутылки с водой похожи на мои, то они прозрачные.

Вот что я бы попробовал в первую очередь:

Я бы взял дешевый лазер и направил луч света горизонтально через бутылку. Я бы направил лазер через короткий аккорд - не направляя его прямо через середину бутылки; возможно, на 1/8 оборота влево от центра.

    -------
L../.......\..........S1
  /         \
 |     o     |        S2
  \         /
   \       /
    -------
вид сверху вниз

Когда бутылка опустеет, лазерный луч будет проходить практически прямо сквозь бутылку - я бы поместил туда один фотодатчик S1.

Когда бутылка не совсем пуста, лазерный луч будет изгибаться (преломляться) - для резервирования я бы поместил туда еще один фотодатчик S2.

Пока Arduino видит, что лазер попадает только на S2, в бутылке все еще есть немного воды, по крайней мере, до уровня лазера - включите зеленый свет.

Что-нибудь еще - обнаружение света только на S1, или ничего не обнаружено ни на одном датчике, или свет обнаружен на обоих датчиках (да, это может случиться) - что-то кажется неправильным, лучше пусть Arduino выключит зеленый свет и включит красный свет.

Я бы начал с самой простой вещи, которая только может сработать. Если мне повезет, это может сработать. Если нет, то есть множество маленьких хитростей, необходимых для того, чтобы направить свет туда, куда вы хотите. Существует также множество хитростей для блокирования попадания солнечного света и т. Д. Туда, куда вы не хотите, Чтобы он попадал. Маленькие черные трубки, красные пластиковые фильтры, импульсный лазер с частотой несколько кГц, коллимирующие линзы, встроенные усилители и так далее.

Кажется, есть много руководств, в которых описывается, как обнаружить лазер с помощью Arduino - см.

  • "Лазерная арфа"
  • "Лазерный вентиль синхронизации"
  • "Лазерная растяжка Arduino"
  • "Форум Arduino: лазерное обнаружение"
  • "Безопасность Arduino с помощью долбаного лазера"
  • "Самокалибрующийся лазерный растяжитель Arduino"
  • "Лазерная система безопасности, управляемая Arduino"
  • "Raspberry Pi и Arduino: связь с лазерной указкой"
  • и т.д.

(Вероятно, это будет работать так же хорошо со светодиодом средней мощности или "инфракрасным светодиодом", а также с некоторой тщательной оптической фокусировкой и выравниванием. Но - лазеры!)

,

Я определенно собираюсь попробовать это, потому что я чувствую, что это будет решение, в котором я смогу заменить бутылку, не снимая никакого сенсорного устройства. Лазер и датчик просто должны быть установлены на бутылке, а не на ней., @synic


3

вы можете использовать установку, подобную металлоискателю, используя тот факт, что электронная диэлектрическая проницаемость воды отличается от диэлектрической проницаемости воздуха

рядом с бутылкой поставьте катушку с переменным током, а внутри нее - катушку без питания

затем, измеряя ток и / или напряжение, генерируемые второй катушкой, вы можете ощутить разницу между с водой рядом с ней и без нее.

,

0

Попробуйте использовать бесконтактный датчик воды: https://www.dfrobot.com/product-1493.html Я использую их, и они работают очень хорошо. Вы приклеиваете его к внешней стороне кувшина, и если он отвалится, кувшин покажет, что он пуст, защищая ваш насос. Те, которые я использую, похожи и имеют открытый коллектор, так что микро не требуется. Я думаю, что я заплатил около 6 долларов год назад или около того. Они делают регулируемые. Приятный момент: ничто не соприкасается с водой и не может ее загрязнить.

,