Hejsan.
Jag har införskaffat mig ett utomhus spa som är i renoveringsbehov.
Tyvärr har någon kastat elektronikenheten så den är lite svår att reparera.
Är ingen dunderhejare på finelektronik.
Jag har två givare i badet. Den ena är en temperatursensor. och det andra är nivåvakt.
Allt skall i slutändan anslutas till ett PLC för styrning av värme, pumpar, Belysning, Ozon rening m.m.
Antagligen blir det ett Wago. Får ta det som ligger i bra att ha lådan.
Nivåvakten är konstruerad som så att det är två stycken skruvar som sitter med ca 10 cm mellan varandra (I vattnet)
Vad är enklaste sättet att detektera att nivån är rätt?
Antar att man får lägga en låg spänning på ena skruven och detektera vad som kommer tillbaka via en transistor?
Men hur låg skall spänningen vara?
Risker? kommer att köra en elektronisk stabiliserad strömförsörjning på 24V 1A för att driva PLC. Kan utan problem gå ner i spänning med en 78XX spänningsregulator till önskad spänning.
Förslag på lösning mottages.
(Den nya elcentralen kommer även förutom plc utrustas med en egen separat jordfelsbrytare)
Nivådetektering i Pool / Spa
-
Tommy_Naseem
- Inlägg: 278
- Blev medlem: 4 januari 2013, 14:40:06
- Ort: Tenhult
Re: Nivådetektering i Pool / Spa
Vanligen läggs en växelspänning via kondensator till ena skruven, typ 100kHz och någon volt.
Signalen tas emot på andra skruven som kopplas till nästa seriekondensator och filtreras i parallell-resonanskrets innan likriktning och detektering av spänningsnivå.
Växelspänning för att minska korrosion och frekvensen filtreras så man t.ex. inte detekterar 50Hz.
Eftersom man väljer seriekondensatorer med relativt låga värden kan inga nämnvärda strömmar av lägre frekvenser komma denna vägen, vilket är en säkerhets-aspekt.
Kondensatorn ska väljas så att den tål nätspänning och det bör finnas ett isolations-tänk på PCB.
Både oscillator-krets och frekvensselektiv detektering kan alternativt ske med mjukvara i MCU, typ Arduino. Troligen finns exempel på nätet.
Även om elektronikcentralen är kopplad via transformator till nätet, designa all elektronik du stoppar i poolen så att den är så säker att även om elektronikboxen skulle få nätpotential 240V, ska det inte innebära några risker att vidröra givarna.
Jordfelsbrytare ska finnas. Fuktskydda elektroniken. Även om den inte är med i badet så hamnar den i fuktig utomhus-miljö vilket kan skapa korrosion på PCB och ledare.
Signalen tas emot på andra skruven som kopplas till nästa seriekondensator och filtreras i parallell-resonanskrets innan likriktning och detektering av spänningsnivå.
Växelspänning för att minska korrosion och frekvensen filtreras så man t.ex. inte detekterar 50Hz.
Eftersom man väljer seriekondensatorer med relativt låga värden kan inga nämnvärda strömmar av lägre frekvenser komma denna vägen, vilket är en säkerhets-aspekt.
Kondensatorn ska väljas så att den tål nätspänning och det bör finnas ett isolations-tänk på PCB.
Både oscillator-krets och frekvensselektiv detektering kan alternativt ske med mjukvara i MCU, typ Arduino. Troligen finns exempel på nätet.
Även om elektronikcentralen är kopplad via transformator till nätet, designa all elektronik du stoppar i poolen så att den är så säker att även om elektronikboxen skulle få nätpotential 240V, ska det inte innebära några risker att vidröra givarna.
Jordfelsbrytare ska finnas. Fuktskydda elektroniken. Även om den inte är med i badet så hamnar den i fuktig utomhus-miljö vilket kan skapa korrosion på PCB och ledare.
Re: Nivådetektering i Pool / Spa
CMOS-logik i kretsarna och du kan köra med batterimatat
då det knapp drar någon ström alls.
då det knapp drar någon ström alls.
-
Tommy_Naseem
- Inlägg: 278
- Blev medlem: 4 januari 2013, 14:40:06
- Ort: Tenhult
Re: Nivådetektering i Pool / Spa
Vad tror ni experter om denna lösningen som jag hittade efter lite googlande
http://www.electroschematics.com/6653/s ... r-circuit/
Water detector components
R1 = 470K
R2 = 10M … 22M
C1 … C4 = 2.2nF
N1, N2 = 1/2 4093
D1 … D3 = 1N4148
T1 = pnp transistor (BC557)
http://www.electroschematics.com/6653/s ... r-circuit/
Water detector components
R1 = 470K
R2 = 10M … 22M
C1 … C4 = 2.2nF
N1, N2 = 1/2 4093
D1 … D3 = 1N4148
T1 = pnp transistor (BC557)
Re: Nivådetektering i Pool / Spa
Kretsen är enkel att bygga så du kan ju alltid prova om det duger men min åsikt är att något sådant kan vara ok som touch-sensor för att tända/släcka en lampa i torr miljö, men inte mer. Den lär kräva nära mellan elektroderna i vatten och behöver relativt ostörd miljö både elektriskt och vattenmässigt för att inte falsk-detektera.
Otillförlitliga sensorer är till mer bekymmer än inga sensorer alls, så det kan vara värt att lägga liten extra tanke för att få till något fungerande.
Enkel test, doppa en kabel i vattentunnan och koppla andra änden av kabeln till en mikrofon-ingång på en stereo-anläggning, vad händer och varför? Jo det blir en massa oväsen, mest 50Hz förstås, men man kan nog även detektera någon kortvågssändare med lite tur. Vattnet behöver inte vara direkt elektrifierat, på samma sätt som när du själv vidrör en mikrofon-kabel, för att det ska överföras elektriska störningar.
Förhållandevis jonrika vattnet i baljan är en stor antenn som tar emot elektriska signaler om den inte är skärmad och väljordad.
Dessa problem minskar avsevärt med frekvenselektiv detektering. Utan filter och vattenpumpen skuttar till när någon stänger kylskåps-dörren 20 meter bort pga gnistan i strömbrytaren till kylskåpets belysning. Minsta störning från tunnans vattenpump och reläer kommer säkerligen också höras bra.
Genom att komplettera mottagardelen i kretsen med en resonans-krets avstämd till sändar-frekvensen (avstämd parallellresonans L/C) och en förstärkar-OP som buffert innan likriktning ger det bättre immunitet mot allmänna elektriska störningar. OP kan designas enklast möjligt men en trim-pot för att ställa in lagom detektor-nivå underlättar slutlig intrimning och minskar risk för falskdetektering av svagare skräp-signaler. En TL072 kan vara en lämplig då den innehåller två op och då behövs inga dioder för likriktningen då man kan nyttja andra OP:n till det.
Vill man ta ytterligare något steg för hög detekterings-säkerhet så finns kretsar för frekvenssynkron detektering. Vanligt för IR-barriärer som inte ska störas av andra ljuskällor men sådana kretsar kan användas även som del i kapacitiva sensor-kretsar.
Alternativt kan man själv skapa funktion om man designat konstruktionen med en MCU, då man programmeringsmässigt lätt gör detekteringen frekvens-synkron om man har koll på utsänd frekvens och polaritet.
En annan aspekt, jag vet inte hur denna nivågivaren ska kopplas in i systemet, men eftersom man kan räkna med att vatten skvalpar lite, finns risken att att relät kommer klappra rätt mycket när vatten-nivån är i skvalp-höjd med givarna. Om relät är direkt kopplat till pumpstyrningen, sådant relä-klapper kan ta livet av både relä och vattenpumpar. Därför brukar man följa upp efter N2 med en tids-hysteres på typ 10-100 sek, vilket även undertrycker kortare störningar. Kopplingsmässigt är det enkelt, en RC-krets kopplad från N2 till N3. N3 finns redan på plats, då IC-kretsen innehåller 4 grindar, N1-N4. Logiken blir med N3 inverterad så man får byta till NPN-trissa eller motsvarande N-FET om relät ska dra vid hög vatten-nivå.
Ett lagom stort motstånd mellan digital utgång och basen på trissan är vettigt av flera skäl. Hur stort beror på relä-ström och val av trissa, men typiskt 100 Ohm-1 kOhm.
En digital grind bör aldrig lämnas oansluten. Sista grinden, N4, anser jag gör bäst nytta som buffert-steg till N1. Risken finns annars att dess frekvens ändrar sej beroende på om det finns vatten som last eller inte, vilket kan försvåra frekvens-selektiv detektering. Det är inte världens mest stabila oscillator-koppling i vart fall men bör duga med NP0-kondenstor och stabil spänning och temperatur. Vill man absolut förbättra stabiliteten är det möjligt att använda en klock-kristall på 32kHz som går att få till att svänga även på en CD4093.
Har inte så mycket med schemat att göra utan mer praktiska upplägget:
För att inte spänningstransienter från relät ska skicka störningar till övriga kretsen bör relät och dess drivtrissa ligga på egen spänningsmatning tillsammans med andra relän som systemet evt. kräver.
Stabil signaljordning är alltid bra om man inte ska få in mer störningar än nödvändigt.
Avkoppling med kondensator för Vcc är inte med på schemat. men är (kanske) underförstått.
Är elektroniken för svår finns många alternativ som kan vara lika bra.
Plocka mekanisk tryckgivare från begagnad diskmaskin/kaffebryggare/tvättmaskin. De är mindre skvalp-känsliga och har oftast en hysteres som gör att pumpen inte fladdrar kring omslagsnivån.
Båttillbehörsbutiker brukar ha både mekaniska och elektroniska givare för länspumpar.
Otillförlitliga sensorer är till mer bekymmer än inga sensorer alls, så det kan vara värt att lägga liten extra tanke för att få till något fungerande.
Enkel test, doppa en kabel i vattentunnan och koppla andra änden av kabeln till en mikrofon-ingång på en stereo-anläggning, vad händer och varför? Jo det blir en massa oväsen, mest 50Hz förstås, men man kan nog även detektera någon kortvågssändare med lite tur. Vattnet behöver inte vara direkt elektrifierat, på samma sätt som när du själv vidrör en mikrofon-kabel, för att det ska överföras elektriska störningar.
Förhållandevis jonrika vattnet i baljan är en stor antenn som tar emot elektriska signaler om den inte är skärmad och väljordad.
Dessa problem minskar avsevärt med frekvenselektiv detektering. Utan filter och vattenpumpen skuttar till när någon stänger kylskåps-dörren 20 meter bort pga gnistan i strömbrytaren till kylskåpets belysning. Minsta störning från tunnans vattenpump och reläer kommer säkerligen också höras bra.
Genom att komplettera mottagardelen i kretsen med en resonans-krets avstämd till sändar-frekvensen (avstämd parallellresonans L/C) och en förstärkar-OP som buffert innan likriktning ger det bättre immunitet mot allmänna elektriska störningar. OP kan designas enklast möjligt men en trim-pot för att ställa in lagom detektor-nivå underlättar slutlig intrimning och minskar risk för falskdetektering av svagare skräp-signaler. En TL072 kan vara en lämplig då den innehåller två op och då behövs inga dioder för likriktningen då man kan nyttja andra OP:n till det.
Vill man ta ytterligare något steg för hög detekterings-säkerhet så finns kretsar för frekvenssynkron detektering. Vanligt för IR-barriärer som inte ska störas av andra ljuskällor men sådana kretsar kan användas även som del i kapacitiva sensor-kretsar.
Alternativt kan man själv skapa funktion om man designat konstruktionen med en MCU, då man programmeringsmässigt lätt gör detekteringen frekvens-synkron om man har koll på utsänd frekvens och polaritet.
En annan aspekt, jag vet inte hur denna nivågivaren ska kopplas in i systemet, men eftersom man kan räkna med att vatten skvalpar lite, finns risken att att relät kommer klappra rätt mycket när vatten-nivån är i skvalp-höjd med givarna. Om relät är direkt kopplat till pumpstyrningen, sådant relä-klapper kan ta livet av både relä och vattenpumpar. Därför brukar man följa upp efter N2 med en tids-hysteres på typ 10-100 sek, vilket även undertrycker kortare störningar. Kopplingsmässigt är det enkelt, en RC-krets kopplad från N2 till N3. N3 finns redan på plats, då IC-kretsen innehåller 4 grindar, N1-N4. Logiken blir med N3 inverterad så man får byta till NPN-trissa eller motsvarande N-FET om relät ska dra vid hög vatten-nivå.
Ett lagom stort motstånd mellan digital utgång och basen på trissan är vettigt av flera skäl. Hur stort beror på relä-ström och val av trissa, men typiskt 100 Ohm-1 kOhm.
En digital grind bör aldrig lämnas oansluten. Sista grinden, N4, anser jag gör bäst nytta som buffert-steg till N1. Risken finns annars att dess frekvens ändrar sej beroende på om det finns vatten som last eller inte, vilket kan försvåra frekvens-selektiv detektering. Det är inte världens mest stabila oscillator-koppling i vart fall men bör duga med NP0-kondenstor och stabil spänning och temperatur. Vill man absolut förbättra stabiliteten är det möjligt att använda en klock-kristall på 32kHz som går att få till att svänga även på en CD4093.
Har inte så mycket med schemat att göra utan mer praktiska upplägget:
För att inte spänningstransienter från relät ska skicka störningar till övriga kretsen bör relät och dess drivtrissa ligga på egen spänningsmatning tillsammans med andra relän som systemet evt. kräver.
Stabil signaljordning är alltid bra om man inte ska få in mer störningar än nödvändigt.
Avkoppling med kondensator för Vcc är inte med på schemat. men är (kanske) underförstått.
Är elektroniken för svår finns många alternativ som kan vara lika bra.
Plocka mekanisk tryckgivare från begagnad diskmaskin/kaffebryggare/tvättmaskin. De är mindre skvalp-känsliga och har oftast en hysteres som gör att pumpen inte fladdrar kring omslagsnivån.
Båttillbehörsbutiker brukar ha både mekaniska och elektroniska givare för länspumpar.
