Авторизация
Зарегистрироваться

Автоматизация измерения давления, датчик (сравнение, ардуинство)


Данная штука измеряет давление и отдает его в виде напряжения. Мы уже смотрели стрелочный прибор, сейчас будет более продвинутая версия. Кому интересны электронные штуки прошу под кат. Будет немного математики, анализ прибора, ардуинство и прототип готового устройства.

Совсем недавно я делал обзор стрелочного прибора для измерения давления (манометра — как многие заметили в комментариях). Как ни странно, наибольший интерес там вызвал гель для придания герметичности резьбовым соединениям, кого это интересует можете почитать там ). Стрелочный прибор конечно хорошо, он показывает броски давления, легко глазом воспринимаются значения, к тому же, у прибора из прошлого обзора имеется крупный циферблат, но… лет 20 назад мы бы наверно на этом и остановились… а сейчас многие стараются автоматизировать рутинные процессы и доступность электроники всячески этому способствует. Поэтому предметом обзора стало устройство преобразующее давление в напряжение, которое легко подается оцифровке и последующему анализу, многие процессы нуждаются в таких действиях, поэтому, думаю тема интересная.

Я заказал два прибора (курс был не такой конечно), на 5 атмосфер (как и стрелочный прибор из прошлого обзора) пришли в конверте с пупыркой, фото

Размеры:


Как видно на фото, прибор имеет гнездо куда подключен разъем с проводком, разъем герметичен благодаря прокладке. Продавец клянется что прибор подходит как для воды так и для газа.

Первым делом обжимаем кончики проводков, обжимкой из этого моего обзора. Так будет проще с ним работать на этапе тестов.

Особых примечательностей снаружи нет, соответственно переходим к электрическим измерениям. Кабель от прибора содержит 3 проводка: красный (питание +5 В), черный (земля) и желтый — собственно сигнал в виде напряжения.
Подав питание, измерим ток потребления:

Для дальнейших измерений потребукется источник давления, с возможностью регулировки. На эту роль любезно согласилась компрессорная станция:

Я уже писал, что один выход станции имеет редуктор с манометром, позволяющий менять выходное давление от 0 до 8 атмосфер — вот он нам и нужен. Собираем нехитрый стенд из предмета обзора, макетной платы с источником питания, вольтметром и проводками.

Без давления на выходе прибора 0.5 В.

Попробовал дунуть в него :) вольтметр показал слабые возможности моего дыхательного аппарата — 0,67 В, но главное прибор реагирует.

Включаем компрессор и пару минут наслаждаемся неслабым звуком его двигателя.
Далее собственно измерения, тут лучше показать чем говорить:




При чуть больше чем 5 атмосфер, показывает 5,05 В и выше показания не меняются, 8 атмосфер выдержал спокойно. Видим что продавец слегка слукавил — у него на странице немного другие значения, в частности верхнее он обещает 4.5 а по факту 5.05. Но ничего, мы выведем это дело на чистую воду. В целом ясно что прибор работает…

На этом можно заканчивать обзор, но… так ведь скучно, правда? Не всем понятно, как это использовать, к тому же, многие муськовчане ждут своих халявных ардуин по распродаже… В общем, соберем макет реального прибора.

Исходные данные: 0 атмосфер — 0.5 В, 5 атмосфер — 5 вольт. А теперь нужно получить функцию зависимости атмосфер от вольт. Все помнят школьный курс геометрии? Как построить прямую по двум точкам? Оставлю этот вопрос для проработки читателям, в комментах проставим оценки :). Итоговое уравнение:
-4.5x + 5y — 2.5 = 0
x = 1.111 y — 0.555
где — x — давление, у — напряжение на выходе прибора

Возьмем Arduino Nano, покомпактней (чтоб таскать в сарай на свидание к компрессору :) ). Еще нам нужен показометр, чтоб все визуально оценить! (конечно, на самом деле, мне не хотелось тащить ноутбук в сарай), показометр нам вполне подойдет из обзора про температуру в бане (естественно, я не вынимал тот из стены, я заказал их 4 или 5 уже не помню… штука нужная). Подключаем индикатор на 3,4,5 пины Nano, а наш заветный прибор на аналоговый вход a1. Кстати, китаец там что-то писал про цифровое измерение, меня это немного напрягло до получения прибора, так как боялся получить кирпич с непонятным протоколом, но оказалось все проще. Эх… у Nano только один выход 5В придется прибегнуть к помощи макетной платы, ну и ладно. Результат в виде макета:

Вроде все хорошо, но наше решение программное, соответственно нужен скетч, конечно я долго и тщательно его писал и отлаживал, аж целых 10 минут. Поэтому давление на космических объектах данным программным обеспечением измеряйте с осторожностью.
Вот код (кота в этот раз не будет :) ). Там есть еще один нюанс — аналоговый вход дает значение от 0 до 1024, соответственно нам нужно помножить результат на 5 и поделить на 1024, что и проделано в скетче.

Прибор работает в режиме покоя показывая то 0.00, то 0.0.1, то -0.00 — нас все эти результаты устраивают… Дунем в него — 0.21 атмосферы… ну и ладно главное, что реагирует. Топаем со всем этим хозяйством в сарай.

Вот тут картинки интереснее чем при прошлых измерениях (местами почему-то шкала манометра засветилась, но фоток с ним достаточно и, думаю, всем все будет понятно):





В целом прибор годный, измерения проводит, результаты очень близки к показаниям манометра. Конечно, имея значения в ардуино — легко их передать по сети или обработать, даже в моих обзорах такое не раз проделывалось. Я планирую интегрировать его в водопроводную систему для мониторинга, настройки реле и давлений гидроаккумуляторов (ну может еще чего :) ).

Всем спасибо, надеюсь кому-то поможет сделать свою жизнь более комфортной, ну или хотя бы немного повеселило в процессе чтения.

Все покупалось на свои деньги, для конкретных целей.
Пес мой обиделся за картинку в прошлом обзоре, поэтому теперь так :)

Планирую купить +38 Добавить в избранное +35 +77
свернуть развернуть
Комментарии (48)
RSS
+
avatar
  • Mplus
  • 12 августа 2015, 23:04
0
Давно подумываю переделать автоматику на гидрофоре, там стоит механика и очень тяжело выставить нужные пределы. Но, жаба душит…
+
avatar
  • yurok
  • 12 августа 2015, 23:08
0
китаец клянется что да, я пока не эксплуатировал
+
avatar
  • Mplus
  • 12 августа 2015, 23:23
0
Там у прода есть ещё график с учетом температур, для воды будет полезно, у меня температура воды с скважины плавает в пределах ±5*с, минимум летом 8*С
+
avatar
  • gecorg
  • 12 августа 2015, 23:28
0
а с чего бы нет? возможно понадобится немного другой датчик (и то не факт) и замеры на стабильных значениях, как в обзоре, да бы найти зависимость. Т.к. вода не воздух имеет другие физ. св-ва
+
avatar
  • yurok
  • 12 августа 2015, 23:31
0
у меня редуктора для воды нет — а так конечно можно
+
avatar
  • Kartus
  • 13 августа 2015, 05:49
+1
Для реального использования надо бы этот китайский датчик оттарировать на той среде в которой он будет работать. Для воды надо использовать образцовый манометр и станцию опрессовки давлением — она есть у всех кто занимается водой и/или теплом. Там не редуктор, а малый пресс на воде, рукояткой маслаешь — давление плавно растет, а поскольку вода не сжимаема все происходит линейно.
Вот так выглядит, разных цветов и контор бывает.

А так то обзор симпатишный)))
+
avatar
  • zair
  • 12 августа 2015, 23:17
0
На ебайке наберите pressure sender средеяя цена за автомобильный например в районе 3-5$
Имхо не стоит это поделие 18…
+
avatar
  • Mplus
  • 12 августа 2015, 23:25
0
Для воды теже 18$, может не так ищу?
+
avatar
  • yurok
  • 12 августа 2015, 23:30
0
когда искал это была самая адекватная цена для воды
+
avatar
  • Dru4
  • 12 августа 2015, 23:50
+1
Я себе на нечто подобном сделал водопровод на даче на базе обычного вибрационного насоса. Удобно, в кране всегда есть вода.
Только у меня с фиксированном давлением- при достижении просто замыкает контакты.
+
avatar
  • yurok
  • 12 августа 2015, 23:56
+1
Такое тоже есть, если интересно напишу
+
avatar
  • Dru4
  • 13 августа 2015, 00:14
+1
На базе вашего датчика можно сделать аналог витсан от пампеллы, для управления мощностью вибрационника. Вот это было бы интересно -)
+
avatar
0
вистаны ваши не надежны. нет ничего проще и надежнее чем простое реле. уже сто раз проверенно. Другое дело, на андрюшку поставить на дистанционное включение…
+
avatar
  • Dru4
  • 13 августа 2015, 08:54
0
Уже толи 3 толи 4 года в одном доме на участке трудится, совершенно никаких проблем.
+
avatar
0
Тоже самое 3-5 лет без нареканий, но последствия печальны. Отказ датчика и буммм.
+
avatar
  • Dru4
  • 13 августа 2015, 13:22
0
Хмм. Спасибо за предостережение, при первой возможности куплю аварийный клапан.
+
avatar
0
А почему так дорого? Он (датчик) из платины? И чего то не понял 0,5 дороже 1.2 ???
+
avatar
  • SerjNSK
  • 13 августа 2015, 05:48
0
Халявные ардуинки и бредборды наверно не придут никому. Вчера заглянул, а магазина то того и нет уже.
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 06:28
0
это да… но народ ждет )
+
avatar
  • geldiev
  • 13 августа 2015, 09:00
+1
Увы, не придут… Вчера Али сам (!!!) вернул деньги за ардуинку, 63 цента, без движений с моей стороны.
+
avatar
  • DLL
  • 13 августа 2015, 09:58
0
уже давно никто не ждёт, сначала продавца заморозили, потом деньги вернули
+
avatar
0
Одному мне кажется, что зависимость слегка нелинейная? При условии линейности имеем y=0.5+0.9x
Тогда при одной атмосфере должно быть 1.4В, при трех — 3.2В. По факту же имеем 1.68 и 2.95.
+
avatar
  • Kartus
  • 13 августа 2015, 07:56
0
Для начала надо вспомнить, что датчик для воды, а давить пытаемся воздух, который по факту из компрессора идет с разной температурой, а значит и разным давлением, да плюс изменяет температуру по времени. Во вторых, манометр этот с непонятным классом точности а значит показывает что то приблизительно. И наконец, какая используется схема подключения и процедура измерения то же не понятно. А это всё вносит погрешности в измерение. Просто для реального использования придется немного больше времени провести при регулировке. Кстати, можно эти все погрешности в табличку запихнуть и тогда наворотить достаточно точный показометр, а для целей регулирования точности хватит. Важнее динамика измерения.
И да, это же китай, так что и точность китайская)))
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 08:04
+1
если внимательно посмотреть то стрелка чуть ниже 3 и чуть выше 1 на приборе, зависимость вполне близка к линейной, чтобы реально откалибровать нужно измерять на воде с заданной температурой, а потом еще и вносить правки по температуре — я показал только что все это несложно сделать
+
avatar
  • petrows
  • 13 августа 2015, 09:19
0
А почему взяли с выходом в напряжение? В промышленности применяются намного более удобные и помехозащищенные датчики с токовым выходом 4-20ма. Легко конвертируется в ардуино-совместимый вход, но зато на измерения не влияет длина линии + питание сразу по линии. К слову, линия двух-проводная а не трёх.
+
avatar
0
У меня насосная станция для водопровода с цифровым управлением, там тоже такой датчик стоит с выходом по напряжению. Например в автомобилях, если мне память не изменяет, датчик давления масла тоже с выходом по напряжению. Хотя… Может и такие и такие бывают.
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 12:12
0
мне удобнее так, на конкретную линию можно сделать правку, в большинстве случаев этого не нужно. А помехозащищенность — мало от этого зависит

приведите примеры этих датчиков — нужно цену смотреть в первую очередь
+
avatar
0
Пример датчиков подскажите.)Можно с ценой)
+
avatar
  • kash001
  • 13 августа 2015, 09:46
0
Бро, я немного начинающий (RO) ардуинист, но вместо Вашей интерполяции рекомендую попробовать использовать Вам функцию map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
+
avatar
  • BobaQPE
  • 13 августа 2015, 10:00
0
Автомобильные датчики давления работают в замкнутой среде.
При работе на водопроводе датчик «обрастает», начинает дурить и в результате выходит из строя.
Такого типа датчик, ставили «Джиликс» на свои системы контроля давления, но потом отказались в пользу специализированных. У меня самого валяется система за 20тр. из-за того, что датчик перестал работать, а на нужные параметры не могу найти.

Датчики для водопровода отличаются строением, у них снаружи мембрана, которая принимает на себя давление воды. и там нечему зарастать.
На АЛИ минимум, нашел 40 баксов, в итоге нашел через Авито, по докризисным ценам.
+
avatar
  • SEM
  • 13 августа 2015, 10:51
+1
Поставьте датчик в конце глухого вертикального отростка трубы 30-50 см — этот «отросток» будет собирать пузыри и датчик будет в воздухе, т.е. не будет обрастать.
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 11:13
+1
и кстати, даже проще если ставить датчик вверх а не сбоку и не снизу — то обрастание сведется к минимуму — стрелочные за пару-тройку лет ничем не заросли )
+
avatar
  • BobaQPE
  • 13 августа 2015, 11:25
0
Я вышел из положения, купив промышленный датчик предназначенный для воды, а не автомобильный, предназначенный для масла.
Когда хочется «поиграться» то автомобильные, отличный выход. А когда хочется «поставил и забыл» лучше выбрать что-то понадежнее.
+
avatar
0
У меня Джиликс цифровой. У них бывают варианты трехпроводные (по напряжению), и двухпроводные (по току). Так вот у меня первый. Датчик сломался. И заказал себе новый у этого же продавца. Но так как водопровод нужен был, то купил и поставил механические датчики (датчик давления и датчик холостого хода), а на ардуине сделал эмулятор цифрового датчика температуры, чтобы плата так и работала. То есть с механики идет на ардуину, а с ардуины на плату управления насосом, вместо цифрового датчика. Новый цифровой датчик пришел, но я не стал его ставить и так все замечательно работает.
P.S. При желании можно сделать преобразователь из одного типа датчика в другой. Можно на самой плате заменить микроконтроллер который с датчика считывает информацию (он там отдельный) и написать под свой датчик. В общем вариантов много, чтобы под имеющийся датчик запустить насос ).
+
avatar
0
Пример пожайлуста.
+
avatar
  • avgaz
  • 13 августа 2015, 12:34
0
Не проще взять за 200р вазовский? он прекрасно работает от 5в ардуиновских, сам ставил
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 12:41
0
с водой?
+
avatar
  • avgaz
  • 13 августа 2015, 13:11
0
да, а что ему не работать с водой то? у меня поставлен в систему отопления, и на ардуине просто показания(сопротивления) откалибровал под бары по механическому датчику
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 13:38
0
и сколько времени он работает с водой?
просто обычно это разные приборы
+
avatar
  • avgaz
  • 13 августа 2015, 14:51
0
пока что всего 4 дня, у вазовского там мембрана внутри которая толкает ползунок который меняет сопротивление, выйти из строя может в принципе только мебрана, но в этом случае полагаю что особой роли не играет что толкает мембрану вода или масло.
+
avatar
  • kifitim
  • 13 августа 2015, 14:17
0
вместо рееле давления рекомендую бытовой частотник Sirio Entry 230 или его китайский аналог. Релюхи давления постоянно нужно поднастраивать, а в частотнике все электоронное включил и забыл.

кстати к нему можно подключить «сухой контакт»
+
avatar
  • yurok
  • 13 августа 2015, 18:11
+2
пришел с работы… посмотрел оценки… почитал комменты и отложил следующий обзор на потом…

пойду лучше чего-нить полезного поделаю…
съел он времени немало…
+
avatar
0
Идея прикольная. Расскажите что получилось? Перезалейте скеч пожалуйста.
+
avatar
0
Ребята. Пере залейте скеч пожалуйста.
+
avatar
0
Добрый день!
Я не могу загрузить скетч.
Скиньте на электронку igordobro16@gmail.com
За раннее спасибо!
+
avatar
  • yurok
  • 20 декабря 2018, 09:25
0
ввиду частых запросов — обновил ссылку в обзоре
+
avatar
  • ileksus
  • 30 октября 2018, 20:12
0
При выключенном котле давление соответствует манометру, а при работе котла на манометре 2 бара, а на датчике всего 1.58. Почему так?
+
avatar
  • yurok
  • 20 декабря 2018, 09:18
0
видимо температура за пределы указанные в параметрах датчика выходит

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.