Лучший способ определить, опустошается ли 5-литровый кувшин с водой

У меня есть кофемашина для приготовления эспрессо, которая получает воду из одной из этих 5-галлонных бутылок с голубой водой (я бы ее отвезла, но наша вода WAAAAY слишком жесткая).

Если я когда-нибудь случайно оставлю бутылку без воды, роторный насос в эспрессо-машине будет испорчен, что будет дорогостоящей ошибкой.

Я знаю, что могу установить какой-то магнитный датчик поплавка внутри бутылки с водой, но поскольку мне приходится менять его раз в несколько недель, наличие другой вещи внутри бутылки сделает ее более трудной, а микробное загрязнение - более вероятным. 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-то, что я мог бы использовать, чтобы определить, не низок ли уровень воды снаружи бутылки? Как лазерный датчик?

Использование датчика силы для измерения количества воды

Чтобы удовлетворить ваше требование наличия датчика на внешней стороне емкости для воды, я бы рекомендовал использовать датчик силы для взвешивания бутылки с установленными интервалами. Датчик силы, такой как FlexiForce A401, представляет собой тип резистора, который изменяет сопротивление в зависимости от величины приложенного усилия. Хотя она и не такая точная, как шкала, она должна обеспечивать достаточную точность (+ -3% в соответствии с таблицей данных ) для описанного применения.

Основной процедурой было бы подключить датчик силы к Arduino и сначала измерить сопротивление пустой бутылкой, а затем снова измерить полной бутылкой. Это даст вам представление о силе, которую ваша конкретная платформа фактически применяет к датчику, и тогда вы сможете точно настроить напряжение (в соответствии с таблицей данных) 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 (то есть воды) возле датчика

Я думаю, что вам нужен «датчик уровня жидкости» , возможно, также известный как «переключатель уровня жидкости» ... Я понимаю, что это может не удовлетворить ваши требования, но это один из способов решения проблемы за> 10 долларов. Я бы, наверное, взломал что-то, что поместило бы этот датчик в линию на бутылке. это, вероятно, слишком хакерский, но у вас может быть фанерный диск того же диаметра, что и бутылка с водой, с трубным фитингом посередине, где вы можете установить выключатель, чтобы бутылка с водой протекала через него так, чтобы, когда он заканчивается , он включит переключатель, прежде чем он перейдет к насосу.

Другой вариант - измерить ток, идущий в насос; когда он иссякает, ток повышается, что генерирует тепло, которое поджаривает насос.

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

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

Мне кажется, что если вы откачали 4,9 галлона, вы знаете, что кувшин близок к пустому. Если из-за контакта с водой отсутствует встроенный расходомер между насосом и кофеваркой espessso, то, возможно, вы знаете, что для приготовления эспрессо требуется x количество воды, и как только вы запросите y снимков (и рассчитано x раз y), один из них будет в опасной зоне не хватает воды?

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

Вы можете использовать этот принцип.

Установите светодиод на уровень, который вы хотите быть самым низким. Когда вода заполнена, ее свет будет следовать определенному пути через контейнер и достигать датчика освещенности. Когда вода опустится ниже уровня, она пропустит его (или вы можете настроить второй датчик, если вы действительно этого хотите).

Основываясь на этой информации, вы можете знать, когда вода становится слишком низкой. Просто примите соответствующие меры.

Следите за рекомендациями по измерению используемой воды. Это может быть опасно. У вас может быть утечка (сейчас или позже), или кто-то может опрокинуть машину и пролить немного воды. В любом случае ваш уровень воды будет ниже, чем рассчитанный вами уровень, что, несомненно, приведет к разрушению вашего эспрессо-машины.

Лазеры

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

Вот что я бы попробовал сначала:

Я взял бы дешевый лазер и светил светом через бутылку. Я бы направил лазер через короткий аккорд - не направленный прямо через середину бутылки; возможно 1/8 поворота налево от центра.

    -------
L../.......\..........S1
  /         \
 |     o     |        S2
  \         /
   \       /
    -------
top-down view

Когда бутылка пуста, лазерный луч будет проходить прямо через бутылку - я бы поставил туда один фотодатчик S1.

Когда бутылка не совсем пустая, лазерный луч будет сгибаться ( преломляться ) - для избыточности я бы поставил туда другой фотодатчик S2.

Пока Arduino видит, что лазер поражает только 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 обнаруживается ни на одном датчике, либо обнаружение света на обоих датчиках (да, это может произойти) - что-то не так, лучше Arduino выключить зеленый свет и включить на красный свет.

Я бы начал с самой простой вещи, которая могла бы работать . Если мне повезет, это может сработать. Если нет, то есть много маленьких хитростей, чтобы получить свет, куда вы хотите, чтобы он шел. Есть также много хитростей для того, чтобы блокировать солнечный свет и т. Д. Идти туда, куда вы этого не хотите. Маленькие черные трубки, красные пластиковые фильтры, пульсирующий лазер на нескольких кГц, коллимирующие линзы, фиксированные усилители и т. Д.

Кажется, есть много уроков, которые описывают, как обнаружить лазер с помощью Arduino - см.

• "Лазерная Арфа"
• "Лазерные Временные Ворота"
• "Arduino Laser Tripwire"
• "Arduino Forum: лазерное обнаружение"
• "Arduino security с чертовым лазером"
• "Arduino самокалибрующийся лазерный расцепитель"
• «Управляемая лазерная система безопасности Arduino»
• «Raspberry Pi & Arduino: связь с лазерной указкой»
• и т.п.

(Это, вероятно, будет работать так же хорошо со светодиодом средней мощности или «инфракрасным светодиодом» и некоторой тщательной оптической фокусировкой и выравниванием. Но - лазеры!)

Вы можете использовать металлоискатель, такой как установка, используя тот факт, что электронная диэлектрическая проницаемость воды отличается от диэлектрической проницаемости воздуха

есть катушка с переменным током рядом с бутылкой и катушка без питания внутри

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

Честно говоря - вы обдумываете это.

Щуп или поплавок - все, что вам нужно. Как только уровень воды падает ниже вашего минимума, поплавок опускается вместе с уровнем воды и нажимает на переключатель или позволяет LDR видеть сквозь отверстие. Затем сделайте что-то вроде включения света.

Меньше - больше.