Самодельный цифровой счетчик расхода воды

Форум самогонщиков, пивоваров, виноделов Оборудование Приборы и электр(он)ика
lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
27 Янв. 17, 22:51
В качестве преамбулы сражу скажу, что про вот такой девайс я знаю.
schetchik.jpg
В этой теме я покажу, как из обычного бытового счетчика воды сделать полезный цифровой прибор, позволяющий регистрировать мгновенный расход воды. Область его применения может быть различной, не обязательно в "нашем деле".
Для коммерческого расчета расхода воды он не будет пригоден, но для использования в качестве показометра расхода/утилизируемой мощности для автономной системы охлаждения - самое то.
Важное предупреждение - Ардуино будет.  Нано или Мини - зависит от задач, которые будут на нее возложены. Ардуинщик я - начинающий, поэтому любая критика моего "индусского кода" приветствуется.
Идея взята вот отсюда: http://we.easyelectronics.ru/...rashodomer.html
Здесь достаточно подробно описано, как обычной счетчик переделывается в цифровой.
Подробнее про датчики Холла написано вот здесь: http://robocraft.ru/blog/electronics/594.html
У меня уже стоит такой оттюнингованный счетчик на автономке, какие там стоят датчики Холла (полярные или биполярные) я не помню. Но тут в нашем доме начали замену счетчиков и я решил повторить эту конструкцию еще раз и заодно прокомментировать проблемные моменты, которые могут возникнуть у тех, кто решит эту конструкцию повторить.
  
Итак, поехали:
1. Разбираем счетчик.
img_20170103_142109.jpg
Если потребуется, можно разобрать и саму емкость с расходным колесом. В регионе, где я живу - не очень хорошая вода и одна из причин забраковки моего счетчика - некорректные показания. После вскрытия счетчика выяснилась причина - довольно толстый слой солевых отложений и ржавчины.
img_20170104_161604.8.jpg
Лечится вымачиванием в туалетном "Утенке" для чистки унитазов. Для этих целей счетчик можно и не разбирать, а сразу залить "Утенком" измерительную полость счетчика на некоторое время.
2. Приклеиваем датчик Холла. В этой конструкции я использую один двухполярный цифровой датчик SS411A. Тут никаких нюансов нет, провод для подключения датчика я использую от старой компьютерной "мыши".
img_20170103_183145.jpg
Сразу припаиваю сопротивление 10 кОм для подтяжки на +:
img_20170106_133036.jpg
3. Собираем счетчик и приступаем к испытаниям. У меня под руками уже была Ардуино Нано, хотя было жалко использовать ее для вывода одного показания. Поэтому специально для этого счетчика заказал и получил Ардуино Pro Mini.
Подключаем наш расходомер к цифровому выводу D2, заливаем в контроллер скетч для проверки цифрового биполярного датчика Холла, включаем монитор порта, дуем в счетчик и ... затаив дыхание видим меняющиеся "ON" и "OFF".
img_20170127_223742.jpg
Все, собственно электронно-механическая часть расходомера готова.
Завтра подключим наш расходомер к Ардуине.
Flowmeter_test.ino (0Кб - загружено 240 раз)
Optimist Профессор Замкадыш 2675 1103
Отв.1  27 Янв. 17, 23:51, через 60 мин
А нафига такой гимор, ведь есть готовые, Игорь 223 летом про них писал, у меня есть два, могу один продать если кому нужен. Хотя колбаса тоже в магазинах продается, однако сами делаем.
Zapal Модератор Амурская область 4296 2596
Отв.2  28 Янв. 17, 05:12
Для коммерческого расчета расхода воды он не будет пригоден, но для использования в качестве показометра расхода/утилизируемой мощности для автономной системы охлаждения - самое то.lospartos, 27 Янв. 17, 22:51
Расход утилизируемой мощности - равен мощности ТЭНа.   На мой взгляд - тут явный перебор..

Но индикатор работоспособности автономки - безусловно нужен. (конструкция нужна попроще.  ИМХО).
Я тоже делаю самодельный индикатор - в котором вертушку видно просто визуально. 
Что бы проконтролировать - начальный запуск системы охлаждения, пока куб еще не закипел.. 

lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
Отв.3  28 Янв. 17, 08:34
А нафига такой гимор, ведь есть готовыеOptimist, 27 Янв. 17, 23:51
О том, что готовые расходомеры существуют я знаю, об этом я в самом начале указал.
Ну а в чем гимор? В тонкой и аккуратной работе? Я ведь никого не заставляю делать этот расходомер. Имеющий очи - да рассмотрит, имеющий руки - повторит...
Да и собственно бытовой счетчик - идеальный индикатор расхода с абсолютно энергонезависимой памятью  Смеющийся  В моей конструкции он - всего лишь электронно-механический датчик. Для регистрации показаний можно использовать и расходомер из Китая.
 
Расход утилизируемой мощности - равен мощности ТЭНа.   На мой взгляд - тут явный перебор..Zapal, 28 Янв. 17, 05:12
На самом деле, у меня автономка не только для самогонных дел построена. В той, другой задаче знать, сколько тепла утилизировано - приятный бонус и отсутствие необходимости делать лишние замеры.

Но индикатор работоспособности автономки - безусловно нужен. (конструкция нужна попроще.  ИМХО).
Я тоже делаю самодельный индикатор - в котором вертушку видно просто визуально.
Что бы проконтролировать - начальный запуск системы охлаждения, пока куб еще не закипел..Zapal, 28 Янв. 17, 05:12
Zapal, Саня, честно говоря я ждал, когда ты тему про автоматизацию автономки начнешь, чтобы со своим расходомером туда влезть, но не дождался Грустный  Решил прибор осветить отдельно, а способ применения - когда нибудь появится в той теме.
Zapal Модератор Амурская область 4296 2596
Отв.4  28 Янв. 17, 09:25, через 51 мин
когда ты тему про автоматизацию автономки начнешь, чтобы со своим расходомером туда влезть,lospartos, 28 Янв. 17, 08:34
У меня куб и колонна на реконструкции - я сделал механический регулятор величины отбора.
Получилось слишком чувствительной, чувствительность менее одного градуса, это оказалось не нужным - сейчас упрощаю, что бы работала мягче.. Механика работает на ацетоне..   Готовлю все к летней работе - когда колонну можно будет запнуть в самый дальний угол - и забыть про нее..  все сделано вообще без электроники.. 

и индикатор вращения тоже сделал - без_электронным..  при желании с наружи можно приставить геркон или датчик Холла..
Но в основном - визуально.  мне так просто удобнее.. 
автономка воду в бассейне греет - так что вода никогда не кончится..
lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
Отв.5  28 Янв. 17, 12:17
Достаем из банки Ардуино и LCD индикатор.
Индикатор использовал 0802, потому что выводить выводить больше одного-трех показаний не планировал. Подключение LCD использовал 0802 с подключением по I2C.
Вот такого стандартного адаптера I2C для индикатора LCD 0802 я не нашел
imdx_499_436_sku_150821_3.jpg.
В итоге плату-переходник со стандартного адаптера на LCD 0802 сделал сам. Фотографий печатки не сохранилось, но остался файл для Sprint Layout. Получилось примерно вот так:
img_20170126_223704.jpg img_20170126_223608.jpg img_20170126_223508.jpg
Определяем сколько раз датчик Холла переключится из одного состояния в другое при протекании через счетчик определенного количества воды (некий индивидуальный коэффициент). По-идее, чем большее количество раз и чем большим количеством воды провести испытание, чем точнее будет показание расходомера. Усреднение показаний, или среднеквадратичное усредненное показание - это уже излишне, счетчик считает достаточно точно.
Собираем простейший стенд для калибровки расходомера из обрезков пластиковых сантехнических труб.
img_20170126_215125.jpg
Потратил время на поиски в сети подходящего скетча, в итоге использовал скетч для частотомера (на каком ресурсе нашел - не помню), слегка модифицировав его под свои нужды.
Воду отмерял строительным ведерком, на внутренней стороне которого нанесены риски с указанием количества литров и лил в импровизированную воронку. Индикатор показывает количество импульсов.
img_20170126_221622.jpg
img_20170126_221529.jpg
Операцию проделал раза три, пока не убедился, что механический счетный механизм довольно точно отмеряет мое количество вылитой воды (по 4 литра) и сходимость результатов измерений довольно высокая.
img_20170126_221832.jpg
В итоге нехитрых математических вычислений получаем заветное число 268. Это количество импульсов, приходящееся на 1 литр.
Schet_impulsov.ino (1Кб - загружено 188 раз)
lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
Отв.6  28 Янв. 17, 12:36, через 20 мин
Я тоже делаю самодельный индикатор - в котором вертушку видно просто визуально.Zapal, 28 Янв. 17, 05:12
В качестве принципа работы на ум сразу приходит свойство глаза не различать смену картинки при скорости 50 раз в секунду. Фон сделать одного цвета (например, красного), а модифицированная крыльчатка альтернативного цвета с калиброванными щелями вращается на ее фоне. Счетчик остановлен - цвет красный. Счетчик вращается - происходит изменение цвета (в пределах цвета цветовой шкалы Фиолетовый - Красный - Оранжевый - Желтый).
Нужно просчитать угловые скорости, размеры щелей и экспериментировать...
Zapal Модератор Амурская область 4296 2596
Отв.7  28 Янв. 17, 13:14, через 38 мин
В качестве принципа работы на ум сразу приходит свойство глаза не различать смену картинки при скорости 50 раз в секунду.lospartos, 28 Янв. 17, 12:36
У меня все проще.. нету там 50 Гц.   все видно визуально - как будто крутится вал гидрогенератора..
т.е. вроде как бы быстро - но по факту, крыльчатка крутиться со скоростью 3-5 оборотов в секунду...
на такие обороты - превосходно реагирует даже геркон..  не говоря уже о датчике Холла.. 

 
lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
Отв.8  29 Янв. 17, 15:11
Продолжу делать свой цифровой индикатор.
Нашел в интернете описание вот такого тахометра http://cxem.net/arduino/arduino66.php В статье довольно подробно описан код, который заложен в основу скетча. Я модифицирую его под свой цифровой счетчик и залью в Ардуино.
Вновь собираю испытательный стенд, подключаю к счетчику шланг от душевой лейки, ставлю максимальный напор,  и проверяю, за сколько времени заполнится калиброванная емкость(5-литровое ведро) через мой счетчик. У меня получилось около 37 секунд. Значит, максимальный расход в моей водопроводной сети составляет около 8 литров в минуту.
img_20170129_120223.jpg  
Пробуем регулировать напор воды при помощи крана и с удовлетворением видим, что мгновенные показания расхода на индикаторе тоже меняются.
img_20170129_120332.jpg
Бытовой счетчик не чувствует маленькие расходы - пластмассовые шестеренки и узлы их крепления несовершенны, к тому же гарантированный срок службы счетчика уже вышел пару лет назад  Грустный  Пробую определить минимальный напор, при котором счетчик начинает считать.
img_20170129_121138.jpg
Заметил, что если выставить счетчик в определенном положении, то он начинает давать какие-то признаки жизни и при меньшем расходе.
Теперь проверим правильность показания при максимальном напоре.
img_20170129_145447.jpg
В принципе, убеждаемся в достаточной точности показания нашего самодельного цифрового прибора и по этому поводу стоит пропустить пару стопок чего-нибудь горячительного Веселый ...
Дело остается за малым - смонтировать прибор в нужный корпус, попробовать подключить его к моему новому центробежному насосу, и продолжить эксперименты.
Schet_litrov.ino (2Кб - загружено 219 раз)
Кузьмич Каменский Бакалавр Каменск-Уральский 71 13
Отв.9  29 Янв. 17, 16:39
мне нужен счетчик расхода воды, что бы не мерит бутылями. Если дешевле чем механический счетчик, то готов!
lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
Отв.10  29 Янв. 17, 16:54, через 16 мин
Кузьмич Каменский, я только идеей поделился, как сделать счетчик, это не реклама готовых изделий.
Пластиковый корпус, напечатанный на 3D принтере,  кнопка сброса количества литров, дешевый китайский расходомер в качестве регистратора, цифровой индикатор вместо LED - все это можно сделать.
Но это не коммерческая ветка и эти обсуждения здесь запрещены, хотя ход твоих мыслей мне нравится  Смеющийся Смеющийся Смеющийся
Струдель Студент Коломна 18
Отв.11  01 Апр. 18, 13:13
Как такой расходомер подключить к 1-wire?
lospartos Кандидат наук Солнечный 365 219
Отв.12  02 Апр. 18, 04:41
Не понял вопроса, но думаю, что так же, как и такой расходомер
schetchik.jpg
то есть - никак. Один датчик на один контакт.
brig62 Профессор Казань 2439 694
Отв.13  02 Апр. 18, 07:41
Как такой расходомер подключить к 1-wire?Струдель, 01 Апр. 18, 13:13
Подозреваю, что сам датчик никак. А вот для Ардуины вроде бы есть библиотеки этого протокола. Соответственно шанс велик.