Toto zařízení měří kapacitně hladinu vody ve studni (nehrozí žádná koroze elektrod, rozklad vody atd...) - změna dielektrika (voda/vzduch) v kondenzátoru (snímači) mění kapacitu a tím frekvenci oscilátoru, která se měří procesorem. V případě, že je vody dostatek je sepnuté relé na výstupu (lze spustit čerpadlo). V případě, že voda klesne pod nastavené minimum relé vypne a tím blokuje sepnutí čerpadla (nelze spustit čerpadlo). Na mob. telefonu lze sledovat stav 0-100% hladiny vody.

Parametry obvodu

• hlídání chodu: watchdog časovač 4 sec
• výstupní část: relé 230V AC 2x8A přepínací kontakt
• napájení obvodu: 12V DC cca 0,3A
• indikace stavu: oranžová LED - OK (bliká v rytmu 1s), rudá LED - voda ERR relé vyp, zelená LED - voda OK relé zap
• nastavení úrovně paměť EEPROM (uložené frekvence pro min a max vody, hystereze)
• způsob detekce vody: kapacitní snímání (el. část se nedotýká vody)
• bluetooth modul HC-06 nebo HC-05 pro nastavení a zobrazení hodnot (frekvence, hladiny vody a nastavení), dosah cca 10 metrů
• volba v menu BT ? - Help, U - max voda, D - min voda, H - hystereze

Aktuální verze FW

ZDARMA

• 1.0 hex pro procesor ATmega328, verze s Bluetooth modulem pro propojení s mobilním telefonem.
• 1.1 hex pro procesor ATmega328, verze s Bluetooth modulem pro propojení s mobilním telefonem (úprava zadávání z BT, přidán restart do menu, změna zadávání hystereze z KHz na HZ, oprava chyb).

DONATE

• 1.0 (zdroj + hex pro procesor) plošný spoj (Eagle, Gerber, CAM), verze s Bluetooth modulem pro propojení s mobilním telefonem. V této verzi FW není na desce použit Trimr (nemusí se osazovat).
• 1.1 (zdroj + hex pro procesor))

Schema zapojení

Deska spojů

Foto desky zařízení

BT modul HC-05

BT modul HC-06

Foto kapacitního snímače hladiny

2x drát 1mm provlečený přes PVC trubičku (u dna jsou vodiče ohnuté a smršťovací bužírkou drží z vnější strany na trubce). Do desky je vždy zapojen pouze jeden konec drátů (druhý je zaizolován). Kapacita tohoto (u mé verze snímače na obrázku) kondenzátoru je: ve vodě cca 144pF (frekvence je 30KHz) a na vzduchu cca 98pF (Frekvence je 57KHz).

Video - mobilní telefon s aplikací pro Android BlueTerm

Postup kalibrace obvodu

1. připojíme na svorku "SENS" náš snímač hladiny.
2. připojíme na desku "12V DC" (žlutá bude blikat v intervalu 1sec).
3. propojíme mobilní telefon s BT modulem (přes aplikaci BlueTerm).
4. v aplikaci uvidíme po stisknutí tlačítka "reset" na desce s procesorem verzi programu př: "Studna automat V1.1-16.06.2016 PIHRT.COM".
5. při maximální hladině vody stiskneme v aplikaci tlačítko "U". Zobrazí se: 'U' nastaveni max vody, Aktualni frekvence: xx KHz, Zadej F pro max vodu v KHz (rozsah 1-32766KHz). Dojde k uložení do paměti a restartu zařízení.
6. vyčerpáme ze studny vodu až na minimum snímače (snímač tedy není ponořen a je na vzduchu).
7. při minimální hladině vody stiskneme v aplikaci tlačítko "D". Zobrazí se: 'D' nastaveni min vody, Aktualni frekvence: xx KHz, Zadej F pro min vodu v KHz (rozsah 1-32766KHz). Dojde k uložení do paměti a restartu zařízení
8. poslední co nastavíme je "hystereze" ta slouží k určení hodnoty frekvence, při které opět povolíme čerpadlu běžet. Stiskneme v aplikaci tlačítko "H". Zobrazí se: 'H' nastaveni hysterze, Aktualni hystereze: xx KHz, Zadej F pro hysterezi v Hz. Dojde k uložení do paměti a restartu zařízení. Můžeme tedy povolit čerpadlu běžet již při rozdílu hladiny například 10cm (příklad zadáme hyst=10000Hz)

Rozmístění prvků ve studni

Funkce

Deska ochrany je umístěná ve studni pod víkem ve vodotěsné instalační krabici. Do desky je zapojen kapacitní snímač. V budově je stykač pro spínání 3f čerpadla. Cívka stykače je zapojena do obvodu relé této ochrany. V případě požadavku na sepnutí motoru čerpadla (stykače) se přivede napětí na spínaný zdroj 230AC/12DC, který napájí desku ochrany. Pokud je dostatek vody (tedy více než je na obrázku čára hystereze) sepne na desce ochrany relé a tím sepne cívku stykače motoru čerpadla. Pokud klesne hladina vody ve studni pod úroveň minimum dojde k vypnutí relé a tím odpojení stykače čerpadla (čerpadlo se odpojí). Na mobilním telefonu (po kalibraci, která se provede po instalaci) můžeme sledovat stav vody v naší studni anižbychom do ní museli koukat :-) zároveň máme ochranu čerpadla (hlavně v případě, že čerpadlo není ve studni, ale je tam pouze savec, který by se zavzdušnil).

Poznámka C4

Kondenzátor C4 (cti) v SMD 1206 osadíme dle tohoto postupu. Po montáži snímače do studny změříme bez vody (tedy snímač není ponořen) kapacitu snímače (například RLC můstkem, multimetrem atd). Kapacitu, kterou naměříme osadíme přibližně na plošný spoj (příklad naměřím 98pF osadím kerko SMD 1206 100pF). Výsledná kapacita kondenzátoru na desce a kondenzátoru ve studni (snímače) se bude v závislosti na hladině vody sčítat a tím i měnit frekvence oscilátoru 74HC14D. Pokud není na svorky zapojen žádný kondenzátor (ani snímač ani osazen na desce) zařízení nebude fungovat (žlutá LED nebliká a na BT se nic neposílá)!!!

Zjištění z provozu

Pokud se chová obvod prapodivně - nesmyslné skoky frekvence například z 30KHz na 2MHz  (z důvodu rušení v síti 230V - například jiskřením kontaktů stykačů a dalších domácích spotřebičů jako jsou vypínače světel atd...) musíme vývod číslo "2" na svorkovnici "SENS" spojit se zelenožlutým vodičem PE v síti. Tímto se problém s rušením vyřešil.