Надёжный датчик уровня воды в баке зависит не столько от купленной детали, сколько от того, насколько хорошо она переживает солнце, дождь и насекомых. На улице с задачей хорошо справляются три технологии: бесконтактный ультразвук, погружной датчик давления и обычный поплавковый выключатель. Выбирайте, исходя из формы бака, качества воды и того, сколько возни вы готовы себе позволить через полгода.

Ультразвук, давление или поплавок?

Ультразвуковой датчик ставится в крышку и «простреливает» поверхность воды сверху. Воды ничто не касается, поэтому ничто не корродирует, а после калибровки вы получаете непрерывное показание в литрах. Ему тяжело даются пена, высокие узкие баки с эхом от стенок и конденсат, оседающий на поверхности датчика холодным зимним утром в Кейптауне.

Датчики давления ставятся у дна и измеряют высоту столба воды над собой. Они очень стабильны, хорошо справляются с причудливыми формами баков и безразличны к пене и крутым стенкам. Загвоздка в том, что сам датчик и его кабель живут под водой, поэтому качество герметизации и прокладка кабеля решают, прослужит он один сезон или пять.

Поплавковые выключатели дёшевы и почти неубиваемы. Они не дают плавного уровня, только пороги: полный, мало, пусто. Этого часто достаточно для отключения насоса, а ещё поплавок — отличный резерв рядом с ультразвуковым датчиком или датчиком давления на те моменты, когда умный собрат даёт сбой.

Проекты умирают в корпусе

Большинство самодельных мониторов бака отказывают из-за коробки, а не из-за датчика. Прямое солнце разрушает дешёвый пластик за сезон, насекомые вьют гнёзда во всём тёплом и сухом, а суточный перепад температур закачивает влажный воздух внутрь и наружу, пока плата не покроется коррозией. Считайте защиту от погоды настоящей инженерной задачей, а не тем, о чём думают в последнюю очередь.

• Возьмите корпус, стойкий к ультрафиолету, или держите коробку в тени под крышкой бака.
• Вводите кабели через гермоввод снизу, чтобы вода не могла стечь по ним внутрь коробки.
• Добавьте небольшое вентиляционное отверстие, направленное вниз, или дышащую мембрану, чтобы конденсат мог выходить.
• Закройте каждое отверстие мелкой сеткой, чтобы не пускать муравьёв и ос-пелопеев.
• Покройте плату влагозащитным лаком и положите внутрь пакетик силикагеля.
• Держите ультразвуковой излучатель направленным строго вниз, чтобы до воды была чистая линия.

Калибруйте в литры, а не в «сырые» числа

Датчик выдаёт расстояние или давление, а не ту величину, которая вам на самом деле нужна. Снимите показание на пустом баке и ещё одно на полном, затем сопоставьте диапазон с объёмом. Горизонтальные и конические баки нелинейны, поэтому середине шкалы нужны несколько дополнительных опорных точек, чтобы она не врала. Скорость звука немного меняется с температурой, а это важно для ультразвука, так что перепроверьте калибровку через месяц, когда установка «уляжется».

Пороги оповещений, которые не будят вас в три часа ночи

Быстрее всего перестать обращать внимание на монитор, если он поднимает ложную тревогу. Вода плещется, насосы включаются и выключаются, и одна рябь никогда не должна вызывать предупреждение. Сглаживайте сигнал скользящим средним и требуйте, чтобы уровень держался ниже порога несколько минут, прежде чем что-то сработает. Двух оповещений обычно хватает на все жизненные случаи: предупреждение о низком уровне с запасом времени на действия и оповещение о скорости изменения — на резкое падение, означающее прорыв трубы или открытый кран.

Учитывайте и отключения электричества. Во время отключения ваша скважина или подкачивающий насос не могут наполнить бак, поэтому медленное ночное снижение может быть совершенно нормальным. Тихие часы или логика, которая знает, что насос обесточен, оставят ночные сигналы для настоящих проблем.

Соберите, чтобы по-настоящему разобраться

О мониторинге баков вы узнаете куда больше, собрав стенд, чем прочитав спецификацию. Датчик уровня, немного кода с подавлением дребезга и экран — идеальный проект на плате sheenbot∞, и он аккуратно ложится на идеи датчиков, калибровки и оповещений, описанные выше. Наши каникулярные мастер-классы академии строятся ровно по такой схеме, а детали, нужные для домашнего прототипа, есть в магазине. За другими практическими заметками по сборке следите в новостной ленте.

Главное

Выберите способ измерения, подходящий вашему баку, а затем вложите настоящие усилия в корпус, честную калибровку и разумные пороги. Сделайте это — и простой датчик уровня воды станет тем, чему вы доверяете, а не очередным гаджетом, который вы научились отключать.