Misurare % di acqua in una cisterna

Salve a tutti, come da titolo sto cercando una soluzione per monitorare il livello dell' acqua, espresso in %, di una cisterna di 500 quintali sotterranea.

Il progetto é più complesso, Arduino una volta letto il valore aprirà una chiamata get per aggiornare un db mySQL che a sua volta verrà letto tramite apposita skill da Alexa.

La seconda parte del progetto é un gioco da ragazzi, mi blocco al primo step.

In realtà avevo risolto utilizzando un sensore ad ultrasuoni tipo HY-SRF05 ma ho letto che in molti sconsigliano questa opzione. Cosa mi consigliate ?

Per completezza d'informazione vi dico che ho preso come board un Arduino 1 rev 3; per la connettività "JZK® ESP32 Scheda di Sviluppo ESP-WROOM-32 ESP-32 ESP-32S 2.4GHz WiFi + Bluetooth Dual Mode modulo Antenna con Potenza Ultra Bassa"; come sensore, come già su scritto, Telemetro sensore a ultrasuoni HY-SRF05

Buongiorno,
essendo il tuo primo post, nel rispetto del regolamento della sezione
Italiana del forum (… punto 13, primo capoverso), ti chiedo cortesemente di presentarti IN QUESTO THREAD (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione … possibilmente evitando di scrivere solo una riga di saluto) e di leggere con molta attenzione il su citato REGOLAMENTO
Grazie.

Guglielmo

P.S.: Ti ricordo che, purtroppo, fino a quando non sarà fatta la presentazione nell’apposito thread, nessuno ti potrà rispondere, quindi ti consiglio di farla al più presto. :wink:

Grazie mille per le precisazioni, letto il regolamento e prontamente presentato nell'apposito thread. Un saluto.

Da quello che conosco direi che la soluzione degli ultrasuoni sia buona. Tu vuoi sapere la % dello spazio vuoto/pieno della cisterna o la % dei litri presenti? Penso che la cisterna sia cilindrica quindi i litri cambiamo in base all'altezza per la variazione dell'area.

Mix1986: In realtà avevo risolto utilizzando un sensore ad ultrasuoni tipo HY-SRF05 ma ho letto che in molti sconsigliano questa opzione. Cosa mi consigliate ?

Perchè la sconsigliano? Io ho partecipato ad un progetto che consisteva nel misurare un livello dell'acqua e la soluzione proposta da altri consisteva proprio nell'usare un sensore ad ultrasuoni. Ero molto scettico perchè in quel momento stavo svolgendo la mia tesi proprio sulla comunicazione ad ultrasuoni, ma sott'acqua. Il mio timore era che l'onda sonora venisse "assorbita" dall'acqua e, nella peggiore delle ipotesi, rimbalzata in modi diversi, creando sovrapposizioni e falsando i risultati.

Mi sono dovuto ricredere: anche misurando il livello d'acqua all'interno di un baker con un diametro di neanche 10 cm ed un altezza di 15 (che dovrebbe essere uno scenario worst case per le riflessioni, secondo me), il livello dell'acqua era misurato con una risoluzione nell'ordine di circa 1-2cm. Abbiamo provato anche specchi d'acqua di vasche più grandi, posizionando il sensore a varie altezze e sempre all'interno del suo range di misura, riscontrando incertezze pienamente accettabili.

Ora, non so se l'hai provato e non ti soddisfa per qualche motivo, ma in caso contrario ti posso garantire che anche visto il costo ne vale assolutamente la pena provarci. Inoltre è una soluzione "asciutta" e che non ti comporta i problemi di avere cose immerse.

In alternativa, ci sono tante altre soluzioni: boe, sensori resistivi ecc.. Tutto dipende dalla variazione che ti aspetti.

P.s: perdona l'ignoranza, ma com'è fatta una cisterna da 500 quintali? :roll_eyes:

Arco_500: Da quello che conosco direi che la soluzione degli ultrasuoni sia buona. Tu vuoi sapere la % dello spazio vuoto/pieno della cisterna o la % dei litri presenti? Penso che la cisterna sia cilindrica quindi i litri cambiamo in base all'altezza per la variazione dell'area.

Allora, la cisterna dovrebbe essere circa 500 quintali, ma è un valore mooooolto approssimato, calcolato in base al numero dei carichi d'acqua fatti con il trasportatore, non tenendo presente di quanta acqua ci fosse già all'interno.

Non avendo forma regolare, parte come un cilindro ma poi si allarga nel sottosuolo, diventando una vera e propria stanza sottoposta, e soprattutto non conoscendo le misure esatte della cisterna avere un valore puntuale è praticamente impossibile.

L'idea è quella di settare a cisterna colma il valore 100% ed ad altezza pompa di pescaggio il valore 0%. In questo modo, lavorando in % non rischierò mai di rimanere a corto d'acqua.

sciorty: Perchè la sconsigliano? Io ho partecipato ad un progetto che consisteva nel misurare un livello dell'acqua e la soluzione proposta da altri consisteva proprio nell'usare un sensore ad ultrasuoni. Ero molto scettico perchè in quel momento stavo svolgendo la mia tesi proprio sulla comunicazione ad ultrasuoni, ma sott'acqua. Il mio timore era che l'onda sonora venisse "assorbita" dall'acqua e, nella peggiore delle ipotesi, rimbalzata in modi diversi, creando sovrapposizioni e falsando i risultati.

Mi sono dovuto ricredere: anche misurando il livello d'acqua all'interno di un baker con un diametro di neanche 10 cm ed un altezza di 15 (che dovrebbe essere uno scenario worst case per le riflessioni, secondo me), il livello dell'acqua era misurato con una risoluzione nell'ordine di circa 1-2cm. Abbiamo provato anche specchi d'acqua di vasche più grandi, posizionando il sensore a varie altezze e sempre all'interno del suo range di misura, riscontrando incertezze pienamente accettabili.

Ora, non so se l'hai provato e non ti soddisfa per qualche motivo, ma in caso contrario ti posso garantire che anche visto il costo ne vale assolutamente la pena provarci. Inoltre è una soluzione "asciutta" e che non ti comporta i problemi di avere cose immerse.

In alternativa, ci sono tante altre soluzioni: boe, sensori resistivi ecc.. Tutto dipende dalla variazione che ti aspetti.

P.s: perdona l'ignoranza, ma com'è fatta una cisterna da 500 quintali? :roll_eyes:

Leggevo, ma a questo punto mi viene il dubbio sull'affidabilità della fonte, che potrei avere false campionature, dovute a perdite fisiologiche del sensore ( stiamo parlando comunque di un delta misurazione di circa 4 metri) e a rimbalzi nella vasca delle onde ad ultrasuoni.

La mia idea per ovviare questo problema era quella di mettere 3 sensori ad ultrasuoni di tipo HY-SRF05 e fare la media matematica dei 3 valori. In questo modo il margine di errore si dovrebbe di molto attenuare.

Se poi questo valore "medio" lo faccio campionare ogni minuto, e l'output e quindi la mia % mi viene restituita sulla media di 10 campionature in 10 minuti, dovrei essere esente da errore ( o almeno molto molto vicino alla realtà ).

Questa era la mia idea.

Poi si può anche migliorare ancora inserendo un sensore di temperatura.

Sappiamo che la velocità del suono è di 343,4 m/s a 20 °C , con un sensore di temperatura, applicando una proporzione potrei cambiare il dato T ed avere una misurazione più precisa, ma non so se effettivamente mi occorre.

4 Metri di livello dell’acqua ??

4 metri da dove è posizionato la pompa di pescaggio a dove posizionerò il sensore ad ultrasuoni ( chiusino ).

Mix1986: Leggevo, ma a questo punto mi viene il dubbio sull'affidabilità della fonte, che potrei avere false campionature, dovute a perdite fisiologiche del sensore ( stiamo parlando comunque di un delta misurazione di circa 4 metri) e a rimbalzi nella vasca delle onde ad ultrasuoni.

La mia idea per ovviare questo problema era quella di mettere 3 sensori ad ultrasuoni di tipo HY-SRF05 e fare la media matematica dei 3 valori. In questo modo il margine di errore si dovrebbe di molto attenuare.

Se poi questo valore "medio" lo faccio campionare ogni minuto, e l'output e quindi la mia % mi viene restituita sulla media di 10 campionature in 10 minuti, dovrei essere esente da errore ( o almeno molto molto vicino alla realtà ).

Questa era la mia idea.

Poi si può anche migliorare ancora inserendo un sensore di temperatura.

Sappiamo che la velocità del suono è di 343,4 m/s a 20 °C , con un sensore di temperatura, applicando una proporzione potrei cambiare il dato T ed avere una misurazione più precisa, ma non so se effettivamente mi occorre.

Secondo me fai più casino a metterne 3 che non a metterne uno. Ripeto, se hai delle possibilità di fare delle prove, mettine uno per iniziare.

Per la compensazione della temperatura, male non fa, ma dipende dalla variazione che ti aspetti. Se cambia di pochi gradi allora no, se ti cambia di 20 magari si. Anche se si tratterebbe comunque di un errore di circa il 2% sui tuoi 4 metri. Cito da https://www.pepperl-fuchs.com/italy/it/25518.htm:

Tuttavia, la velocità del suono dipende dalla temperatura, con una variazione approssimativa dello 0,17% per ogni grado Celsius. Queste variazioni influiscono sul tempo di transito e possono distorcere la distanza calcolata. La maggior parte dei sensori a ultrasuoni di Pepperl+Fuchs ha una gamma operativa compresa tra -25 °C e +70 °C. Senza compensazione della temperatura e a una distanza di misurazione di 100 cm, una variazione della temperatura di 20 °C produrrebbe un errore di misurazione di -8,5 cm a 70 °C e +7,65 cm a -25 °C.

Mix1986: 4 metri da dove è posizionato la pompa di pescaggio a dove posizionerò il sensore ad ultrasuoni ( chiusino ).

Per misurare distanze fino a 4 metri un SRF05 (mi raccomando, non SR04 che fanno schifo...) va bene, se a te basta una precisione non eccessiva.

Però visto che un SRF05 costa poco, non fai prima a prenderne uno e fare direttamente qualche prova "sul campo"?

Ossia in prima battuta tenendolo a mano all'altezza del chiusino e verificando con un'asta se la misura che leggi da Arduino corrisponde (più o meno) a quella che misuri con l'asta, per capire se in qualche modo la forma del serbatoio possa dare fastidio (spero che le pareti non abbiano sporgenze o rientri ma che siano lineari, anche se come hai detto tendono ad allargarsi verso il basso). Poi quando questo ti soddisfa, potresti metterlo a registrare i dati (o mostrarli su seriale se puoi tenere un portatile collegato) mentre viene caricato o scaricato il serbatoio, per verificare le letture per 100% e fondo vasca. E quindi hai tutte le info per calibrare le letture in percentuale.

Poi per il progetto definitivo ovviamente ti consiglio di fare in modo che solo le due capsule siano esposte all'aria umida interna, sigillando il resto. Ad es. in una scatolina dalla quale far sbucare sotto solo le capsule (con un poco di silicone sigilli attorno a queste) ed un paio di buchini nella parte superiore solo per dare aria al circuito.

Come spunto iniziale vedi QUESTO progettino...

Pensando a modi alternativi, immaginando possibilità infinite, per risolvere il problema "quanta acqua contiene?" mi sono venuti in mente: 1) mettere il tutto su una bilancia, conoscendone il peso a vuoto il resto é acqua 2) ottenerne il contenuto indirettamente misurando entrate e uscite, considerandolo un recipiente stagno 3) dinamometro sul fondo, che misuri la pressione dell'acqua (il problema é la connessione, ma hanno messo cavi sotto il mare :) 4) un sistema a galleggiante e pulsanti, ma ha una precisione modesta

Servirebbe di sapere se è potabile, e quanto spesso va misurata Poi si inventano soluzioni anche molto fantasiose...

docdoc: Per misurare distanze fino a 4 metri un SRF05 (mi raccomando, non SR04 che fanno schifo...) va bene, se a te basta una precisione non eccessiva.

Però visto che un SRF05 costa poco, non fai prima a prenderne uno e fare direttamente qualche prova "sul campo"?

Ossia in prima battuta tenendolo a mano all'altezza del chiusino e verificando con un'asta se la misura che leggi da Arduino corrisponde (più o meno) a quella che misuri con l'asta, per capire se in qualche modo la forma del serbatoio possa dare fastidio (spero che le pareti non abbiano sporgenze o rientri ma che siano lineari, anche se come hai detto tendono ad allargarsi verso il basso). Poi quando questo ti soddisfa, potresti metterlo a registrare i dati (o mostrarli su seriale se puoi tenere un portatile collegato) mentre viene caricato o scaricato il serbatoio, per verificare le letture per 100% e fondo vasca. E quindi hai tutte le info per calibrare le letture in percentuale.

Poi per il progetto definitivo ovviamente ti consiglio di fare in modo che solo le due capsule siano esposte all'aria umida interna, sigillando il resto. Ad es. in una scatolina dalla quale far sbucare sotto solo le capsule (con un poco di silicone sigilli attorno a queste) ed un paio di buchini nella parte superiore solo per dare aria al circuito.

Come spunto iniziale vedi QUESTO progettino...

Concordo su tutto, già ordinato il sensore è in arrivo domani mattina per i primi test a banco, successivamente si passa nella cisterna e se tutto mi soddisfa passiamo a cercare un case IP65/66 da cui far sbucare soltanto le due capsule come giustamente dici tu.

Silente: Pensando a modi alternativi, immaginando possibilità infinite, per risolvere il problema "quanta acqua contiene?" mi sono venuti in mente: 1) mettere il tutto su una bilancia, conoscendone il peso a vuoto il resto é acqua

Una cisterna da 500 quintali sotterranea? E che cacchio di bilancia dovrebbe usare? Soprattutto essendo interrata suppongo che rimuoverla dal terreno, creare un supporto per la bilancia (che si accessibile in futuro in caso di guasti) e riposizionarci sopra la cisterna probabilmente gli conviene pagare una persona per i prossimi 10 anni che stia sulla cisterna e quando la chiama al cellulare gli dice quant'acqua c'è

Ho detto "possibilità infinite", era un discorsonteorico più che realizzativo

Aggiornamento:

1) Ho effettuato i collegamenti del sensore al mio Arduino1 e caricato sketch e testato tutto con monitor seriale, e funziona alla grande.

2) Creato database MySQL per la raccolta dati 3) Creata pagina php che popola il DB tramite chiamata GET 4) Creata pagina di output che stampa i dati

Ora devo collegare il modulo ESP-WROOM-32 ESP-32 che ho acquistato, qui iniziano i problemi, non trovo documentazione a riguardo pertinente. Qualcuno ha qualche risorsa a cui io possa fare riferimento ?

Una veloce ricerca su Google ha ottenuto questo. Non so se potrà tornarti utile.

Ciao, P.

ciao a tutti. MI aggancio a questo thread per l'ennesimo progetto, ovvero misurare livello acqua nel serbatoio di un barca. Immaginando che il sensore ad ultrasuoni debba rimanere asciutto, la domanda è se sia possibile utilizzare il SRF05 dietro qualche shermo. Se si di quale materiale? Grazie