Ciao,
da un pò di tempo parlavo della possibilità di misuare la profondità di un liquido (in questo caso acqua) nelmodo più semplice e efficace possibile.
Materiale necessario:
2 cavi in metallo scoperto, potete spelare i cavetti rigidi, nel mio caso ho usato due stanghette di acciaio armonico, così da non avere problemi di ruggine (ma è "duro" da tagliare, occhio che vi rovina i tronchesini da rame).
+1 cavo per la conduttività
+1 cavo per la autodiagnostica liquido
1 resistenza da circa 10K, in realtà dipende tutto da quanto volere "andare profondi" o dalla larghezza massima del sensore che vogliamo ottenere.
4 transistor NPN per la conduttività e l'autodiagnostica
1 supporto, resistente all'acqua e non conduttivo. Ho usato un pezzetto di polistirolo chemi avanzava
misuratore profodita
il principio è semplice, usiamo le due stanghette a V rovesciata, più sono immerse nel liquido e più bassa sarà la loro resistenza. Per leggere la resistenza usiamo un semplice partitore di tensione, con R1 da 10K e R2 le stanghette. (secondo schema da Voltage divider - Wikipedia)
ora, visto che ogni acqua ha una sua resistenza (acqua pura: 18Mohm al cm per farvi un idea) ma che anche la parte immersa partecipa al gioco, e che fare le stanghette perfettamente dritte è laborioso, precalcolare dei valori è un pò complesso. Mille volte più semplice fare una serie di letture di immersione; così ho preso due stanghe, un pò di scotch, carta e penna e via!
misure attuali, distanza stanghette (alla buona)
| cm immersi | distanza |
|---|---|
| 0 | 3.3 |
| 1 | 2.8 |
| 2 | 2.3 |
| 3 | 1.7 |
i valori rilavati sono:
| cm immersi | voltaggio letto |
|---|---|
| 0 | 4.0 |
| 1 | 2.8 |
| 2 | 2.3 |
| 3 | 2.0 |
(notare come non sia lineare, probabilmente a causa della curvatura delle stanghette che si vede ad occhio)
quindi ho usato la forma canonica della parabola y=ax^2+bx+c con 3 dei punti trovati (cm immersi = x, tensione = y) ed ho ottenuto
y=1.078*x^2-7.97*x+14.62
applicando la forrmula ottenura alle tensioni lette, ho ricavato di nuovo i cm iniziali:
| cm immersi REALI | voltaggio letto | cm immersi CALCOLATI | cm errore |
|---|---|---|---|
| 0 | 4.0 | 0.02 | 0.02 |
| 1 | 2.8 | 0.75 | 0.25 |
| 2 | 2.3 | 1.99 | 0.01 |
| 3 | 2.0 | 2.99 | 0.01 |
come si può notare c'è un errore massimo di 0.25cm (0.06% sul range totale di 4cm), che sarebbe possibile distribuire equamente tra i punti se avessi fatto una misura a 1.5cm, dando un errore massimo di 0.125cm, pari al ~0.04% del range totale.
Ovviamente per aumentare la precisione bsta allargare la distanza massima delle stanghe, quindi la precisione/ingombro sta a voi.
Che dire, per una cosa montata in serata con due pezzi di ferro e un pò di scotch il risultato è stimolante, prossimo step è quello di preparare una sonda di circa 15cm utili, cercando anche di compattare un pò la larghezza rimanendo nei 3cm
misuratore conduttività [da testare]
ah dimenticavo, come "bonus" si può mettere un 3° stanga parallela a una delle due già presenti:ed usare questa come R1; in tal modo usare dell'acqua più meno conduttiva (esempio quando si usano sostanze per alterarne il PH, o sostanze differenti) la formula trovata non dovrebbe cambiare. In oltre se R2 non cambia (magari dopo un tot di tempo), si può ricavare R1, e vistoi che a priori conosciamo la distanza tra le due stanghe parallele (ovvero R1), basta fare R1/distanza per ottenere la resistenza al cm del liquidi
autodiagnostica[da testare]
Infine aggiungendo una 4° stanga parallela all'alltra stanga, in modo da avere 2 riferimeti (il più possibile uguali), possiamo calcolare le R1 tra le due stanghette parallele, e verificare che il valore assoluto (senza segno, |x| per i matematici) della loro differenza (ovvero il delta) non vari olte un certo limite: se questo dovesse accadere vuol dire che le stanghe si sono ossidate o qualche altra cosa spiacevole.
il misuratore conduttività e l'autodiagnostica mi sono venuti in mente mentre scrivevo
a presto le foto
circuito.jpe (152 KB)
test1.jpe (166 KB)
index.jpe (219 KB)
).
