Pessoal, bom dia!

Estou tentando fazer um medidor de nível de água, mas precisa que ser contínuo. Nível de 3m.

Tenho um conhecimento bom em aplicação de sensores e instrumentação, mas com a montagem eletrônica em si meu conhecimento é básico.

Bom andei pesquisando bastante e a solução que mais me pareceu adequada foi a utilização de sensores capacitivos, como nesse vídeo:

https://www.youtube.com/watch?v=6zjUJM4_C7I

Porém para leitura da capacitância achei uma solução interessante que só utiliza um arduino e duas portas analógicas.

http://wordpress.codewrite.co.uk/pic/2014/01/25/capacitance-meter-m...

Eu nunca tinha trabalhado com Arduino, mas já comprei uma placa (Leonardo), um RTC e um Display e está tudo funcionado.

Montei o capacímetro e consigo medir capacitores de eletrônica razoavelmente bem.

O problema é o "capacitor" que construí para medir o nível. Eu usei um cano de PVC de 12mm com dois fios de cobre, um de cada lado. O sensor tem um total de 3m. Fiz o teste com um capacímetro que consegui e mergulhando o sensor na água o capacitância do mesmo varia mais ou menos de 1nF até 2nF.

Porém quando ligo esse meu sensor no arduino a leitura fica maluca. Não consigo obter um valor, fica oscilando.

Penso que pode ter algo relacionado ao comprimento do capacitor ser muito grande, algo como o arduino não consegue carregá-lo, mas como disse meu conhecimento em eletrônica é pequeno. Faz sentido isso ou é besteira? 

Alguém tem alguma idéia doque poderia ser?

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Respostas a este tópico

Bom dia Antonio,

a primeira coisa que você deve fazer para receber ajuda adequadamente, é colocar seu código para que todos possam analisar, no www.pastebin.com. e colar o link aqui, ou enviar um anexo com o codigo no formato TXT, já que copiar e colar aqui mesmo geralmente não funciona, porque existe perda de caracteres e identação na maioria das vezes.

Por outra parte trate de enviar documentação sobre o seu capacitor, fotos, desenhos, o que considerar oportuno para que os colegas possam ajudar devidamente, e simular se for o caso.

Creio que esta vai ser a forma de receber ajuda adequada e não perder tempo.

Abs,

Obrigado pela atenção Carlos. Mas talvez não fui bem claro.

O código é exatamente o do link que citei. Não mudei nada e está funcionando. Com capacitores de eletrônica funciona bem.

Minha dúvida de concentra mais no capacitor mesmo. Vou tentar fazer um esquema de como construí o sensor e colocar aqui.

Obrigado

O principio do capacitor é esse:

https://pt.wikipedia.org/wiki/Capacitor

De onde (ultima formula) vc tira que quanto maior a area da placa maior a capacitancie a quanto menor a distancia tb.

Por isso um fio não e' adequado, tem pouca area.

Contando com o fato de que vc não quer correntes e a agua tem sempre alguma condutividade a distancia pode ser maior, já que vc não tem vacuo e sim agua no meio (dieletrico).

Resumindo, acho que vc conseguiria melhores resultados aumentando a area ou diminuindo a distancia entre as placas.

Uma sugestão de montagem (nunca testei):

Cano de esgoto (fino) com outro cano um pouco mais fino dentro. Precisa entrar justo.

No espaço entre eles vc da um jeito de inserir 2 fitas de metal (cobre) que não se toquem, mas que vão do inicio ao fim do tubo. Ficam coladas na parte interna do cano grosso, pressionadas pelo cano menos grosso (grosso pode ser 1" por ex, nao precisa mais).

Esses canos tb precisam ser montados de tal forma que a agua nunca entre no vão entre um e outro, mas possa entrar e sair do cano central (furado nas duas extremidades).

Assim vc tem um capacitor de x farads no ar (vacuo e ar dá no mesmo nessa hora) e de valor y na agua.

A constante que mostra a diferença entre fazer um capacitor com ar (vacuo) ou água é a constante dielétrica.

Por tabelas:

https://pt.wikipedia.org/wiki/Constante_diel%C3%A9trica

https://pt.wikipedia.org/wiki/Solvente

Vc chega no valor 80.

Assim teoricamente vc teria um capacitor aproximadamente 80x "maior" se trocar ar por agua. Parece otimo, nada parecido com os seus 1n e 2n... Tem algo errado.

Considerando o PVC do cano e outros fatores que fosse 10x maior já estaria bom.

Obrigado Eduardo,

Me esclareceu algumas coisas, mas me ajude com umas dúvidas.

A sua sugestão seria fazer um sensor parecido com o meu. No meu caso peguei o pvc e colei um fio de cada lado, usei fio revestido (fio rígido) assim fica protegido da água e o cano de PVC de 20mm garante o espaçamento. Você está sugerindo trocar o fio por uma fita de cobre (ou dois canos seriam para proteger a fita da água) certo?

Mas veja se estou errado. A área de referência é a da seção transversal. Estou usando fio de 1.5. Logo tenho:

S = Pi . d² / 4 =~ 1,76mm²

Se eu substituir por uma fita de cobre, bem fina como você disse, suponhamos de 0,1mm de espessura. Para ter a mesma área

S = L x e = 1,76 = L x 0,1 -> L = 17,6mm 

Uma fita com quase 2cm ainda me daria a mesma área.

Ou estou falando besteira. Me corrija por favor se eu estiver errado.

Aproveitando, um segunda pergunta:

O meu sensor vai ficar distante da aquisição, em torno de 20m. Pensando que o cabo que vai trazer esse sinal também vai se comportar como um capacitor (apesar de ser uma capacitância fixa e parasita, que posso remover com um offset na calibração), é melhor eu usar um cabo bem fininho para passa esse sinal certo? Tipo um fio de telefone. Ou isso pode trazer outros problemas?

Obrigado pelas ajuda.

O que vale é a área da seção transversal.

Para a fita de 20mm seria 20mm+0.1mm+20mm+0.1=40.2mm

No fio, com 1.5mm2 de área o raio é de: 

pi R2=1.5mm2

R=0.7mm

Circunferencia=

2piR=4,34mm

Veja onde alguem errou... Pra mim deu bem diferente um fio de 1,5mm2 e uma fita de 20mm largura

Sim, os 2 canos seriam para proteger a fita de cobre. Se vc tiver uma "auto isolada" ou seja, encapada, tb pode ajudar.

A ideia seria ter a agua ou o ar entre as duas.

Se vc tiver por ex uma eletrocalha fina que facilite mecanicamente a construção tb seria bom, desde que não haja contato eletrico entre o cobre e a agua.

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