Electrónica y programación para Microcontroladores.

El verano está próximo y con los calores llegan los problemas con la presión en la red de agua y ya sea que tengamos una cisterna a nivel del suelo o elevada sobre el techo de la vivienda siempre es útil saber cuanta agua tiene el depósito.
El ejemplo propuesto mide la cantidad de agua disponible y envía un mensaje al móvil mediante una aplicación escrita para el sistema Android.

El sistema es muy sencillo de construir como se puede ver en el diagrama electrónico. Usando como base un procesador Arduino, un Bluetooth HC-06 y un circuito integrado CD4069. 

El gran problema que presentan los sistema en base a electrodos es la descomposición de los mismos por efectos de la electrolisis. 
El trabajo propuesto corrige esto energizando el electrodo que lleva el potencial a los electrodos sensores durante unos mili-segundos por lo tanto los electrodos están todo el tiempo sin potencial. 

El CD4069 oficia como interfaz para llevar la señal eléctrica al Arduino y también provee de energía a los cables sensores con una señal que se envía por el pin 19 de Arduino cada vez que se piden datos.
Para el sensor de medición se utilizó un trozo de caño de plástico rectangular, en el interior corre el común con la señal que sale del pin 19 y en unos orificios se se colocan los cables sensores de tal forma que queden próximos al cable común pero sin posibilidad de tocarse entre si y como está sumergido el contacto lo hace el agua.

En la imagen anterior se puede ver el proceso de armado del sensor que finalmente fue pintado para darle seguridad de que nada se desprenda en el tanque.
El largo del tubo con los sensores dependerá de la profundidad del tanque, en el ejemplo que se encuentra funcionando el tanque tiene capacidad para 1000 litros de agua y el tubo con los sensores tiene 1,20 mts, pero esto depende de la geometría del tanque.
Otro detalle interesante que se puede ver en el código es que el Arduino permanece en reposo en modo bajo consumo incluso con su CPU dormida.
Esto si bien tiene como resultado un consumo muy bajo para alimentar el sistema con baterías, genera un problema puesto que en ese nivel de inactividad y con la CPU dormida la única forma de activar el sistema es con una interrupción por Hardware, para esto se programa una interrupción por flanco de bajada en el pin 2 y se conecta este pin con el pin de recepción de tal forma que cuando llega un dato desde el Bluetooth este pin es puesto a nivel bajo el tiempo del bit de inicio de la trama serial. El sistema se despierta, toma la lectura del nivel, envía el dato y retorna al modo bajo consumo.
El siguiente es el código completo del ejemplo.

/***********************************************
 Escrito por: Daniel Schmidt
 Procesador: Arduino Nano
 Entorno de trabajo: Arduino Ide para Linux

**********************************************/
#include <avr/sleep.h>
#include <SoftwareSerial.h>
 
// Pines de los sensores de nivel
#define S1 3
#define S2 4
#define S3 5
#define S4 6
#define S5 7
#define led 13
#define comun_5 19
 
SoftwareSerial mySerial(11, 12); // RX al TX, TX al RX
 
void Medir();
 
void ISR_sleep(){   
       sleep_enable();
       attachInterrupt( 0, Despertar, LOW);
       set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
       sleep_cpu();   
}
void Despertar(){
  sleep_disable();
  detachInterrupt(0);
}
 
void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT);
  digitalWrite(led,LOW );
  // --- Indicadores de Nivel ------
  pinMode(comun_5, OUTPUT);
  digitalWrite(comun_5,LOW );
  
  //----- Sensores de Entrada --------
  pinMode(S1,INPUT_PULLUP);
  pinMode(S2,INPUT_PULLUP);
  pinMode(S3,INPUT_PULLUP);
  pinMode(S4,INPUT_PULLUP);
  pinMode(S5,INPUT_PULLUP);
  mySerial.begin(9600);
  
}
 
void loop() {
    ISR_sleep();
    Medir();
  }
 
void Medir(){
  digitalWrite(comun_5,LOW ); // Envía 5 voltios al cd4069
// ------------- Evalúa los niveles en los electrodos --------------------------------------
  if (digitalRead(S1) == LOW & digitalRead(S2) == LOW & digitalRead(S3) == LOW & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("TANQUE LLENO!!");
    digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Apaga 5 voltios en el cd4069
  }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == LOW & digitalRead(S3) == LOW & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("3/4 TANQUE CON AGUA");
    digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Apaga 5 voltios en el cd4069
  }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == HIGH & digitalRead(S3) == LOW & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("1/2 TANQUE CON AGUA");
    digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Apaga 5 voltios en el cd4069
  }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == HIGH & digitalRead(S3) == HIGH & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW){
    mySerial.print("1/4 TANQUE CON AGUA");
    digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Apaga 5 voltios en el cd4069
 }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == HIGH & digitalRead(S3) == HIGH & digitalRead(S4) == HIGH & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("TANQUE VACIO!!");
    digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Apaga 5 voltios en el cd4069
  }
   digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Apaga 5 voltios en el cd4069
}

 El ejemplo se encuentra en funcionamiento desde hace varios meses y no se observan alteraciones en el cobre de los sensores mas que el obvio cambio de color por estar sumergido.

La aplicación Cisterna.apk para instalar en Android se puede solicitar por correo electrónico a Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo..

El presente ejemplo ha sido extraído del nuevo libro que estamos publicando "Hágalo Usted Mismo" que estará disponible en Diciembre.