Firtec - Midiendo el nivel de Agua.

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 SN7404N.
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 SN7404N oficia como interfaz para llevar la señal eléctrica al Arduino, una señal que se envía por el pin 19 de Arduino cada vez que se piden datos se encarga de enviar potencial en un conductor común que energiza el sensor.
El funcionamiento es muy simple, se envía un potencial de +12 voltios por un conductor común y según en que pin del sensor se recoja señal será la cantidad de agua disponible en la cisterna.
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.
Lo ideal sería ensamblar el sensor usando varas de acero inoxidable de 3 mm que tienen un costo razonable, en la siguiente imagen se puede ver el sensor ensamblado con acero inoxidable.

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, 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. También se podría usar solo la interrupción del puerto UART sin embargo de la forma propuesta se asegura la correcta recepción de los datos.
El siguiente es el código completo del ejemplo.

/*************************************************************
 Monitor de nivel de cisterna de agua por medio de Bluetooth
 La sonda detectora trabaja con 12 voltios por lo que se usa
 un SN7404N como interfaz acoplada a un divisor resistivo para
 adecuar los niveles lógicos que se presentan al Arduino.
 
 Autor: Daniel Schmidt
 
**************************************************************/
#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  // Pin que corresponde al ADC5
volatile unsigned char bandera =0;
unsigned char control =0;
 
SoftwareSerial mySerial(11, 12); // RX al TX, TX al RX
 
void Medir();
 
void ISR_Despertar(){
  bandera =1;
}
 
void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT);
  digitalWrite(led,LOW );
  // --- Indicadores de Nivel ------
  pinMode(comun_5, OUTPUT); // Pin que activa los 12 Voltios
  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);
  
  Serial.begin(9600);
  mySerial.begin(9600);
  delay(2000); // Esperar electrónica OK
}
 
void loop() {
     sleep_enable();
     attachInterrupt( 0, ISR_Despertar, LOW); 
     set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
     sleep_cpu();
 
// Cuando se despierta ejecuta la siguiente linea !!!     
     delay(2000);    
     Medir();
  }
 
/************************************************************************************************
 * Esta es la función lee los sensores y envía la información al Bluetooth
 * 1- Conecta energía para los sensores.
 * 2- Lee el nivel de agua y envía una trama por Bluetooth.
 * 3- Si el sensor no lee ningún nivel envía cartel -TANQUE VACIO-
 ************************************************************************************************/
 
void Medir(){
  
  sleep_disable();
  if(bandera == 1){
  digitalWrite(comun_5,HIGH ); // Envía 12 voltios al al sensor
  delay(2000); // Esperar para estabilizar el sensor con los 12V.
  
// -------------------------------- 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!!");
    control++;
  }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == LOW & digitalRead(S3) == LOW & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("3/4 TANQUE CON AGUA");
    control++;
  }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == HIGH & digitalRead(S3) == LOW & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("1/2 TANQUE CON AGUA");
    control++;
  }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == HIGH & digitalRead(S3) == HIGH & digitalRead(S4) == LOW & digitalRead(S5) == LOW){
    mySerial.print("1/4 TANQUE CON AGUA");
    control++;
 }
  if (digitalRead(S1) == HIGH & digitalRead(S2) == HIGH & digitalRead(S3) == HIGH & digitalRead(S4) == HIGH & digitalRead(S5) == LOW) {
    mySerial.print("TANQUE VACIO!!");
    control++;
  }
 
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
 
  if(control == 0){ // Control tiene que se > a 0 si no lo es el sensor tiene un error!!!
     mySerial.print("-SONDA ERROR-");
     control =0;
   }
  
   digitalWrite(comun_5,LOW ); // Asegura que los 12 voltios de los sensores estén apagados
   bandera = 0;                 // Borra la bandera de interrupción
   control =0;
   }
 } // Cuando termina en esta linea regresa al bucle principal y se prepara para pasar a sleep nuevamente

El ejemplo se encuentra en funcionamiento desde hace varios meses y sin presentar problemas.

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 de nuestro libro "Hágalo Usted Mismo" .

Electrónica y programación para Microcontroladores.

Libros técnicos para electrónica programable.

Midiendo el nivel de Agua.