Чем посчитать пузырьки в счетчике?

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Здравствуй, форум.

Имеется: счетчик пузырьков - циллиндрическая стекляная колба с нетоксичной жидкостью. Задача - считать пузырьки газа.

Какие датчики способны на такое?

Спасибо.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

*стеклянная)

И да, жидкость можно подкрасить или просто добавить что нибудь.

DIYMan
DIYMan аватар
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2015

Светодиод и фоторезистор, как вариант. Жидкость покрасить по-максимуму в тёмный цвет, пузырьки воздуха будут давать светлые участки. Необходимое условие для гарантированно стабильной работы - диаметр пузырька близок к диаметру столба жидкости.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

В том-то и дело, что внутренний диаметр колбы около 15мм, а пузырьки около 3мм... Так что черная жидкость тут не прокатит.

Вот фото. Грязненький сейчас. 

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

co2 в аквариум ?

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Да.

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

можно для начала посветить на место появления пузырька лазером (указкой) и посмотреть насколько преломляется луч в момент появления пузырька.

Если преломления будет достаточно для того чтобы увести луч от детектора (фоторизистор, фотодиод ..) или хотя бы изменится интенсивность луча на детекторе, можно дальше думать.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

А если мутную жижу лазером просвечивать? При прохождении пузырём луча толщина жидкости будет падать и, следовательно, световой поток увеличиваться. Хватит чувствительности и быстродействия фоторезистора? 

 

DIYMan
DIYMan аватар
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2015

unisonic пишет:

А если мутную жижу лазером просвечивать? При прохождении пузырём луча толщина жидкости будет падать и, следовательно, световой поток увеличиваться. Хватит чувствительности и быстродействия фоторезистора? 

 

Кмк, тут помогут только натурные испытания, собственно,  моя идея и была в анализе светового потока ;) Надо прикидывать, как ведёт себя система при разных типах излучателей, а также думать над видом приёмника - банальный ли это фоторезистор или чего-нить продвинутое цифровое, типа MAX44009. Короче, эксперимент наше всё ;)

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

чувствительности и быстродействия хватит, тут вопрос эксперемента

одинаковые ли пузыри, траектория их поднятия и т.д.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

https://youtu.be/uuJ6vL1B3wM

Эсперимент поставлен)

 

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

какие заключения ?

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Проблем вообще никаких. Пузырь просто преломляет свет и рассеивает его в стороны.

Теперь я могу регулировать подачу СО2 из реактора и даже задавать её, приклеив шестерню на игольчатый клапан и шаговым двигателем поддерживать подачу на заданном уровне или менять её.

Дело в том, что реакторы по схеме аппарата Киппа склонны к повышению давления при малом количестве оставшихся реагентов.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

А еще вопрос... Вот считаю я количество пузырьков. Шаговым мотором регулирую подачу. И тут... РАЗ! И ардуинка зависает с сигналом на мотор на открытие. Клапан полностью открывается, и в течение часа количество рыб в акве равно нулю, при этом мотор встает на упор (что с ним будет?). Либо при отсутствии механического упора мотор полностью выкручивает регулятор и тогда просто всё в атмосферу.

В качестве защиты от такого хулиганства мне приходит в голову следующее: ардуина каждый цикл даёт на какой нибудь пин 5В и через какую-то задержку (какую?) снимает. На этом пине висит конденсатор, далее реле и ЭМ клапан, который всё перекрывает. Ардуина по таймеру открывает этот самый клапан, по таймеру и закрывает. А в случае зависания-тоже перекрытие клапана.

Это правильно?

Какова вообще вероятность таких зависаний?

По какой еще причине шаговый мотор может неадекватно срабатывать?

 Простите за глупые вопросы. Только знакомлюсь с этим чудом технки и не знаю что от неё ждать в плане надежности.

DIYMan
DIYMan аватар
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2015

Читать про аппаратный watchdog - это раз. Два - можно сделать и внешний ватчдог на счётчике и реле: если счётчик периодически не сбрасывается импульсом на пине - реле пересбрасывает питание. 

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Почитал. И всё же... Насколько это надежно? Прям-прям всегда в ресет уходит?

DIYMan
DIYMan аватар
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2015

unisonic пишет:

Почитал. И всё же... Насколько это надежно? Прям-прям всегда в ресет уходит?

Внешний ватчдог - всегда, тупая железка не может не работать. Но учтите - ничего вечного и идеального в природе не существует ;) Это я так - для поддержания вашей паранойи :) :) :)

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Я про внутренний.

DIYMan
DIYMan аватар
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2015

unisonic пишет:

Я про внутренний.

Внутренний тоже надёжен, но: есть загрузчики, в которых имеется проблема при работе с внутренним ватчдогом. Знакомьтесь: https://uscr.ru/arduino-watchdog-bootloop-i-proshivka-zagruzchika-optiboot/

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Про это читал.

Хвала заботливым кЕтайцам.

 

Пока пусть поработает внутренний. Потом поставлю MAX813.

P.S. В дублировании систем защиты сложно достигнуть паранойи. Ведь мудрость гласит-лучше перебдеть. Я вообще изначально хотел ещё поставить датчик рН, но, почитав про геммор с электродами, от данной идеи отказался.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

А можно я не буду создавать новую тему и спрошу тут...

У меня есть сервомашинка. Если задать ей от servo.write(20) и до servo.write(180) (больше не пробовал), то она повернет выходной вал на заданный угол. а если задать значения от 0 до 20-она начнет крутиться без остановки.

Это вообще как понимать? Брак ПОС? Судя по интернетам они (обычные сервы, а у меня, наверное, обычная) вообще не должны вращаться на 360 градусов...

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

большинство серв не крутится на 360. 

но есть, которые и крутятся именно на 360 ( например всякие лебедки делать для якорей и т.д.)

раньше в основном сервы для качалок применялись ( авиамодели ит.д.). А теперь уже много где.

Поэтому сервы приходилось переделывать на вращение на 360 и т.д.

Но учитывая повышение спроса именно на сервы с 360, продавцы стали больше держать на складах именно такие. 

Наверно вы тоже такую купили случайно. Считайте что повезло, какправило они еще и с хорошим редуктором.  Для полного диагноза надо модель знать.)))

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0077(78,_79)_keyestudio_ARDUINO_Super_Learning_Kit

Урок 21. Написана модель RB-412. Гуглотык ничего похожего не дал.

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

unisonic пишет:

http://wiki.keyestudio.com/index.php/Ks0077(78,_79)_keyestudio_ARDUINO_Super_Learning_Kit

Урок 21. Написана модель RB-412. Гуглотык ничего похожего не дал.

неправильно запрос. наберите " RB 412 servo "

там увидите кучу выпадет, в т.ч и картинки с примерами применения. Эта вроде дорогая такая мощнецкая серва для лебедок и т.д. Судомоделирование.

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

А по картинке так обычная девятиграммовая SG90.

Вы бы на реальной серве модель посмотрели что ли...

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

OrDer пишет:

неправильно запрос. наберите " RB 412 servo "

там увидите кучу выпадет, в т.ч и картинки с примерами применения. Эта вроде дорогая такая мощнецкая серва для лебедок и т.д. Судомоделирование.

Результаты поиска идентичны в обоих вариантах. Вот только картинка не та)

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

sadman41 пишет:

А по картинке так обычная девятиграммовая SG90.

Вы бы на реальной серве модель посмотрели что ли...

Посмотрел бы, но она дома а я на работе)

Да, по картинке это она.
И какой же вердикт? Что с ней не так? Брак? 
sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Не спешите огорчаться, потерпите до дома. 

У меня эта детская SG90 нормально крутит либой. Если чистый пульс давать... надо попробовать, что ли.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Я не огорчаюсь) Для моей текущей задачи мне нужно перемещение не более 30 градусов.

Я просто не понимаю что не так. Про SG90 написано, что угол поворота в 180 обусловлен дорожками ПОС и МЕХАНИЧЕСКИМИ УПОРАМИ ВАЛА.

Получается это модель без упоров, но дорожка потенциометра провернута на 20 градусов. И когда я даю команду перемещения в 0 дорожка заканчивается на 20 градусах, контактный элемент выходит за пределы и прокручивается, пока не найдет другой конец дорожки. Снова пытается переместиться в 0 и так по кругу... Получается что у него не синхронизированы механический и электрический нули. Мне ясно как исправить это физически. Разобрать машинку и провернуть ПОС до совмещения механического нуля с электрическим. А программно это решается? Могу я сместить диапазон так, чтобы вал поворачивался от 20 градусов до 200?  

И еще... Хотелось бы считывать текущий угол с ПОС. Можно ли припаяться к его выводам и с помощью АЦП снимать значение угла?

BOB51
Offline
Зарегистрирован: 26.04.2017

Существеют специальные резисторы с вращением вала без ограничителей.

Автоматику "от зависания" можно реализовать на внешнем генераторе с некоторым постделителем (внешнее устройство), сигнал с которого подается на вход прерывания по уровню (асинхронного).

При отсутствии периодического сброса от контроллера произойдет аппаратное прерывание.

Это один из защитных механизмов рекомендованный ранее для промконтроллеров микрочипа. Сейчас добавили дополнительный генератор в кристалл (контроль срыва генерации главного тактового генератора). Минус - расход двух дополнительных выводов МК и внешнее аппаратное добавление.

 

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

BOB51 пишет:

Существеют специальные резисторы с вращением вала без ограничителей.

Это понятно, вопрос-то в другом... Зачем, если ПОС уже есть? Можно ли его использовать? 

BOB51 пишет:

Автоматику "от зависания" можно реализовать на внешнем генераторе...

Уже заказал с али супервайзер с вачдогом МАХ813.

И кстати на серве никакой маркировки нет) 9g и всё

 

ELITE
ELITE аватар
Offline
Зарегистрирован: 11.01.2018

а может вам считать не оптически а аккустически? - сколько раз булькнуло....

или вообще механически? - делаете поплавок с полостью и магнитиком - когда пузырек всклывает - он поднимает поплавок - магнит дает сигнал геркону (магнитодатчику) - всплыв - воздух выходит и поплавок тонет... процесс повторяется....

//кстати так можно сделать дозирование не по пузырькам, а по объему - сделать внизу оплавка емкость заданного объема и грузами выставить нужную плавущесть - как набралось заданное кол-во - поплавок всплывает - срабатывает датчик и отключает подачу...

вам даже ардуино не надо лепить - простейший таймер с кнопкой запуска - по датчику останавливать

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

я бы для этой задачи вообще не заморачивался с какойлибо механикой или вообще гидропоникой всей этой.

Такие вещи лучше всегда тупо оптически, а точнее - программно, путем анализа видео. Задача вполне тривиальная - есть картинка крупным планом, с высоким разрешением, жидкость не движется, пузырьки движутся. Задний план (баблл- каунтера) можно какойнить бумажкой для контрастности заклеить, а на саму колбу - свет направить под углом, чтобы пузырьки прям светились. И таким образом прямо получаем удобный какбы экран, который можно снимать крупным планом, а простенькое приложение будет посчитывать пузырьки. 

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

написать написал, но теперь подумал, а как это практически организовать и на чом именно?

Ардуина тут наверно лишнее. Проще взять б\у смартфончик, закрепить его прямо камерой на колбу и запустить какоенибудь из приложений, которых вроде все больше появляется для подобных задач. Вот на ютубе уже народ заморачиватся. 

Интерсно, как эти проги будут на движение пузырька реагировать?))):

https://www.youtube.com/watch?v=LgbuAz9imdY

https://www.youtube.com/watch?v=GtBtaYQaEU0

и т.д.

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

А управлять исполнительным устройством, кто будет ?

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

xDriver пишет:

А управлять исполнительным устройством, кто будет ?

написано: задача - считать пузырьки газа. Ни про какие управления чем либо ни слова нет.

Но. Допустим, что такая задача есть. При каком условии она может выполняться и как? Ну наверно считаь или общее число или в ед.времени и т.п.  И допустим или мотором или клапаном управлять. Ок.

Тогда можно дописать для смартфона задачу например при данном условии делать бип или включать светодиодный фонарик или отправлять чото по блютусу или по gsm каналам или как угодно еще.. И уж тут задача ардуины просто словить команду и чото там включить\выключить.

Виброзвонок можно тоже задействовать))) а ардуина пусть вибродатчиком ловит сигнал)))

Алексей Н
Offline
Зарегистрирован: 02.01.2016

Гугл по запросу "Arduino bubble counter" выдает несколько поделок и даже готовую фиговину для ардуино под названием "Speed Counter Optocoupler".  В основе везде лежат ИК-светодиоды.

 

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

Тот баббл, что на прилагаемой фотке -(по одному пузырьку из одной дырочки ) наверно более чем достаточно и на диоде. Я когда писал про видео и смартфон - както всю ветку не прочел и фото заметил позже. И пузырьки мне представлялись такие обильные, такой кучей как в шампанском или от аквалангиста))) или в пузырьковой камере с треками))) 

Sparker
Offline
Зарегистрирован: 03.01.2018

А может проще не считать пузырьки,а как-то их дозировать?

xDriver
xDriver аватар
Offline
Зарегистрирован: 14.08.2015

Sparker пишет:

А может проще не считать пузырьки,а как-то их дозировать?

повнимательней читайте топик

unisonic пишет:

Дело в том, что реакторы по схеме аппарата Киппа склонны к повышению давления при малом количестве оставшихся реагентов.

 

 

OrDer пишет:

Тот баббл, что на прилагаемой фотке -(по одному пузырьку из одной дырочки ) наверно более чем достаточно и на диоде. Я когда писал про видео и смартфон - както всю ветку не прочел и фото заметил позже. 

во во и про обратную связь с исполнительным устройством пропустили...

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Воу воу воу... Ребят, вы чего...

Какие смартфоны, какие поплавки, какие акустические датчики бульканий, какие магнитики...?

Алексей Н, спасибо за совет погуглить на инглише) Посмотрел. Да, там сделали через оптопару на ИК-светодиоде. У меня были сомнения, что пузырик будет воздействовать на ИК диапазон. И простой светодиод не даёт сфокусированный луч, он рассеивается в воде и пузырьки не меняют яркость на приёмнике. Но такой способ мне всё равно не подходит. Наружный диаметр счетчика 22мм, так что ИК светодиод тоже даст рассеянное излучение без линзы.
 
Была применена лазерная указка (ПДУ котом) из фикспрайса и фоторезистор. Когерентное излучение не рассеивается в воде и отлично преломляется пузырьком. Линза была с двух сторон заматована маркером для уменьшения светового потока, иначе датчик работал на краю зоны своей чувствительности. Лазер к 3.3V подключен по той же причине.
Корпус напечатан на 3д принтере (надо повыше сделать и отверстие поменьше, чтобы внешний свет не попадал). Счетчик в любой момент удобно извлекается со своего места.
Справа виден игольчатый клапан с наклееной шестерней. Завтра там появится серва, которая будет регулировать подачу для её удержания в заданном диапазоне.
 
 
Sparker
Offline
Зарегистрирован: 03.01.2018

Ну "склонны к повышению давления...." Так все мы склонны к повышению давления... .Хорошо, посчитаем пузырьки..., а они что, все калиброванные? Один в один? И сколько газа в одном пузырьке?На сколько я знаю, существуют дозаторы газов, причем очень точные.

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Sparker пишет:

Ну "склонны к повышению давления...." Так все мы склонны к повышению давления... .Хорошо, посчитаем пузырьки..., а они что, все калиброванные? Один в один? И сколько газа в одном пузырьке?На сколько я знаю, существуют дозаторы газов, причем очень точные.

Да. Пузыри идентичны друг другу и размер их зависит от поверхностного натяжения жидкости.

Потом я добавлю подсчет общего объема газа с одной заправки и на её основе - индикацию оставшегося заряда в %

 

Теперь про дозаторы. Он у меня точный. Но при повынении давления увеличивается подача.

Sparker
Offline
Зарегистрирован: 03.01.2018

А если стоит принципиальный вопрос в подсчете газонаполненных сфер в жидкой среде, то  ультразвук вам в помощь

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Листните топик чуть назад)

 

Sparker
Offline
Зарегистрирован: 03.01.2018

unisonic пишет:

Теперь про дозаторы. Он у меня точный. Но при повынении давления увеличивается подача.

 Так что же это за дозатор, который зависит от давления?! Не проще отмерить необходимую порцию газа и подавать уже точно известный объем?

unisonic
Offline
Зарегистрирован: 09.01.2018

Ясно. Понятно.

Вы можете предложить конструкцию? Ну так, чтоб проще было.

Только не забудьте учесть очень высокую текучесть СО2 и давление в реакторе от 2.5 до 4 атм.

Давайте для удобства любые поршни и перистальтические насосы отметём сразу.

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

можно и опять тупо к механике вернуться. 3д принтеры, как справедливо замечено, позволяют любую финтифлюшку быстро напечатать.

собсно, если отойти от имеющейся конструкции бульбулятора, а просто над пузырьком поставить или микрокрыльчатку или такой лепесток, пъезо датчик ловящий, когда пузырь снизу в него долбит и, следовательно, воздействует на всплытие.

Или сенсор газа. Это какой там газ ? СО2? такие датчики есть какраз на арудину, будут ли в воде работать? Даже интересно.

Sparker
Offline
Зарегистрирован: 03.01.2018

 Так а зачем вам конструкция? Есть готовые девайсы. На пример такой  https://ru.aliexpress.com/item/20ml-micro-medical-injection-syringe-pump-gas-liquid-dispenser-pump-for-lab-analysis-research/32807766394.html  Или мед приборы INDAP , именно для СО2. И существует медицинский газ СО2 , и минибаллоны с редукторами.... .Мож я чего не понимаю?

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

OrDer пишет:

Или сенсор газа. Это какой там газ ? СО2? такие датчики есть какраз на арудину, будут ли в воде работать?

В воде модули для ардуины редко работают. MH-Zxx, к примеру, объем воздуха просвечивает, так что наврядли ему понравится в воде плавать.

OrDer
Offline
Зарегистрирован: 15.10.2017

подобрать какойнить. их куча. пишут, конечно, ужасы про них:

https://geektimes.ru/post/258874/

http://www.winsen-sensor.com/products/solid-electrolyte-co2-sensor/mg812...

на ценники вообще лучше не смотреть.

теоретически, пузырь, который выскакивает из трубочки, он вверх всплывает. И диаметр пирмерно +\- тоже понятен.

Следовательно, если 2 иголочки или полосочки ( электроды) над местом всплытия расположить ( на расстоянии чуть менее диваметра пузырька, а аткже неглубоко от поверхности жидкости), то, следоваетльно, пузырь, будет ими "проткнут" и пролетая, изменит сопростивление. Ну а дальше дело техники.