SENSORE di LIVELLO 
                                                                                             Manuel Sciamanna 
                                                                           Esame di Stato : 2015 / 2016 
                                                                                                         5 A IPAI 

 

Presentazione:

Il progetto che andrò a presentare riproduce un sistema che è in grado di controllare il livello di un liquido in un serbatoio.

La struttura è formata da due recipienti posti a differente altezza che simulano due serbatoi: nel raccoglitore più in basso è immersa una pompa collegata all’altro contenitore, mentre nel recipiente sopraelevato abbiamo inserito un sensore di livello.

I due dispositivi (interruttore Reed e pompa ad immersione) sono collegati ad un circuito programmabile denominato Arduino.

 

In figura è riportato il sistema programmabile ARDUINO :

 

 

Il software ha il compito di leggere lo stato in cui si trova l’interruttore e in base ad esso, attiva o disattiva la pompa che immette liquido dal serbatoio più in basso a quello più in alto.

Se il livello dell’acqua nel secondo serbatoio è al di sotto dell’interruttore che funziona da galleggiante, la pompa è attiva, quindi abbiamo un movimento di liquido dal recipiente inferiore verso quello superiore.

Invece, quando nel serbatoio più in alto il livello dell’acqua ha raggiunto il galleggiante, l’interruttore si chiude e il software legge questo stato andando poi a disattivare la pompa.

Noi possiamo rappresentare il funzionamento attraverso due LED, uno di colore verde e l’altro di colore rosso che hanno il compito, in base alla loro colorazione, di indicarci quale sia il livello del liquido nel serbatoio sopraelevato.

Se si accende il Led rosso, questo significa che l’acqua è sotto il livello e la pompa è attivata e se si accende il Led verde il liquido è sopra il livello e la pompa è disattivata.

Nel serbatoio sopraelevato è presente un rubinetto manuale la cui apertura comporta il travasamento del liquido dal recipiente rialzato verso quello inferiore.

A questo punto, quando l’acqua scende sotto il livello, il software riattiva la pompa e ricomincia il sistema che è a ciclo continuo.

Regolando in modo opportuno l’apertura del rubinetto, si raggiunge un equilibrio, cioè la quantità di liquido che esce è uguale a quella che entra.

 

In fig. 1 è riportato lo SCHEMA del sistema con relativo SOFTWARE di gestione.

 

                                                                                           SCHEMA:

 

 

Filmato

 

 

 

                                                                               PROGRAMMA:

int galleggiante=3;

int ledrosso=4;

int ledverde=5;

int lettura;

void setup()

{

  pinMode (galleggiante, INPUT);

  pinMode (ledrosso, OUTPUT);

  pinMode (ledverde, OUTPUT);

  digitalWrite (galleggiante, HIGH);

}

 void loop()

{

    lettura=digitalRead (galleggiante);

    if (lettura == HIGH )

    {

      digitalWrite(ledrosso, HIGH);

      digitalWrite(ledverde, LOW);

      }

      else

      {

       digitalWrite(ledrosso, LOW);

      digitalWrite(ledverde, HIGH);

      }

 

  APPROFONDIMENTO:

 

                                                                          INTERRUTTORE REED:

 

 

 

I dispositivi Reed sono dei componenti elettronici o elettromeccanici che lavorano usando la tecnologia dei contatti Reed, realizzata per la prima volta dalla Bell.

 Il contatto Reed è un interruttore a lamina (normalmente aperto) che si chiude in presenza di un campo magnetico.

 Esso è costituito da due lamine, realizzate con materiale ferromagnetico, parzialmente sovrapposte e separate tra loro di qualche decimo di millimetro.

Sulle lamine contrapposte sono riportati dei contatti generalmente in oro diffuso.

 In presenza di un campo magnetico le lamine diventano sede di flusso magnetico e sulle estremità si formeranno poli di segno opposto che tenderanno ad attrarsi.

Se il campo magnetico è sufficientemente forte, la forza d'attrazione vince la resistenza a flessione, e queste attraendosi chiuderanno il contatto.

 

Caratteristiche:

I contatti Reed presentano significativi vantaggi:

• i contatti sono protetti in un ambiente stagno con atmosfera inerte; questo permette di avere un'affidabilità molto elevata ;

• la forza d'attrazione, una volta che le lamine si sono toccate, è molto alta e questo riduce la generazione di rimbalzi; ciò aiuta la buona conservazione dei contatti e riduce la produzione di falsi segnali.

• resistenza dei contatti bassa (0,1-0,2 ohm);

• capacità elettrostatica dei contatti aperti bassa (minore di 1 pF);

• tensione di scarica tra i contatti elevata (fino a 1 kV);

• velocità di commutazione da 0,1 a qualche millisecondo.

 

                                                                           POMPA ACQUARIO

 

 

 

Una pompa è una macchina operatrice idraulica che sfrutta organi meccanici in movimento (rotatorio o rettilineo alternativo) per sollevare o comunque per spostare o raccogliere materiale fluido.

Si intende per pompa il dispositivo usato per spostare liquidi.

Le  pompe  sono caratterizzate da:

• portata Q: ovvero il volume di fluido spostata nell'unità di tempo, espresso normalmente in m3/s;

• velocità di pompaggio: ovvero volume di sostanza spostata in funzione del tempo);

• prevalenza H: ovvero il dislivello massimo di sollevamento, espressa normalmente in metri.

Alcune caratteristiche fisiche e fluidodinamiche sono influenti sulla scelta delle pompe, come viscosità, densità e temperatura.

 Le pompe si differenziano oltre che in funzione della prevalenza, della portata e delle caratteristiche del liquido da pompare, anche in base alla forza motrice applicata (es. pompe elettriche, pompe a motore a scoppio).