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Sensore livello liquidi - 2

Sensore livello liquidi

Viene giusto chiedersi perché il progettista ha complicato le cose utilizzando un segnale alternato, che va poi raddrizzato per poter ricavare un’indicazione stabile del livello; la domanda è lecita e la risposta la diamo prontamente: conoscendo le leggi dell’elettrolisi e della galvanostegia, sappiamo che un liquido per essere elettricamente conduttivo deve avere ioni (atomi di metalli o non metalli liberi) in soluzione, e sappiamo anche che applicando una differenza di potenziale a due elettrodi immersi in un liquido su quello a potenziale positivo si depositano gli ioni dei non metalli e su quello negativo arrivano quelli dei metalli.

In pratica si realizza un bagno galvanico con il risultato che l’elettrodo negativo si riveste di eventuali metalli in soluzione nel liquido: nel caso dell’acqua gli elettroliti (ioni) sono svariati (calcio, magnesio, potassio, rame, ferro, ecc.) a seconda della fonte dalla quale arriva. Dato che a noi serve controllare il livello di un liquido e non demineralizzarlo con un bagno galvanico involontario, abbiamo pensato di utilizzare una tensione alternata per gli elettrodi: in tal modo, dato che la polarità cambia continuamente, gli elettroliti non si depositano sugli elettrodi, dato che sono ora positivi, ora negativi.

Questo in teoria, dato che di fatto, essendo inevitabilmente diversi i semiperiodi del segnale rettangolare (nessun generatore è perfetto, quindi la semionda positiva è sempre di durata diversa rispetto a quella negativa) un elettrodo rimane più a lungo positivo e l’altro più a lungo negativo: perciò a lungo andare solitamente si forma un deposito solido su almeno un elettrodo di ciascuna coppia, deposito che può essere rimosso elettricamente semplicemente invertendo il collegamento degli elettrodi di ciascuna coppia.

Bene, ora che abbiamo fatto questo “ripassino” di chimica torniamo al circuito vero e proprio e vediamo cosa accade quando lo si mette in funzione: dando tensione al ponte raddrizzatore (ai punti IN AC si può applicare una tensione continua di 16÷20 volt o una alternata di 12÷15 Veff.) otteniamo una tensione continua ai capi dei condensatori C1 e C2, con la quale alimentiamo l’ingresso dell’integrato U1; quest’ultimo è un regolatore di tensione 7812 che ricava 12 volt stabilizzati e li fornisce tramite i suoi piedini U ed M al resto del circuito. Subito il generatore facente capo a U2a inizia ad “oscillare” producendo in uscita (piedino 7 dell’operazionale) un segnale di forma d’onda rettangolare dell’ampiezza complessiva di circa 11 volt; il funzionamento del generatore è semplice: inizialmente, ammettendo che C5 sia scarico, il piedino 6 dell’U2a è a potenziale minore del 5 (polarizzato con metà della tensione di alimentazione, dato che gli operazionali funzionano a tensione singola) e il 7 è a circa 11V; C5 si carica attraverso R4 con la tensione di uscita dell’operazionale, finché assume una tensione maggiore di quella applicata al piedino 5 (con l’uscita a livello alto questo piedino si trova a 2/3 della tensione di alimentazione, cioè a circa 8 volt).

A questo punto l’operazionale commuta lo stato della propria uscita assumendo circa zero volt al piedino 7; per effetto della R3 la tensione ai capi della R2 diviene ora circa 1/3 di quella di alimentazione (...poco più di 4 volt) mentre tramite R4 il C5 viene scaricato dall’uscita dello stesso operazionale.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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ritratto di Mechrekt

Non è possibile avere uno

Non è possibile avere uno schema? Da qua si vede solo una foto del progetto completato. grazie

 

 

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