Сензор за нивото на течността (с помощта на ултразвук): 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Сензорът за нивото на течността открива нивото на течността от нивото на земята. Включва двигателя (изисква усилвател на двигателя) под дадена стойност и го изключва над дадена стойност след пълнене на течността

Характеристики на тази система:

• Работи с всякакви течности (вода, масло и др.).
• Обхват до 250 см разстояние от земята (също височина на резервоара).
• Прецизно измерване (до 2 см грешка) с HC-SR04, Ping и др.
• Изход за управление на двигателя.

• Налично калибриране (по време на изпълнение) за:

  • Ниво на земята: Може да се калибрира за всеки резервоар (с височина до 250 см), докато системата работи, с бутон.
  • Нива на включване и изключване на двигателя: Нивата на включване и изключване могат да бъдат зададени с предоставени предварително зададени настройки и бутон за смяна на режим.
• Индикация за изключени граници с '0 cm'.
• Работи на 5V DC.

Части, необходими за изграждане:

1. Arduino (или ATMega 328 с програмист).
2. HC-SR04 или всеки общ ултразвуков сензорен модул.
3. Предварителни настройки (20K или 10K) - 2 бр
4. Заглавие за мъже - 6 пина
5. Женска глава 16 Pin
6. Микро превключвател с натискане
7. Натиснете превключвателя за превключване
8. 10K 1/4 ватов резистор
9. 1N4007 диод
10. DC захранващ контакт
11. 220E резистор
12. Veroboard (или Breadboard, ако предпочитате)
13. Свързващи проводници
14. 16*2 LCD екран с прикрепени мъжки заглавки
15. Шофьор на мотор и мотор (ако искате)
16. Основни познания по електроника и Arduino

Стъпка 1: Електрическа схема

Стъпка 2: Работа

В нашата сензорна платка имаме ултразвукови части Tx и Rx. Сензорът отчита разстоянието от повърхностното ниво на течността. Tx е основно 40KHz високоговорител, който изпраща импулси от 40KHz ултразвуков звук. Времето за изпращане на импулса и времето за приемане на импулса се отбелязват за всеки импулс. Тези импулси се усещат в MCU.

MCU отбелязва времевата разлика между и след това използва скоростта на звука за изчисляване на разстоянието. MCU трябва да бъде предварително калибриран, за да запише разстоянието от нивото на земята, т.е. когато резервоарът/контейнерът е празен. Разликата се изчислява и така получаваме нивото на течността.

Нивото е показано на 16x2 LCD дисплей. На екрана се показват и други подробности.

Има две предварителни настройки за максимална и минимална стойност на генератора на сигнала на помпата. Те се генерират, когато нивото на течността достигне максималната граница, зададена от предварително зададената. Сигналът отново намалява, когато достигне под минималната граница, зададена от друга предварително зададена настройка.

Калибрирането на разстоянието до земята се извършва чрез превключвател, който изпраща сигнал към чипа atmega328 и той записва текущото разстояние и го задава като еталон.

Стъпка 3: Програма - Arduino

Програмата е направена в Arduino. Използвайте това, за да запишете до Atmega328 (или по ваш вкус).

Програмата е достъпна на git под GPL-3.0.

Компилиран шестнадесетичен файл вече е даден за лесно качване с помощта на arduino-builder.

Зависимости:

Newping библиотека.

Стъпка 4: Калибриране и данни

LCD екранът показва текущото ниво (разлика) от калибрираното ниво.

Двете предварително зададени настройки определят горното (максимално ниво), след което натоварването ще се изключи, и по -ниското (минималното ниво), след което натоварването ще се включи. Товарът, предвиден тук, е помпа, тъй като тази система е приложима в автоматизирана помпена система. Четири заглавки са за звуков (пинг) сензор. Използвах HC-SR04. Една двойка хедър за мотор (цифров щифт 9). Изисква външен драйвер на помпата. Той използва EEPROM за съхраняване на данни за калибриране.

Предвидени са две калибровки:

• LEVEL_CAL
• MOTOR_TRIGGER_CAL

Стъпка 5: Контрол на помпата

Платката има 2 специални щифта за сигнал на помпата

Човек подава 5V сигнал, когато помпата трябва да бъде включена (когато нивото на течността падне под предварително зададената долна граница) и дава сигнал 0V, когато помпата трябва да бъде изключена (нивото надхвърля горната граница).

Сигналът се изпраща на релейна платка за управление на AC помпа.