Senzor hladiny kvapaliny (pomocou ultrazvuku): 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Senzor hladiny kvapaliny detekuje hladinu kvapaliny z úrovne zeme. Zapne motor (vyžaduje zosilňovač ovládača motora) pod danú hodnotu a vypne ho nad danú hodnotu po naplnení kvapaliny

Vlastnosti tohto systému:

• Funguje s akoukoľvek kvapalinou (voda, olej atď.)
• Dosah až 250 cm od zeme (tiež výška nádrže).
• Presné meranie (chyba až 2 cm) s HC-SR04, Ping atď.
• Výstup riadenia motora.

• Kalibrácia (za behu) je k dispozícii pre:

  • Prízemie: Kalibrovateľné pre akúkoľvek nádrž (vysokú až 250 cm), keď je systém v prevádzke, pomocou tlačidla.
  • Úrovne ZAPNUTIA a VYPNUTIA motora: Úrovne ZAPNUTIA a VYPNUTIA je možné nastaviť pomocou dodaných predvolieb a tlačidla na zmenu režimu.
• Indikácia zakázaných limitov s „0 cm“.
• Funguje na 5V DC.

Časti potrebné na stavbu:

1. Arduino (alebo ATMega 328 s programátorom).
2. HC-SR04 alebo akýkoľvek bežný modul ultrazvukového senzora.
3. Predvoľby (20 000 alebo 10 000) - 2 ks
4. Mužská hlavička - 6 pinov
5. Zásuvka ženy 16 kolíkov
6. Mikrospínač Push Click
7. Prepnite mikrospínač
8. 10K 1/4 wattový odpor
9. 1N4007 dióda
10. DC zásuvka
11. Rezistor 220E
12. Veroboard (alebo Breadboard, ak chcete)
13. Pripojovacie drôty
14. 16*2 LCD obrazovka s pripojenými kolíkovými konektormi
15. Motorový ovládač a motor (ak chcete)
16. Základné znalosti z oblasti elektroniky a Arduina

Krok 1: Schéma zapojenia

Krok 2: Práca

V našej doske so snímačmi máme ultrazvukové diely Tx a Rx. Senzor sníma vzdialenosť od hladiny kvapaliny. Tx je v podstate 40KHz reproduktor, ktorý vysiela impulzy 40KHz ultrazvukového zvuku. Čas odoslania impulzu a čas príjmu impulzu je zaznamenaný pre každý impulz. Tieto impulzy sú snímané v MCU.

MCU zaznamenáva časový rozdiel medzi a potom na výpočet vzdialenosti použil rýchlosť zvuku. MCU sa má predkalibrovať, aby sa zaznamenala vzdialenosť od zeme, tj. Keď je nádrž/kontajner prázdny. Rozdiel sa vypočíta a tým dostaneme hladinu kvapaliny.

Úroveň je zobrazená na 16x2 LCD displeji. Na obrazovke sú zobrazené aj ďalšie podrobnosti.

Existujú dve predvoľby pre limit maximálnej a minimálnej hodnoty generátora signálu čerpadla. Hodnota sa generuje, keď hladina kvapaliny prekročí maximálny limit stanovený prednastavením. Signál sa opäť zníži, keď dosiahne pod minimálnym limitom nastaveným iným prednastavením.

Kalibrácia vzdialenosti od zeme sa vykonáva prepínačom, ktorý vyšle signál na čip atmega328 a ten zaznamená aktuálnu vzdialenosť a nastaví ju ako referenčnú zem.

Krok 3: Program - Arduino

Program je vyrobený v Arduine. Použite to na napaľovanie na Atmega328 (alebo akékoľvek podľa vašich predstáv).

Program je dostupný na git pod GPL-3.0.

Skompilovaný hexadecimálny súbor je už poskytnutý na jednoduché nahranie pomocou arduino-builderu.

Závislosti:

Newpingová knižnica.

Krok 4: Kalibrácia a údaje

LCD obrazovka zobrazuje aktuálnu hladinu (rozdiel) od kalibrovanej úrovne.

Dve predvoľby určujú hornú (maximálnu úroveň), po ktorej sa záťaž vypne a nižšiu (minimálnu úroveň), po ktorej sa záťaž zapne. V tomto prípade je nákladom čerpadlo, pretože tento systém je použiteľný v automatizovanom systéme čerpadiel. Štyri hlavičky sú pre sonický (ping) senzor. Použil som HC-SR04. Jeden pár záhlavia pre motor (digitálny kolík 9). Vyžaduje externý ovládač pumpy. Na ukladanie kalibračných údajov používa EEPROM.

K dispozícii sú dve kalibrácie:

• LEVEL_CAL
• MOTOR_TRIGGER_CAL

Krok 5: Ovládanie pumpy

Doska má 2 vyhradené piny pre signál čerpadla

Jeden vydáva signál 5 V, keď je potrebné čerpadlo zapnúť (keď hladina kvapaliny klesne pod vopred nastavenú dolnú limitnú hodnotu), a dá signál 0 V, keď by malo byť čerpadlo vypnuté (hladina prekročí hornú hranicu).

Signál je odoslaný do reléovej dosky na ovládanie striedavého čerpadla.