Senzor hladiny kapaliny (pomocí ultrazvuku): 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Senzor hladiny kapaliny detekuje hladinu kapaliny z úrovně země. Zapne motor (vyžaduje zesilovač ovladače motoru) pod danou hodnotu a vypne jej nad danou hodnotu po naplnění kapaliny

Vlastnosti tohoto systému:

• Funguje s jakoukoli kapalinou (voda, olej atd.)
• Dosah až 250 cm od země (také výška nádrže).
• Přesné měření (chyba až 2 cm) s HC-SR04, Ping atd.
• Výstup ovládání motoru.

• Kalibrace (za běhu) je k dispozici pro:

  • Ground Level: Lze kalibrovat pro jakoukoli nádrž (až 250 cm vysokou), když je systém v chodu, pomocí tlačítka.
  • Úrovně zapnutí a vypnutí motoru: Úrovně zapnutí a vypnutí lze nastavit pomocí přednastavených předvoleb a tlačítka pro změnu režimu.
• Indikace mimo limity s '0 cm'.
• Funguje na 5V DC.

Díly potřebné ke stavbě:

1. Arduino (nebo ATMega 328 s programátorem).
2. HC-SR04 nebo jakýkoli běžný modul ultrazvukového senzoru.
3. Předvolby (20K nebo 10K) - 2 ks
4. Záhlaví - 6 pinů
5. Zásuvka se 16 vývody
6. Mikrospínač Push Click
7. Přepněte mikrospínač
8. 10K 1/4 wattový odpor
9. 1N4007 Dioda
10. Zásuvka DC
11. Rezistor 220E
12. Veroboard (nebo Breadboard, pokud dáváte přednost)
13. Propojovací dráty
14. 16*2 LCD obrazovka s připojenými kolíkovými zástrčkami
15. Motorový ovladač a motor (pokud chcete)
16. Základní znalosti z oblasti elektroniky a Arduina

Krok 1: Schéma zapojení

Krok 2: Práce

V naší senzorové desce máme ultrazvukové části Tx a Rx. Senzor snímá vzdálenost od hladiny kapaliny. Tx je v zásadě 40KHz reproduktor, který vysílá pulsy 40KHz ultrazvukového zvuku. Pro každý puls je zaznamenána doba odeslání impulsu a doba příjmu pulsu. Tyto impulsy jsou snímány v MCU.

MCU zaznamenává časový rozdíl mezi a poté použilo rychlost zvuku k výpočtu vzdálenosti. MCU má být předem kalibrován tak, aby zaznamenával vzdálenost od úrovně země, tj. Když je nádrž/kontejner prázdný. Rozdíl se vypočítá a tím dostaneme hladinu kapaliny.

Úroveň je zobrazena na LCD displeji 16x2. Na obrazovce jsou také uvedeny další podrobnosti.

Pro generátor signálu čerpadla jsou k dispozici dvě předvolby pro maximální a minimální hodnotu. The se generuje, když hladina kapaliny dosáhne maximálního limitu stanoveného přednastavením. Signál se opět sníží, když dosáhne pod minimální limit nastavený jinou předvolbou.

Kalibrace vzdálenosti od země se provádí přepínačem, který vyšle signál na čip atmega328 a ten zaznamená aktuální vzdálenost a nastaví ji jako referenční zem.

Krok 3: Program - Arduino

Program je vytvořen v Arduinu. Toto použijte k vypálení na Atmega328 (nebo podle vašich představ).

Program je k dispozici na git pod GPL-3.0.

Zkompilovaný hexadecimální soubor je již k dispozici pro snadné nahrání pomocí arduino-builderu.

Závislosti:

Newpingová knihovna.

Krok 4: Kalibrace a data

LCD obrazovka ukazuje aktuální úroveň (rozdíl) od kalibrované úrovně.

Dvě předvolby určují horní (maximální úroveň), po které se zátěž vypne, a nižší (minimální úroveň), po které se zátěž zapne. Zde zamýšleným nákladem je čerpadlo, protože tento systém je použitelný v automatizovaném čerpacím systému. Čtyři záhlaví jsou pro sonický (ping) senzor. Použil jsem HC-SR04. Jeden pár záhlaví pro motor (digitální kolík 9). Vyžaduje externí ovladač pumpy. K ukládání kalibračních dat používala EEPROM.

K dispozici jsou dvě kalibrace:

• LEVEL_CAL
• MOTOR_TRIGGER_CAL

Krok 5: Řízení čerpadla

Deska má 2 vyhrazené piny pro signál pumpy

Jeden vydává signál 5 V, když je třeba čerpadlo zapnout (když hladina kapaliny klesne pod přednastavenou dolní mezní hodnotu), a dá signál 0 V, když by mělo být čerpadlo vypnuto (hladina překračuje horní limit).

Signál je vyslán reléovou deskou pro ovládání AC čerpadla.