Cảm biến mức chất lỏng (sử dụng sóng siêu âm): 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Cảm biến mức chất lỏng phát hiện mức chất lỏng từ mặt đất. Bật động cơ (yêu cầu bộ khuếch đại trình điều khiển động cơ) dưới một giá trị nhất định và tắt nó trên một giá trị nhất định sau khi đổ đầy chất lỏng

Đặc điểm của hệ thống này:

• Hoạt động với bất kỳ chất lỏng nào (nước, dầu, v.v.).
• Phạm vi lên đến 250 cm khoảng cách mặt đất (cũng là chiều cao của bể).
• Đo chính xác (sai số lên đến 2 cm) với HC-SR04, Ping, v.v.
• Đầu ra điều khiển động cơ.

• Hiệu chuẩn (trong thời gian chạy) có sẵn cho:

  • Mức mặt đất: Có thể được hiệu chỉnh cho bất kỳ xe tăng nào (cao đến 250 cm) trong khi hệ thống đang chạy, bằng một nút nhấn.
  • Mức độ BẬT và TẮT của động cơ: Các mức BẬT và TẮT có thể được thiết lập với các cài đặt trước được cung cấp và một nút thay đổi chế độ.
• Chỉ báo giới hạn tắt bằng '0 cm'.
• Hoạt động trên 5V DC.

Các bộ phận cần thiết để xây dựng:

1. Arduino (hoặc ATMega 328 với lập trình viên).
2. HC-SR04 hoặc bất kỳ mô-đun cảm biến siêu âm thông thường nào.
3. Cài đặt trước (20K hoặc 10K) - 2 Pc
4. Header nam - 6 pin
5. Tiêu đề nữ 16 Pin
6. Nhấn nút chuyển vi mô
7. Đẩy công tắc chuyển đổi vi mô
8. Điện trở 10K 1/4 watt
9. 1N4007 Diode
10. Ổ cắm điện DC
11. Điện trở 220E
12. Veroboard (hoặc Breadboard nếu bạn thích)
13. Dây móc
14. Màn hình LCD 16 * 2 có gắn đầu ghim nam
15. Trình điều khiển động cơ và động cơ (nếu bạn muốn)
16. Kiến thức cơ bản biết về điện tử và Arduino

Bước 1: Sơ đồ mạch

Bước 2: Làm việc

Trong bảng cảm biến của chúng tôi, chúng tôi có các bộ phận Tx và Rx siêu âm. Cảm biến đọc khoảng cách từ mức bề mặt của chất lỏng. Tx về cơ bản là một loa 40KHz, gửi xung âm thanh Siêu âm 40KHz. Thời gian gửi xung và thời gian nhận xung được ghi nhận cho mỗi xung. Xung này được cảm nhận trong MCU.

MCU ghi nhận sự khác biệt về thời gian giữa và sau đó nó sử dụng tốc độ âm thanh để tính toán khoảng cách. MCU phải được hiệu chỉnh trước để ghi lại khoảng cách từ mặt đất, đó là khi bồn / thùng chứa rỗng. Sự khác biệt được tính toán và do đó chúng tôi nhận được mức của chất lỏng.

Mức độ được hiển thị trên màn hình LCD 16x2. Ngoài ra các chi tiết khác được hiển thị trong màn hình.

Có hai cài đặt trước cho giới hạn giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của bộ tạo tín hiệu máy bơm. Giá trị này được tạo ra khi mức chất lỏng đạt đến giới hạn tối đa được thiết lập trước. Tín hiệu lại đi xuống mức thấp khi nó đạt đến dưới giới hạn tối thiểu do cài đặt trước khác đặt.

Việc hiệu chuẩn khoảng cách mặt đất được thực hiện bởi một công tắc, công tắc này sẽ gửi tín hiệu đến chip atmega328 và nó ghi lại khoảng cách hiện tại và đặt nó làm mặt đất tham chiếu.

Bước 3: Chương trình - Arduino

Chương trình được thực hiện bằng Arduino. Sử dụng điều này để ghi vào Atmega328 (hoặc bất kỳ tùy chọn nào bạn thích).

Chương trình có sẵn tại git theo GPL-3.0.

Một tệp hex đã được biên dịch đã được cung cấp để dễ dàng tải lên bằng arduino-builder.

Sự phụ thuộc:

Thư viện mới.

Bước 4: Hiệu chuẩn và Dữ liệu

Màn hình LCD hiển thị mức hiện tại (chênh lệch) so với mức đã hiệu chỉnh.

Hai cài đặt trước quyết định mức cao nhất (mức tối đa) mà sau đó tải sẽ tắt và thấp hơn (mức tối thiểu) sau đó tải sẽ bật. Tải trọng dự kiến ở đây là máy bơm, vì hệ thống này được áp dụng trong hệ thống máy bơm tự động. Bốn tiêu đề dành cho cảm biến âm thanh (ping). Tôi đã sử dụng HC-SR04. Một cặp đầu cắm cho động cơ (chân số 9). Yêu cầu một trình điều khiển máy bơm bên ngoài. Nó sử dụng EEPROM để lưu trữ dữ liệu hiệu chuẩn.

Hai hiệu chuẩn được cung cấp:

• LEVEL_CAL
• MOTOR_TRIGGER_CAL

Bước 5: Kiểm soát máy bơm

Bo mạch có 2 chân chuyên dụng cho tín hiệu máy bơm

Một đầu ra tín hiệu 5V khi máy bơm cần được bật (khi mức chất lỏng xuống dưới giá trị giới hạn thấp đặt trước) và cho tín hiệu 0V khi máy bơm nên được giữ ở chế độ tắt (mức vượt quá giới hạn trên).

Tín hiệu được gửi đến một bảng chuyển tiếp để điều khiển một máy bơm AC.