Как сделать датчик уровня воды - Своими руками
Своими руками

Как сделать датчик уровня воды

>

Как сделать датчик уровня водыВ этой статье мастер расскажет нам, как можно самостоятельно сделать датчик уровня воды. Это датчик – аналог датчика для Ардуино и также работает с этой платой.
Инструменты и материалы:-3D-принтер;-Arduino uno;
-Проволока 0,8 мм;
-Соединительные провода;
-Резисторы;-Паяльник;-Мультиметр;-Компьютер;
-Кабель для подключения к Arduino.
Шаг первый: принцип работы датчика
Для начала нам нужно понять, как работает датчик.
На плате есть несколько параллельных медных дорожек. Они поочередно подключаются к VCC и GND Ардуино. Пока датчик сухой, между ними нет электрического соединения, но по мере повышения уровня воды они подключаются. Можно рассматривать их как переменный резистор. Чем выше поднимается уровень воды, тем ниже падает сопротивление.
Сопротивление можно измерить с помощью делителя напряжения, как показано на рисунке ниже. Это простая схема, в которой R1 представляет собой постоянный резистор, а R2 – переменный резистор. Поскольку ток через все резисторы в ряду одинаков, падение напряжения на каждом резисторе зависит от его сопротивления – или его доли от общего сопротивления цепи. Таким образом, когда уровень воды увеличивается, напряжение, измеренное на аналоговом входе, увеличивается до тех пор, пока весь датчик не будет покрыт водой.
Если знать общую высоту датчика, а также максимальное и минимальное значение сопротивления на входе можно рассчитать уровень воды.
Как сделать датчик уровня водыКак сделать датчик уровня водыКак сделать датчик уровня водыШаг второй: изготовление датчика
Для изготовления датчика необходимо напечатать на 3D-принтере рамку. Длина рамки 10 см.
Затем нужно протянуть проволоку через отверстия сбоку, как показано на фото, обрезать ее на пару сантиметров длиннее рамки с обеих сторон и повторить процесс для всех остальных отверстий.

В конце нужно согнуть проволоку и спаять концы вместе. Дальше припаять по одному кабелю-перемычке с каждого конца.
Файл для печати можно скачать ниже.
WaterLevelSensor_Frame.stl
Как сделать датчик уровня водыКак сделать датчик уровня водыКак сделать датчик уровня водыШаг третий: измерение сопротивления
Теперь нужно измерить сопротивление датчика мультиметром, пока он еще сухой.
В зависимости от этого значения нужно подобрать резистор – его значение должно быть где-то в том же диапазоне, что и у датчика.
Как сделать датчик уровня водыШаг четвертый: схема и код
На макетной плате мастер собирает схему. В связи с тем, что в редакторе не было датчика уровня воды, вместо него обозначен фоторезистор.
После монтажа схемы необходимо загрузить код на Ардуино.
Сначала нужно раскомментировать строку 25 ‘Serial.println (sensorVal). Дальше открываем Serial Monitor (в правом верхнем углу IDE Arduino) и смотрим, какие там значения будут. Аналоговый вход Arduino принимает напряжения от 0 до 5 В и преобразует их в значения от 0 до 1024. Поскольку самодельный датчик подключен непосредственно к Arduino и не имеет схемы для стабилизации значений, они будут довольно нестабильными.

Верхний предел должен быть приблизительно равным значению, которое можно прочитать на серийном мониторе. В данном случае это где-то около 550. Нужно изменить значение переменной upperLimit на это значение.
Дальше полностью погружаем датчик в воду и смотрим, как изменится последовательный выход. Меняем переменную lowerLimit на данное значение.

Для получения точного показания нужно иметь большую разницу между верхним и нижним пределами. Если они близки друг к другу, уже небольшое изменение значения из-за нестабильности сильно изменит показание. Лучше всего, чтобы верхний и нижний предел находились на расстоянии нескольких сотен цифр друг от друга.
Чтобы увеличить разницу, можно попробовать разные значения резистора. Чем меньше его номинал, тем выше должны быть значения датчика.
Теперь можно снова закомментировать строку 25, чтобы увидеть только результат измерения.
Код можно скачать ниже.
Water-Level-Detection.ino
Как сделать датчик уровня водыКак сделать датчик уровня водыШаг пятый: тестирование
Теперь можно протестировать устройство. Наполняем стакан водой и погружаем в него датчик. Если датчик не работает или работает неправильно необходимо проверить всю цепь или заново откалибровать.

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.