Připojení senzoru hladiny vody k Arduinu Uno: Schéma a program

Přeplnění různých nádob/nádob na vodu je poměrně častým problémem mnoha domácností. Samozřejmě existují speciální kulové ventily, které automaticky uzavřou průtok vody, když hladina vody dosáhne určité úrovně, ale v některých případech se zdá být vhodnější použít k řešení tohoto problému elektronické zařízení.

Proto se v tomto článku budeme zabývat principy fungování senzoru hladiny vody a jeho připojením k desce Arduino. Dříve jsme na našem webu zvažovali následující projekty týkající se určování hladiny vody:

• indikátor hladiny vody na Arduinu Uno;
• Inteligentní indikátor odpadní vody na ESP8266 NodeMCU;
• Měření hladiny vody pomocí Arduina a vodotěsného senzoru JSN SR-40T.

Požadované komponenty

1. Deska Arduino Uno (koupit na AliExpress).
2. Snímač hladiny vody (koupit na AliExpress).
3. Rezistor (koupit na AliExpress).
4. LED (koupit na AliExpress).
5. Vývojová deska.
6. Spojovací vodiče.

Reklama: LLC „ALIBABA.KOM (RU)“ DIČ: 7703380158

Jak funguje senzor hladiny vody?

Pinout snímače hladiny vody

Snímač hladiny vody má 3 kontakty, pracuje s napětím 5 V a přenáší analogová data na svůj výstup. Jeho zapojení pinů je znázorněno na následujícím obrázku.

VCC – přes tento kontakt je k senzoru přivedeno napájecí napětí 5V.

GND – společný vodič (uzemnění). Musí být připojen ke společnému vodiči desky Arduino.

OUT – analogový výstup senzoru, který generuje analogový signál s úrovní v rozsahu od GND do VCC.

Princip fungování senzoru hladiny vody

Deska plošných spojů senzoru obsahuje dlouhé vodivé destičky a když voda dosáhne určité hladiny, vodivost mezi těmito dvěma destičkami se změní. Měřením velikosti těchto změn můžeme určit hladinu vody.

Prezentovaný obrázek ve formátu GIF jasně ukazuje princip fungování senzoru hladiny vody. Jak je z prezentovaného obrázku vidět, kapky vody padají do sklenice, hladina vody stoupá a spolu s ní se úměrně zvyšuje i úroveň napětí na výstupním stupni senzoru. To se děje proto, že na desce plošných spojů senzoru je 10 vodivých desek, z nichž 5 je výkonových a dalších 5 senzorových.

Součásti senzoru hladiny vody

Senzor je v podstatě velmi jednoduchý, takže má málo součástí. Součásti senzoru jsou znázorněny na následujícím obrázku.

Senzor obsahuje 3 kontakty, z nichž 2 slouží k napájení senzoru a třetí je výstupní kontakt senzoru. Senzor také obsahuje vestavěnou LED diodu, která se rozsvítí při napájení senzoru, tranzistor a několik rezistorů.

Často kladené otázky o senzoru hladiny vody

Jaké jsou hlavní typy senzorů hladiny vody:
Existuje 6 hlavních typů takových senzorů: odporové, kapacitní, ultrazvukové, frekvenční, povrchové vlny (GWR) a tlakové. Každý z těchto typů senzorů má své výhody a nevýhody.

K čemu se používají senzory hladiny vody?
Takové senzory se používají k měření hladiny kapalin a tekutých médií, jakož i fluidizovaných pevných látek, včetně hydraulických směsí, granulovaných materiálů, prášků atd.

Je možné si vyrobit senzor hladiny vody svépomocí?
Pokud máte LED diody, bzučák a citlivé dráty, můžete si tento senzor vyrobit sami.

Je možné určit hladinu vody pomocí ultrazvukového senzoru?
Ano, je to možné. Pomocí ultrazvukového senzoru můžeme určit vzdálenost mezi zdrojem ultrazvukového signálu a vodní hladinou. Podobný projekt založený na desce Arduino jsme již na našich webových stránkách recenzovali.

Schéma modulu senzoru hladiny vody

Schéma zapojení modulu snímače hladiny vody je znázorněno na následujícím obrázku.

Ve schématu zapojení je kolektor tranzistoru připojen ke zdroji 5 V a emitor tranzistoru je připojen k zemi přes rezistor 100 ohmů. V modulu senzoru je 5 vodivých desek připojeno k pinu Vcc přes rezistor 100 ohmů a zbývajících 5 desek je připojeno k bázi NPN tranzistoru. Pokud se k těmto vodivým deskám dostane voda, poteče proud ze zdroje 5 V do báze tranzistoru a tranzistor se otevře. Čím více je senzor ponořen do vody, tím vyšší bude napětí na jeho výstupu.

Schéma projektu

Schéma zapojení senzoru hladiny vody k desce Arduino Uno je znázorněno na následujícím obrázku.

V tomto obvodu jsme připojili výstupní kontakt senzoru hladiny vody ke kontaktu A0 desky Arduino a LED diodu ke kontaktu PWM 6 desky Arduino. Program našeho projektu napíšeme tak, aby se jas LED diody měnil v závislosti na hladině vody měřené senzorem.

Vysvětlení programu pro Arduino

Úplný kód programu je uveden na konci článku, ale zde stručně zvážíme jeho hlavní fragmenty.

V programu budeme číst hodnotu analogového napětí z výstupu senzoru a na základě této hodnoty určíme hladinu vody.

Programový kód začneme zadáním smysluplných názvů pro použité kontakty – ke kterým je připojen senzor hladiny vody a LED.