PCB圖如下：

描述

DIY水位傳感器

硬件概述

該傳感器有一系列的 10 條外露銅跡線，其中 5 條為電源跡線，5 條為感應(yīng)跡線。

這些跡線是交錯(cuò)的，因此每?jī)蓷l電源跡線之間有一條感測(cè)跡線。

通常這些痕跡沒(méi)有連接，但在淹沒(méi)時(shí)被水橋接。

板上有一個(gè)電源 LED，當(dāng)板通電時(shí)會(huì)亮起。

水位傳感器如何工作？

水位傳感器的工作非常簡(jiǎn)單。

一系列裸露的平行導(dǎo)體一起充當(dāng)可變電阻器（就像電位器一樣），其電阻根據(jù)水位而變化。

電阻的變化對(duì)應(yīng)于傳感器頂部到水面的距離。

阻力與水的高度成反比：

傳感器浸入的水越多，導(dǎo)電性越好，電阻越低。

傳感器浸入的水越少，導(dǎo)電性越差，電阻越高。

傳感器根據(jù)電阻產(chǎn)生輸出電壓，通過(guò)測(cè)量我們可以確定水位。

水位傳感器引腳

水位傳感器非常易于使用，只有 3 個(gè)引腳可以連接。

S（信號(hào)）引腳是一個(gè)模擬輸出，將連接到 Arduino 上的一個(gè)模擬輸入。

+ (VCC) 引腳為傳感器供電。建議使用 3.3V – 5V 為傳感器供電。請(qǐng)注意，模擬輸出將根據(jù)為傳感器提供的電壓而變化。

– (GND) 是接地連接。

使用 Arduino 連接水位傳感器

讓我們將水位傳感器連接到 Arduino。

首先，您需要為傳感器供電。為此，您可以將模塊上的 + (VCC) 引腳連接到 Arduino 上的 5V，并將 - (GND) 引腳接地。

然而，這些傳感器的一個(gè)眾所周知的問(wèn)題是它們暴露在潮濕環(huán)境中時(shí)的使用壽命很短。對(duì)探頭通電會(huì)不斷加快腐蝕速度。

為了克服這個(gè)問(wèn)題，我們建議您不要持續(xù)為傳感器供電，而僅在讀取讀數(shù)時(shí)為其供電。

實(shí)現(xiàn)此目的的一種簡(jiǎn)單方法是將 VCC 引腳連接到 Arduino 的數(shù)字引腳，并根據(jù)您的要求將其設(shè)置為 HIGH 或 LOW。因此，我們將 VCC 引腳連接到 Arduino 的數(shù)字引腳 #7。

最后，將 S（信號(hào)）引腳連接到 Arduino 上的 A0 ADC 引腳。

下圖顯示了接線。

水位感應(yīng)基本示例

構(gòu)建電路后，將以下草圖上傳到您的 Arduino。

// 傳感器引腳

#define sensorPower 7

#define sensorPin A0

// 存儲(chǔ)水位的值

整數(shù)值 = 0；

無(wú)效設(shè)置（）{

// 將 D7 設(shè)置為 OUTPUT

pinMode（傳感器電源，輸出）；

//設(shè)置為低，因此沒(méi)有電流流過(guò)傳感器

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，低）；

序列號(hào).開(kāi)始（9600）；

}

無(wú)效循環(huán)（）{

//從下面的函數(shù)中獲取讀數(shù)并打印出來(lái)

int level = readSensor();

Serial.print("水位：");

Serial.println(level);

延遲（1000）；

}

//這是一個(gè)用于獲取讀數(shù)的函數(shù)

int readSensor() {

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，高）；// 打開(kāi)傳感器

延遲（10）；// 等待 10 毫秒

val = 模擬讀?。╯ensorPin）；// 讀取傳感器的模擬值

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，低）；//關(guān)閉傳感器

返回值；// 發(fā)送當(dāng)前讀數(shù)

}

上傳草圖后，打開(kāi)串行監(jiān)視器窗口以查看 Arduino 的輸出。當(dāng)傳感器沒(méi)有接觸任何東西時(shí)，您應(yīng)該會(huì)看到值 0。要看到它感應(yīng)到水，您可以取一杯水，然后將傳感器慢慢放入其中。

傳感器未設(shè)計(jì)為完全浸沒(méi)，安裝時(shí)要小心，只有 PCB 上裸露的走線會(huì)與水接觸。

解釋：

草圖從傳感器的 + (VCC) 和 S (信號(hào)) 引腳連接到的 Arduino 引腳的聲明開(kāi)始。

#define sensorPower 7

#define sensorPin A0

接下來(lái)，我們定義一個(gè)變量 val 來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前水位。

整數(shù)值 = 0；

現(xiàn)在在設(shè)置部分，我們首先將傳感器的電源連接聲明為輸出，然后我們將其設(shè)置為低，因此最初沒(méi)有電源流過(guò)傳感器。我們還設(shè)置了串行監(jiān)視器。

pinMode（傳感器電源，輸出）；

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，低）；

序列號(hào).開(kāi)始（9600）；

在循環(huán)部分，我們以一秒的間隔重復(fù)調(diào)用 readSensor() 函數(shù)并打印返回值。

Serial.print("水位：");

Serial.println(readSensor());

延遲（1000）；

readSensor() 函數(shù)用于獲取當(dāng)前水位。它打開(kāi)傳感器，等待 10 毫秒，從傳感器讀取模擬值，關(guān)閉傳感器，然后返回模擬值。

int readSensor() {

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，高）；

延遲（10）；

val = 模擬讀取（sensorPin）；

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，低）；

返回值；

}

校準(zhǔn)

為了從您的水位傳感器獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)，建議您首先針對(duì)您計(jì)劃監(jiān)測(cè)的特定水類(lèi)型對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。

如您所知，純水不導(dǎo)電。實(shí)際上是水中的礦物質(zhì)和雜質(zhì)使其具有導(dǎo)電性。因此，您的傳感器可能或多或少敏感，具體取決于您使用的水的類(lèi)型。

在開(kāi)始存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或觸發(fā)事件之前，您應(yīng)該查看實(shí)際從傳感器獲得的讀數(shù)。

使用上面的草圖，注意當(dāng)傳感器完全干燥時(shí)傳感器輸出的值-vs- 部分浸入水中時(shí)-vs- 完全浸沒(méi)時(shí)。

例如，使用上面的相同電路，當(dāng)傳感器干燥 (0)、部分浸入水中 (~420) 和完全浸沒(méi)時(shí)，您將在串行監(jiān)視器中看到接近以下值（?520）。

此測(cè)試可能需要反復(fù)試驗(yàn)。一旦你對(duì)這些讀數(shù)有了很好的處理，如果你打算觸發(fā)一個(gè)動(dòng)作，你可以將它們用作閾值。在下一個(gè)示例中，我們將這樣做。

水位傳感項(xiàng)目

對(duì)于我們的下一個(gè)示例，我們將制作一個(gè)便攜式水位傳感器，該傳感器將根據(jù)水位點(diǎn)亮 LED。

接線

我們將使用上一個(gè)示例中的電路。這次我們只需要添加一些 LED。

通過(guò) 220Ω 限流電阻將三個(gè) LED 連接到數(shù)字引腳 #2、#3 和 #4。

水位傳感器是一種測(cè)量固定容器中過(guò)高或過(guò)低的液位的裝置。根據(jù)測(cè)量液位的方法，可分為接觸式和非接觸式兩種。我們所說(shuō)的輸入型水位變送器是接觸式測(cè)量，將液位高度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。是目前應(yīng)用廣泛的水位變送器。

水位傳感器如何工作？

水位傳感器的工作原理是當(dāng)它放入被測(cè)液體中一定深度時(shí)，傳感器正面的壓力轉(zhuǎn)換為液位高度。計(jì)算公式為Ρ=ρ.g.H+Po，式中P為傳感器液面壓力，ρ為待測(cè)液體的密度，g為局部重力加速度，Po為液體表面的大氣壓，H 是傳感器落入液體的深度。

在哪里使用水位傳感器？

水位傳感器的用途包括以下應(yīng)用：

1、水池、水箱的水位測(cè)量

2、江湖水位測(cè)量

3. 船用液位測(cè)量

4、酸堿液的液位測(cè)量

5、油車(chē)、郵箱油位測(cè)量

6、游泳池水位控制

7. 海嘯預(yù)警和海平面監(jiān)測(cè)

8、冷卻塔水位控制

9、污水泵液位控制

10、液位遠(yuǎn)程監(jiān)控

水位傳感器有什么好處？

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：沒(méi)有活動(dòng)或彈性元件，可靠性極高，使用過(guò)程中無(wú)需定期維護(hù)。操作簡(jiǎn)單方便。

2、安裝方便：使用時(shí)，先將導(dǎo)線的一端正確連接，再將水位探頭的另一端放入待測(cè)溶液中。

3、量程可選：可以測(cè)量1-200米范圍內(nèi)的水位，也可以定制其他測(cè)量范圍。

4、適用范圍廣：適用于高溫高壓、強(qiáng)腐蝕、高污染等介質(zhì)的液位測(cè)量。

5、測(cè)量介質(zhì)范圍廣：從水、油到高粘度膏體均可進(jìn)行高精度測(cè)量，且溫度補(bǔ)償范圍廣，不受被測(cè)介質(zhì)起泡、沉積、電特性的影響。

6、使用壽命長(zhǎng)：一般液位傳感器在正常環(huán)境下可以使用4-5年，在惡劣環(huán)境下也可以使用2-3年。

7、功能強(qiáng)大：可直接連接數(shù)顯表實(shí)時(shí)顯示數(shù)值，也可連接多種控制器設(shè)定上下限控制容器內(nèi)的水量。

8、測(cè)量準(zhǔn)確：內(nèi)置優(yōu)質(zhì)傳感器，靈敏度高，響應(yīng)速度快，準(zhǔn)確反映流動(dòng)或靜態(tài)液位的細(xì)微變化，測(cè)量精度高。

9、種類(lèi)繁多：液位傳感器有輸入式、直桿式、法蘭式、螺紋式、感應(yīng)式、旋入式、浮子式等多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。可滿足各種不同場(chǎng)所的測(cè)量需求。

1.光學(xué)水位傳感器

光學(xué)傳感器是固態(tài)的。它們使用紅外 LED 和光電晶體管，當(dāng)傳感器在空中時(shí)，它們是光耦合的。當(dāng)傳感頭浸入液體中時(shí)，紅外光會(huì)逸出，導(dǎo)致輸出發(fā)生變化。這些傳感器可以檢測(cè)幾乎任何液體的存在或不存在。它們對(duì)環(huán)境光不敏感，在空氣中不受泡沫影響，在液體中不受小氣泡影響。這使得它們?cè)诒仨毧焖倏煽康赜涗洜顟B(tài)變化的情況下以及在無(wú)需維護(hù)的情況下可以長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的情況下非常有用。

Arduino代碼

構(gòu)建電路后，將以下草圖上傳到您的 Arduino。

在這個(gè)草圖中，定義了兩個(gè)變量，即。下閾值和上閾值。這些變量代表我們的閾值水平。

低于閾值下限的任何值都會(huì)觸發(fā)紅色 LED 亮起。高于上限閾值的任何內(nèi)容都將打開(kāi)綠色 LED。這些之間的任何東西都會(huì)打開(kāi)黃色 LED。

/* 根據(jù)您的校準(zhǔn)值更改這些值 */

int lowerThreshold = 420;

整數(shù)上限= 520；

// 傳感器引腳

#define sensorPower 7

#define sensorPin A0

// 存儲(chǔ)水位的值

整數(shù)值 = 0；

// 聲明 LED 連接到的引腳

詮釋紅色LED = 2；

詮釋黃色LED = 3；

詮釋綠色LED = 4；

無(wú)效設(shè)置（）{

序列號(hào).開(kāi)始（9600）；

pinMode（傳感器電源，輸出）；

數(shù)字寫(xiě)入（傳感器功率，低）；

// 將 LED 引腳設(shè)置為 OUTPUT

pinMode（紅色LED，輸出）；

pinMode（黃色LED，輸出）；

pinMode（綠色LED，輸出）；

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