یک شاخص تعیین سطح مایعات بسازید!

مقدمه

در این آموزش با نحوه اندازه گیری سطح مایعات به کمک آردینو آشنا می‌شویم و چگونگی کار با سنسور تعیین سطح را می‌آموزیم. در ابتدا به معرفی نحوه عملکرد آن می‌پردازیم. سپس نحوه راه اندازی و کار با این ماژول را خواهیم دید و در نهایت نیز چند مثال کاربری را ارائه خواهیم داد.

آنچه در این آموزش یاد می گیرید

  • تعیین سطح مایعات به چه معناست و چگونه انجام میشود
  • سنسور تشخیص سطح مایعات چگونه کار میکند
  • نحوه راه‌اندازی سنسور تشخیص سطح مایعات با آردوینو

سطح سنجی مایعات چیست و چگونه انجام میشود؟

سطح سنجی یا به عبارت دیگر اندازه گیری ارتفاع سطح مایعات، در صنعت به منظور کنترل ارتفاع سطح و جلوگیری از سرریز شدن در مخازن و برخی از دستگاه های فرایندی صورت می پذیرد و در کاربرد‌های خانگی به طور مثال میتواند برای تشخیص سطح آب درون آکواریوم‌ها مورد استفاده قرار گیرد. هدف از سطح سنجی این است که بدانیم سطح مایع در هر لحظه در چه ارتفاعی قرار دارد و با توجه به آن عملیات لازم را انجام دهیم.

برای این کار از روش های مختلفی استفاده می‌شود. به طور مثال برخی از سنسورها درون مخزن قرار گرفته و با توجه به فشار مایع ارتفاع آن را محاسبه می‌کنند. برخی دیگر از سنسور ها می‌توانند از فاصله دورتر و با استفاده از ارسال امواج مغاطیسی و اندازه گیری زمان رفت و برگشت آن سطح مایع را تخمین بزنند.

ماژولی که در این آموزش بررسی می‌کنیم قابلیت اتصال به آردینو را دارد و بر مبنای اندازه‌گیری مقاومت کار می‌کند که نحوه عملکرد آن را در ادامه می‌بینیم.

لوازمی که به آن احتیاج دارید

قطعات مورد نیاز

برد آردوینو UNO × 1
سنسور تشخیص سطح مایعات × 1
سیم جامپر نری به نری × 1
بازر × 1

نرم افزارهای مورد نیاز

Arduino IDE

سنسور تشخیص سطح مایعات چگونه کار میکند؟

این ماژول که یکی از ساده ترین و پرکاربردترین ماژول های تعیین سطح مایعات می‌باشد بر مبنای تغییر مقاومت کار می‌کند. روی این ماژول خطوط موازی رسانایی وجود دارند که به زمین متصل هستند و درواقع مسیر عبور جریان الکتریکی هستند. آب رسانای بسیار خوبی است، در نتیجه وقتی این خطوط درون آب قرار گیرند، تا ارتفاعی از آن ها که در آب قرار دارد، به زمین اتصال کوتاه شده و مقاومت دیده شده از سر دیگر ماژول کاهش می‌یابد.

با ثابت کردن ماژول روی ظرف مایع، بر اساس سطح آب مقاومت متغیری روی ماژول می‌افتد. ماژول این مقاومت آنالوگ را اندازه گیری کرده وبه آردوینو تحویل می‌دهد. آردوینو میتواند به طور مستقیم یا با تبدیل این مقدار به مقداری دیجیتال از آن استفاده ‌کند.

ماژول تعین سطح آب دارای 3 پین است که پین های + و – آن به ترتیب به تغذیه و زمین متصل می‌شوند. پین S نیز خروجی آنالوگ ماژول می‌باشد.

نحوه راه اندازی سنسور تشخیص سطح مایعات با آردوینو

برای استفاده از این سنسور توسط آردینو نیاز به کتابخانه خاصی نداریم. فقط کافی است که مقدار آنالوگ پین S  را بخوانیم و با توجه به آن درصد ارتفاع مایع را محاسبه کنیم.

سیم بندی

کد

کد زیر را روی برد خود آپلود کرده و پنجره serial monitor  را باز کنید. با قرار دادن ماژول در ظرف آب و تغییر ارتفاع آن می‌توانید درصد ارتفاع آب را در پنجره مشاهده کنید.

تشخیص باران به کمک سنسور تعیین سطح مایعات

از سنسور تشخیص سطح مایعات همچنین می توان برای تشخیص باران یا نشتی آب به کمک یک بازر استفاده کرد. برای اینکار ماژول را به صورت افقی در مکان مورد نظر قرار دهید. زمانی که ماژول شروع به خیس شدن کند، مثلا هنگام نم نم باران، بازر با آهنگ آرامی شروع به نواختن می‌کند و هنگامی که ماژول کاملا خیس می‌شود، بازر با صدای بلندتر و ممتدی هشدار می‌دهد.

سیم بندی

کد


تابع map() محدوده‌‌‌ی اندازه گیری سنسور را که بین 0 تا 1024 می‌باشد را به 3 بازه کوچکتر تقسیم می‌کند.


تایع tone() برای به صدا در آوردن بازر استفاده می‌شود. آرگومان اول پین مربوط به بازر است و آرگومان دوم فرکانس پالس اعمالی به آن را مشخص می‌کند.

این تابع میتواند آرگومان دیگری نیز داشته باشد که مدت زمان اعمال ولتاژ مشخص شده به بازر را مشخص می‌کند.

یک گام جلوتر

  • سعی کنید با استفاده از ماژول های ارسال پیامک (مانند sim800) به سیستم تشخیص باران این قابلیت را اضافه کنید که بارش باران را با ارسال پیامک به شما اطلاع دهد.

Share this post

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *