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 條為感應跡線。

這些跡線是交錯的，因此每兩條電源跡線之間有一條感測跡線。

通常這些痕跡沒有連接，但在淹沒時被水橋接。

板上有一個電源 LED，當板通電時會亮起。

水位傳感器如何工作？

水位傳感器的工作非常簡單。

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

電阻的變化對應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，導電性越好，電阻越低。

傳感器浸入的水越少，導電性越差，電阻越高。

傳感器根據電阻產生輸出電壓，通過測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 個引腳可以連接。

S（信號）引腳是一個模擬輸出，將連接到 Arduino 上的一個模擬輸入。

+ (VCC) 引腳為傳感器供電。建議使用 3.3V – 5V 為傳感器供電。請注意，模擬輸出將根據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，這些傳感器的一個眾所周知的問題是它們暴露在潮濕環境中時的使用壽命很短。對探頭通電會不斷加快腐蝕速度。

為了克服這個問題，我們建議您不要持續為傳感器供電，而僅在讀取讀數時為其供電。

實現此目的的一種簡單方法是將 VCC 引腳連接到 Arduino 的數字引腳，并根據您的要求將其設置為 HIGH 或 LOW。因此，我們將 VCC 引腳連接到 Arduino 的數字引腳 #7。

最后，將 S（信號）引腳連接到 Arduino 上的 A0 ADC 引腳。

下圖顯示了接線。

水位感應基本示例

構建電路后，將以下草圖上傳到您的 Arduino。

// 傳感器引腳

#define sensorPower 7

#define sensorPin A0

// 存儲水位的值

整數值 = 0；

無效設置（）{

// 將 D7 設置為 OUTPUT

pinMode（傳感器電源，輸出）；

//設置為低，因此沒有電流流過傳感器

數字寫入（傳感器功率，低）；

序列號.開始（9600）；

}

無效循環（）{

//從下面的函數中獲取讀數并打印出來

int level = readSensor();

Serial.print("水位：");

Serial.println(level);

延遲（1000）；

}

//這是一個用于獲取讀數的函數

int readSensor() {

數字寫入（傳感器功率，高）；// 打開傳感器

延遲（10）；// 等待 10 毫秒

val = 模擬讀取（sensorPin）；// 讀取傳感器的模擬值

數字寫入（傳感器功率，低）；//關閉傳感器

返回值；// 發送當前讀數

}

上傳草圖后，打開串行監視器窗口以查看 Arduino 的輸出。當傳感器沒有接觸任何東西時，您應該會看到值 0。要看到它感應到水，您可以取一杯水，然后將傳感器慢慢放入其中。

傳感器未設計為完全浸沒，安裝時要小心，只有 PCB 上裸露的走線會與水接觸。

解釋：

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

#define sensorPower 7

#define sensorPin A0

接下來，我們定義一個變量 val 來存儲當前水位。

整數值 = 0；

現在在設置部分，我們首先將傳感器的電源連接聲明為輸出，然后我們將其設置為低，因此最初沒有電源流過傳感器。我們還設置了串行監視器。

pinMode（傳感器電源，輸出）；

數字寫入（傳感器功率，低）；

序列號.開始（9600）；

在循環部分，我們以一秒的間隔重復調用 readSensor() 函數并打印返回值。

Serial.print("水位：");

Serial.println(readSensor());

延遲（1000）；

readSensor() 函數用于獲取當前水位。它打開傳感器，等待 10 毫秒，從傳感器讀取模擬值，關閉傳感器，然后返回模擬值。

int readSensor() {

數字寫入（傳感器功率，高）；

延遲（10）；

val = 模擬讀取（sensorPin）；

數字寫入（傳感器功率，低）；

返回值；

}

校準

為了從您的水位傳感器獲得準確的讀數，建議您首先針對您計劃監測的特定水類型對其進行校準。

如您所知，純水不導電。實際上是水中的礦物質和雜質使其具有導電性。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型。

在開始存儲數據或觸發事件之前，您應該查看實際從傳感器獲得的讀數。

使用上面的草圖，注意當傳感器完全干燥時傳感器輸出的值-vs- 部分浸入水中時-vs- 完全浸沒時。

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

此測試可能需要反復試驗。一旦你對這些讀數有了很好的處理，如果你打算觸發一個動作，你可以將它們用作閾值。在下一個示例中，我們將這樣做。

水位傳感項目

對于我們的下一個示例，我們將制作一個便攜式水位傳感器，該傳感器將根據水位點亮 LED。

接線

我們將使用上一個示例中的電路。這次我們只需要添加一些 LED。

通過 220Ω 限流電阻將三個 LED 連接到數字引腳 #2、#3 和 #4。

水位傳感器是一種測量固定容器中過高或過低的液位的裝置。根據測量液位的方法，可分為接觸式和非接觸式兩種。我們所說的輸入型水位變送器是接觸式測量，將液位高度轉換成電信號輸出。是目前應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它放入被測液體中一定深度時，傳感器正面的壓力轉換為液位高度。計算公式為Ρ=ρ.g.H+Po，式中P為傳感器液面壓力，ρ為待測液體的密度，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用：

1、水池、水箱的水位測量

2、江湖水位測量

3. 船用液位測量

4、酸堿液的液位測量

5、油車、郵箱油位測量

6、游泳池水位控制

7. 海嘯預警和海平面監測

8、冷卻塔水位控制

9、污水泵液位控制

10、液位遠程監控

水位傳感器有什么好處？

1、結構簡單：沒有活動或彈性元件，可靠性極高，使用過程中無需定期維護。操作簡單方便。

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

3、量程可選：可以測量1-200米范圍內的水位，也可以定制其他測量范圍。

4、適用范圍廣：適用于高溫高壓、強腐蝕、高污染等介質的液位測量。

5、測量介質范圍廣：從水、油到高粘度膏體均可進行高精度測量，且溫度補償范圍廣，不受被測介質起泡、沉積、電特性的影響。

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

7、功能強大：可直接連接數顯表實時顯示數值，也可連接多種控制器設定上下限控制容器內的水量。

8、測量準確：內置優質傳感器，靈敏度高，響應速度快，準確反映流動或靜態液位的細微變化，測量精度高。

9、種類繁多：液位傳感器有輸入式、直桿式、法蘭式、螺紋式、感應式、旋入式、浮子式等多種結構設計。可滿足各種不同場所的測量需求。

1.光學水位傳感器

光學傳感器是固態的。它們使用紅外 LED 和光電晶體管，當傳感器在空中時，它們是光耦合的。當傳感頭浸入液體中時，紅外光會逸出，導致輸出發生變化。這些傳感器可以檢測幾乎任何液體的存在或不存在。它們對環境光不敏感，在空氣中不受泡沫影響，在液體中不受小氣泡影響。這使得它們在必須快速可靠地記錄狀態變化的情況下以及在無需維護的情況下可以長期可靠運行的情況下非常有用。

Arduino代碼

構建電路后，將以下草圖上傳到您的 Arduino。

在這個草圖中，定義了兩個變量，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觸發紅色 LED 亮起。高于上限閾值的任何內容都將打開綠色 LED。這些之間的任何東西都會打開黃色 LED。

/* 根據您的校準值更改這些值 */

int lowerThreshold = 420;

整數上限= 520；

// 傳感器引腳

#define sensorPower 7

#define sensorPin A0

// 存儲水位的值

整數值 = 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；

無效設置（）{

序列號.開始（9600）；

pinMode（傳感器電源，輸出）；

數字寫入（傳感器功率，低）；

// 將 LED 引腳設置為 OUTPUT

pinMode（紅色LED，輸出）；

pinMode（黃色LED，輸出）；

pinMode（綠色LED，輸出）；

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