Датчик давления воды ардуино. Датчик давления воды для Arduino: принцип работы, подключение и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работает датчик давления воды для Arduino. Какие виды датчиков бывают. Как правильно подключить и настроить датчик давления. Где применяются датчики давления воды. Как создать систему мониторинга давления на Arduino.

Содержание

Принцип работы датчика давления воды

Датчик давления воды преобразует физическое давление жидкости в электрический сигнал, который может быть считан микроконтроллером. Основные принципы работы:

Пьезорезистивный эффект — давление деформирует чувствительный элемент, меняя его электрическое сопротивление
Емкостный принцип — давление изменяет расстояние между обкладками конденсатора, меняя его емкость
Индуктивный принцип — давление смещает сердечник катушки индуктивности, меняя ее параметры

Наиболее распространены пьезорезистивные датчики. Они недороги, компактны и обеспечивают хорошую точность измерений. Выходной сигнал датчика обычно пропорционален приложенному давлению.

Виды датчиков давления воды для Arduino

Для работы с Arduino подходят следующие типы датчиков давления воды:

Аналоговые датчики с выходным сигналом 0-5В
Цифровые датчики с интерфейсом I2C или SPI
Датчики с частотным выходом
Датчики с выходом типа «открытый коллектор»

Аналоговые датчики наиболее просты в подключении — их выходной сигнал можно напрямую подать на аналоговый вход Arduino. Цифровые датчики требуют программной реализации протокола обмена данными, но обеспечивают более высокую точность.

Как правильно подключить датчик давления к Arduino

Типовая схема подключения аналогового датчика давления к Arduino:

Питание датчика (+5В) подключается к выводу 5V Arduino
Земля датчика (GND) — к выводу GND Arduino
Выходной сигнал датчика — к любому аналоговому входу Arduino (А0-А5)

Для повышения точности измерений рекомендуется использовать стабилизированное питание датчика и экранированный кабель для передачи сигнала. Некоторые датчики требуют подтягивающего резистора на выходе.

Калибровка и настройка датчика давления воды

Для корректной работы датчик давления необходимо откалибровать. Основные этапы калибровки:

Определение диапазона выходного сигнала датчика при известном давлении
Построение калибровочной кривой
Программная компенсация нелинейности и температурной зависимости
Периодическая проверка калибровки с помощью эталонного манометра

В большинстве случаев достаточно линейной аппроксимации характеристики датчика. Для повышения точности применяют полиномиальную аппроксимацию высоких порядков.

Области применения датчиков давления воды

Датчики давления воды на базе Arduino широко применяются в следующих областях:

Системы водоснабжения и водоотведения
Автоматизация полива и орошения

Контроль уровня воды в резервуарах
Системы пожаротушения
Метеорологические станции
Аквариумистика

Датчики позволяют контролировать давление в трубопроводах, предотвращать аварийные ситуации, оптимизировать расход воды. На их основе создаются «умные» системы управления водоснабжением.

Создание системы мониторинга давления на Arduino

Базовая система мониторинга давления воды на Arduino включает:

Датчик давления
Arduino с программой считывания и обработки данных
ЖК-дисплей для отображения текущего давления
Модуль хранения данных (SD-карта, EEPROM)
Модуль передачи данных (Wi-Fi, Ethernet, GSM)

Система позволяет отслеживать давление в реальном времени, сохранять историю измерений, передавать данные на сервер. При отклонении давления от нормы возможна подача сигнала тревоги или автоматическое управление насосами.

Преимущества использования датчиков давления на Arduino

Применение датчиков давления воды совместно с Arduino дает ряд преимуществ:

Низкая стоимость компонентов
Простота подключения и программирования
Гибкость и возможность расширения системы
Широкий выбор совместимых датчиков и модулей
Большое сообщество разработчиков

Arduino позволяет быстро создать прототип системы мониторинга давления и при необходимости масштабировать её до промышленного применения. Открытая архитектура платформы обеспечивает простую интеграцию с другими системами.

Типичные проблемы при работе с датчиками давления воды

При использовании датчиков давления воды могут возникать следующие проблемы:

Нестабильность показаний из-за пульсаций давления
Дрейф нуля и чувствительности датчика со временем
Повреждение датчика при превышении максимального давления
Коррозия и загрязнение чувствительного элемента
Ошибки измерения из-за воздушных пробок в системе

Для устранения этих проблем применяют фильтрацию сигнала, периодическую калибровку, защиту от перегрузки, химически стойкие материалы. Важно также правильно подобрать тип датчика под конкретную задачу.

Реле Давления v2.0 — revival / Хабр

Прилетело НЛО и опубликовало эту фразу

Пусть эта ламповая статейка даст немного радости в столько серые будни не только белорусов, но и всех остальных.

Обзор реле давления первого поколения с дополнениями

Большая коробка с магией внутри 🙂

Первая версия моего электронного реле [статья: https://habr.com/en/post/408933/] была большой, толстой и с кнопками по бокам, торчащими как рога у быка. Вот так всегда, когда нет ограничений по размерам, что уж нам мелочиться то…

Версия 1.0 вышла на всеобщую критику 4 года назад на базе Arduino (не оригинальной) с большим синим экраном на 4 строчки. Тогда это казалось волшебством, а сейчас обыденностью. Как быстро мы привыкаем к хорошим вещам и забываем радоваться мелочам. Итак: «погнали наших городских!«

Флешбэк

Кстати, помните фотку бани с прошлого поста? Загляните ради интереса https://habr.com/en/post/408933/, посмотрите. Спустя годы, сейчас у нас вот так:

2021 — вид на баню с харчевней (казан + тандыр)

Как пела в детстве наша дочь: — И пусть летят гага. .. мы не забудем Вас никогда…»

Исправления, улучшения, обновления в процессе эксплуатации v1.5

Под шумок прилетело много обновлений со стороны пользователей, которые помогли улучшить код и натолкнули на мысль: «а нафиг столько всего… надо упрощать».

По факту перешел на mini Arduino, упростил экран, взяв меньший по габаритам и убрал боковые кнопки, которые выставляли верхнее и нижнее давление (нижнее давление говорит когда насос надо включать, верхнее — когда его надо выключать). А накой они, когда давление выставляешь один раз. Настройки начали «залетать» с прошивкой в виде статических переменных. В целом я решил пойти по пути разработки через тестирование прототипа. Внутри каждого из нас живет свой маленький дорогой наш, Маск Илонович:) — который периодически просыпается и подкидывает пищи для размышлений, надо лишь поверить в него и не оборачиваться на лица с «вопросами».

Реле на 220 В, 40 А с радиатором охлаждения

В процессе понял, что реле на 25А греется от 1kW насоса, который колошматит на три дома. Заменил на 40А и посадил на радиатор. Боковые кнопки почти не использовал, поигрался и вырезал из прототипа. А придуманный мной алгоритм предварительного включения реле даже не запускал в продакшен. Придумал же себе такое дело, если скорость падения давления в баке превышает «некий» порог, не дожидаясь падения до нижнего давления, включать насос на опережение.

Arduino прошивка доступна здесь: https://github.com/abogdanovich/pressure_sensor_arduino

Фобии, ужастики и отказы за 4 года v1.5

За 4 года эксплуатации произошел только один отказ. Ошибки свои надо признавать и не давать другим их повторять. Данный отказ вылез через 2 года эксплуатации и чуть не стоил мне гидроаккумулятора и мокрых штанов. Глаза округлились, когда я увидел в гараже, как из-под гидроаккумулятора капает водичка…

Кто видел, как производят гидравлическое тестирование ракет на разрыв, тот поймет всю картину происходящего. Ну так вот… хорошо, что мой насос максимально 8Bar накачивает, а гидроаккумулятор способен выдерживать до 10Bar. Это и стало ключевым моментом спасения на максималках.

Ошибка закралась в коде, где идет проверка показания давления с дополнительной проверкой, для проверки выхода за пределы установленного значения. Так сказать, двойная проверка самого себя. И вот… случилось так, что я прошляпил в коде такой редкий случай, когда показания давления вызвали сбой, установилась ошибка датчика, и при этом, заблокировалась вторая проверка на выключение насоса, когда он выходит за пределы максимально допустимого давления.

Гидроаккумулятора накачанный на 8 Bar с максимальным давлением на 10 Bar

Недоглядел Михалыч 😊 и словил «гидротест» бака. А сам бак у горловины поднялся на 1см от давления. Металл горловины, где сужение, выдавило немного наружу. Бак по-прежнему работает и не жалуется, только краска на нем облезла после испытаний 🙂

А теперь самое ценное за 4 года — 2 фотографии сенсора, который под давлением 4-5Bar проработал 4 года в водной среде. Изготовитель Китай. Датчик до сих пор работает!

Датчик давления 4 года работы в водной среде — 4-5Bar давления.

Вода у нас чистая (60 метров скважина) и я прям не ожидал, что под давлением могут сформироваться такие экскременты :). Твердые кальцинированные образования с черно зеленоватым оттенком. Подозреваю в этом медь и латунь в контакте с другими металлами дают некую «контактную коррозию». Если у Вас есть мысли — напишите их в комментарии. Миф о том, что это чудо проработает месяц — разрушен официально 🙂 — хаха! Mythbusters прям получился. Заменил на новенький, прокачал бак и получил значения такие же, как на механическом манометре.

Других нареканий не было. Показания по давления совпадают с манометром с небольшим отклонением, которое заложено в самом датчике. Включение и выключение происходят тихо, насос работает исправно, ничего не греется, Ардуина не зависает, не поржавела, не замерзла (+2..+5 градусов зимой без отопления в гараже). Из функционала включения и выключения, оставил ещё хранение данных на самой Ардуина и загрузкой из памяти eeprom. Знаю, знаю. .. с eeprom баловаться можно до поры до времени, поэтому запись организовал с редким интервалом записи. И тут мне пришла мысля…

Cейчас народ подкатит с фразами «чем проще устройство тем надежнее…» — ну так они до сих пор и летают на аппаратах производства СССР.

Надо пробовать двигаться вперед!

Переход на новое реле давления v2.0 – MicroPython на базе ESP8266

И чего мне не спалось то….

Все бы хорошо… Шел бы тандыр коптить, да плов жарить, но нет, душа рвется в бой, да ещё с ESP8266, да MicroPython «намазывая». И в доме все на них, управляется, да через телефон. Приятно ж то, как 😊.

Второе поколение реле давления на базе ESP8266 Полевые испытания

Как раз на замену надо второе реле давления, на всякий случай. А то пишут вурдалаки, китайское реле давления проживет у тебя месяц, да все прогноз сбыться не может. А я спать не могу теперь. А им тоже не спиться, вот так все и ждут…

Решил я податься во все тяжкие, да запилить на базе ESP8266 + MicroPython. Ещё данные хорошо бы в mongodb складывать и красивые графики рисовать. А потом много возможностей для анализа данных и генерации статистики. Полезно и лишним не будет. С такими набором данных можно будет и прогнозы подкачки давления в гидроаккумуляторе планировать. … опять спать не буду спокойно. Ай ну и ладно – интересно же!

Плюсы перехода на модуль esp8266

А что из плюсов и зачем на ESP8266, да ещё с каким-то MicroPython? А тут все просто: попробовал ESP8266 через телефон хоть раз, уже на Ардуино и смотреть не хочется. Не то что делать что-то там…

ИМХО, ESP8266 – это как электрокар против ДВС. Возможности обратной связи c выходом на просторы интернета, оперативность выполнения задач. Я молчу уже про монстра ESP32. Arduino хорош для пробы, этакий старый добрый корвет, с возможностью нарисовать «квадратики» и поморгать светодиодами, для старта автоматизаторов.

Схема нового реле давления на базе MicroPython

Перейдем к исполнению нового устройства и рассмотрим поближе, какие компоненты у нас будут, что требуется установить и как мы будем код писать. Я вот сидел и думал, а как обозвать это устройство, а то устал писать «замена механического реле на электронное» — вот Вы подскажите вариант названия этого устройства в комментарии, будет интересно почитать Ваши предложения!

Схема обновленного устройства реле давления

Пока я дописывал статью и тестировал датчик, спалил одну ESP8266 (причины не известны… такое бывает). Так же у меня развалился mini oled дисплей, а старый (4*20) дисплей отказался работать.

И что Вы думаете? Да я плюнул, выкинул обвес дисплея и решил идти дальше, по хардкорному, а точнее — NodeMCU + реле + датчик давления. Все, хватит эти красивые синие экранчики, теперь все будем смотреть через MQTT протокол на экране нашего телефона!

Итак у нас есть:

датчик давления, который мы купили на aliexpress
реле на 40А,
~~мини дисплей OLED I2C 128*32~~,
насос (автоматика)
ESP8266. Покупайте 12e\f модификацию на базе NodeMCU, сразу распаянный чип со всем обвесом. Раньше я покупал чистый чип и занимался ерундой, пытался припаивать нужные резисторы, но это все от лукавого 🙂 — ну его!

ESP8266 состоит из 2 плат. Основа «бутерброда» NodeMCU (например, модификаций много всяких), это которая с ножками и подписанными пинами, micro-USB входом и кнопочками RST (reset) и FLASH (ранее использовалась при прошивке), а так же самим чипом ESP8266, который питается от 3.3V с wifi антенной и металлизированным панцирем, закрывающим собственно сам чип от

~~вредителей~~ внешнего мира.

Analog-to-digital converter и делитель напряжения

Резко так погружаемся в те места, которые будем использовать при работе, но не те, которые Вы подумали :). Мы рассмотрим лишь то, что касается данной статьи.

Стоит рассказать несколько нюансов чтения данных ESP8266 через аналоговый пин A0 — ADC — он же Analog-to-digital converter.

Что бы замерять напряжение на ESP8266, ADC позволяет измерять интервал от 0 до 1V. Такой глупости нет на Arduino и это автоматически делает Arduino превосходным «безгеморным» бордом для начинающих. А вот кто вкусил ESP8266, тот уже наверняка познакомиться с понижением сигнала (напряжения) от датчика от стандартных 5V до max 1v. Вход A0 на борту NodeMCU, позволяет понижать напряжение с 3.3V до 1V. Там уже встроен делитель напряжения. Но у нас сенсор выдает 0.5 — 5v и нам надо что то с этим делать! Значит надо понизить с 5 до 3.3, а NodeMCU уже подхватит и понизит до 1V. Все просто, нам надо от сенсора припаять резистор 1K и 2K и между ними снимать показания и передавать на A0 pin.

Больше информации, уважаемый читатель, сможет найти в интернете с более подробными объяснениями. Интересно, какие Вы делители напряжения ~~напрягали, делили и~~ применяли и где? Напишите в комментарии, интересно почитать.

C железом все понятно, крутим все провода, паяем, где-то «благим словцом» покрываем. Как соединить реле, сенсор и дисплей, показано на картинке выше. Не ленитесь «гуглить» в случае непонятного подключения. Реле заводим на 14 pin,

~~дисплей на 4 и 5~~, а сенсор на adc 0. Питаться надо правильно, поэтому мощность блока для ваших устройств рассчитывайте, что бы хватало и для ESP8266 и для датчика давления. Выходное напряжение блока питания 5 вольт с силой тока > 0.5A. Берите с запасом, иначе можно «ловить» глюки и непонятные явления в виде летающих НЛО на вашей базе под названием «ESP8266».

Настройки программного обеспечения

Код писать будем в PyCharm, в котором можно установить библиотеку MicroPython и наслаждаться возможностью «заливать» \ «прожигать» код прямо из PyCharm IDE. Легко, просто и быстро!

Тошним с прошивкой MicroPython в Pycharm

Ставим PyCharm Community IDE https://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=windows
Устанавливаем plugin MicroPython https://plugins.jetbrains.com/plugin/9777-micropython
Необходимо скачать и установить esptool https://github. com/espressif/esptool
Зайти на сайт MicroPython и скачать последнюю стабильную прошивку для ESP8266 https://micropython.org/download/esp8266/
Подключить ESP8266 к USB порту и выполнить в терминале 2 команды, предварительно узнав, какой COM порт был назначен ESP8266, когда Вы её воткнули в USB, выполняем команду:
1. esptool.py —port COM_PORT erase_flash (сотрет начисто все, что там затаилось)
2. esptool.py —port COM_PORT —baud 115200 write_flash —flash_size=detect -fm dio 0 esp8266-downloaded-formware-from-web-site.bin (esp8266-downloaded-formware-from-web-site.bin — имя файла, который Вы скачали с сайта MicroPython)

Все готово, ~~что бы спалить наш первый ESP8266~~, что бы вдохнуть жизнь в Ваш модуль.

Код

Сливаем код https://github.com/abogdanovich/micropython_esp8266_pressure-sensor и открываем проект в PyCharm студии.

Нажимаем магическую комбинацию: Ctrl + Altr + S. Идем в Languages & Frameworks -> MicroPython -> и отмечаем чекбоксы: Enable MicroPython support | Auto-detect device path

Выделяя каждый файл проекта в окошке файлов проекта (слева), выбирайте Run <filename>, что бы залить каждый файл на ESP8266.

Незабываем! Проверить все настройки кода в главном файле main.py: —

Для mqtt_channels надо вбивать 2 названия, первое будет использоваться для отсылки данных по давлению, второе для экстренного отключения реле (в случае чего).
Указать начальные параметры для сенсора, нижнее и верхнее давление

sensor = SmartWaterSync(
            wifi_ssid="",
            wifi_pass="",
            mqtt_username="",
            mqtt_password="",
            mqtt_channels=("smarty/water_pressure", "smarty/water_relay",),     # write topic, read topic (on\off relay)
            output_channels=('mqtt', 'db'),     # possible: mqtt, display, db
            low_pressure=4,                     # bottom ON pressure
            high_pressure=5,                    # up OFF pressure
            max_sensor_pressure=12,             # the max sensor pressure according to specification
            sensor_raw_offset=43,               # define the default value from sensor
            sensor_min_raw_for_error=30         # define this to call ERROR state and disable RELAY \ STOP working
        )

После заливки всех файлов, Ваше устройство оживет ~~и на дисплее будут показания~~ и esp8266 начнет моргать каждую секунду. Это индикатор работы модуля. Если он моргает и не горит постоянно — значит с кодом более менее все хорошо. Код я рекомендую разобрать самостоятельно. Если Вы желаете внести улучшения либо оптимизировать — милости прошу в гит реквесты. Весь код построен на асинхронном выполнении нескольких задач:

чтение данных с сенсора и принятие решения о включении \ выключен
попытка подключиться к Wifi сети
попытка подключиться к MQTT серверу
отсылка данных в каналы, которые Вы определили при старте: mqtt, db, display.

При старте, все задачи стартуют и пытаются выполнять все что им велено. Я максимально постарался обвернуть все выполнения задач в свой try блок, что бы при возникновении ошибки, не прерывался общий процесс работы модуля и все шло своим путем. Есть идеи? — Пишите!

Сбор данных

На моем локальном сервере, который успешно ~~пылиться~~ прохлаждается в гараже уже 7-ой год, есть все что мне надо: mqtt сервер, видео сервер (motion), mongoDB и Flask.

Для записи данных я использую mongoDB + Flask связку. Можно отправлять данные напрямую из ESP8266 (честно, ещё сам не пробовал использовать эту библиотеку), а можно через http request «прокидывать» данные во Flask, производить нужные манипуляции и укладывать данные «штабелями» в базу. Это не совсем производительно, но дает возможность в предварительной обработке данных. Да фиг с ним, пусть что-то останется для Вашей оптимизации. Каждому по софтварному пирогу.

Описывать обработку и хранение данных на Flask \ mongoDB нет смысла, так как это выходит за рамки данной статьи, да и Вы уже знатно подустали. Отдельно отмечу мобильное приложение для чтения данных через mqtt протокол.

MQTT Dash — самое достойное приложение с поддержкой MQTT протокола

Сколько себя помню — столько пользуюсь самым крутым приложением поддерживающим напрямую протокол MQTT (только для Android пользователей). Автор — если ты читаешь хабру — от души, огромное спасибо тебе и продолжай развивать проект, фиксить баги. Ты — красавчик. Остальные приложения нервно курят в сторонке. Если кто-то готов возразить, милости прошу в комментарии. Спасибо автору, за возможность без рекламы пользоваться полноценным функционалом. Ссылка на приложение https://play.google.com/store/apps/details?id=net.routix.mqttdash

Если вы используете закрытый MQTT сервер какого либо онлайн сервиса (открытый даже не пытайтесь), или используете свой сервер, как в моем случае. Тогда Вы cможете настроить приложение MQTT Dash и подписаться на свой канал чтения\управления.

Заключение

Спасибо, что дочитали до конца. Произошло «возрождение» электронного реле, которое радует новым функционалом и возможностями. Накапливаю данные, которые я хочу попробовать обработать, проанализировать в дальнейшем. Если у Вас есть идеи и примеры обработки данных такого типа буду рад послушать Вас!

/ Alex B.

Автоматизация измерения давления, датчик (сравнение, ардуинство)

Данная штука измеряет давление и отдает его в виде напряжения. Мы уже смотрели стрелочный прибор, сейчас будет более продвинутая версия. Кому интересны электронные штуки прошу под кат. Будет немного математики, анализ прибора, ардуинство и прототип готового устройства.

Совсем недавно я делал обзор стрелочного прибора для измерения давления (манометра — как многие заметили в комментариях). Как ни странно, наибольший интерес там вызвал гель для придания герметичности резьбовым соединениям, кого это интересует можете почитать там ). Стрелочный прибор конечно хорошо, он показывает броски давления, легко глазом воспринимаются значения, к тому же, у прибора из прошлого обзора имеется крупный циферблат, но… лет 20 назад мы бы наверно на этом и остановились… а сейчас многие стараются автоматизировать рутинные процессы и доступность электроники всячески этому способствует. Поэтому предметом обзора стало устройство преобразующее давление в напряжение, которое легко подается оцифровке и последующему анализу, многие процессы нуждаются в таких действиях, поэтому, думаю тема интересная.

Я заказал два прибора (курс был не такой конечно), на 5 атмосфер (как и стрелочный прибор из прошлого обзора) пришли в конверте с пупыркой, фото

Размеры:

Как видно на фото, прибор имеет гнездо куда подключен разъем с проводком, разъем герметичен благодаря прокладке. Продавец клянется что прибор подходит как для воды так и для газа.

Первым делом обжимаем кончики проводков, обжимкой из этого моего обзора. Так будет проще с ним работать на этапе тестов.

Особых примечательностей снаружи нет, соответственно переходим к электрическим измерениям. Кабель от прибора содержит 3 проводка: красный (питание +5 В), черный (земля) и желтый — собственно сигнал в виде напряжения.
Подав питание, измерим ток потребления:

Для дальнейших измерений потребукется источник давления, с возможностью регулировки. На эту роль любезно согласилась компрессорная станция:

Я уже писал, что один выход станции имеет редуктор с манометром, позволяющий менять выходное давление от 0 до 8 атмосфер — вот он нам и нужен. Собираем нехитрый стенд из предмета обзора, макетной платы с источником питания, вольтметром и проводками.

Без давления на выходе прибора 0.5 В.

Попробовал дунуть в него 🙂 вольтметр показал слабые возможности моего дыхательного аппарата — 0,67 В, но главное прибор реагирует.

Включаем компрессор и пару минут наслаждаемся неслабым звуком его двигателя.
Далее собственно измерения, тут лучше показать чем говорить:

При чуть больше чем 5 атмосфер, показывает 5,05 В и выше показания не меняются, 8 атмосфер выдержал спокойно. Видим что продавец слегка слукавил — у него на странице немного другие значения, в частности верхнее он обещает 4.5 а по факту 5.05. Но ничего, мы выведем это дело на чистую воду. В целом ясно что прибор работает…

На этом можно заканчивать обзор, но… так ведь скучно, правда? Не всем понятно, как это использовать, к тому же, многие муськовчане ждут своих халявных ардуин по распродаже… В общем, соберем макет реального прибора.

Исходные данные: 0 атмосфер — 0.5 В, 5 атмосфер — 5 вольт. А теперь нужно получить функцию зависимости атмосфер от вольт. Все помнят школьный курс геометрии? Как построить прямую по двум точкам? Оставлю этот вопрос для проработки читателям, в комментах проставим оценки :). Итоговое уравнение:
-4.5x + 5y — 2.5 = 0
x = 1.111 y — 0.555
где — x — давление, у — напряжение на выходе прибора

Возьмем Arduino Nano, покомпактней (чтоб таскать в сарай на свидание к компрессору 🙂 ). Еще нам нужен показометр, чтоб все визуально оценить! (конечно, на самом деле, мне не хотелось тащить ноутбук в сарай), показометр нам вполне подойдет из обзора про температуру в бане (естественно, я не вынимал тот из стены, я заказал их 4 или 5 уже не помню… штука нужная). Подключаем индикатор на 3,4,5 пины Nano, а наш заветный прибор на аналоговый вход a1. Кстати, китаец там что-то писал про цифровое измерение, меня это немного напрягло до получения прибора, так как боялся получить кирпич с непонятным протоколом, но оказалось все проще. Эх… у Nano только один выход 5В придется прибегнуть к помощи макетной платы, ну и ладно. Результат в виде макета:

Вроде все хорошо, но наше решение программное, соответственно нужен скетч, конечно я долго и тщательно его писал и отлаживал, аж целых 10 минут. Поэтому давление на космических объектах данным программным обеспечением измеряйте с осторожностью.
Вот код (кота в этот раз не будет 🙂 ). Там есть еще один нюанс — аналоговый вход дает значение от 0 до 1024, соответственно нам нужно помножить результат на 5 и поделить на 1024, что и проделано в скетче.

Прибор работает в режиме покоя показывая то 0.00, то 0.0.1, то -0.00 — нас все эти результаты устраивают… Дунем в него — 0.21 атмосферы… ну и ладно главное, что реагирует. Топаем со всем этим хозяйством в сарай.

Вот тут картинки интереснее чем при прошлых измерениях (местами почему-то шкала манометра засветилась, но фоток с ним достаточно и, думаю, всем все будет понятно):

В целом прибор годный, измерения проводит, результаты очень близки к показаниям манометра. Конечно, имея значения в ардуино — легко их передать по сети или обработать, даже в моих обзорах такое не раз проделывалось. Я планирую интегрировать его в водопроводную систему для мониторинга, настройки реле и давлений гидроаккумуляторов (ну может еще чего 🙂 ).

Всем спасибо, надеюсь кому-то поможет сделать свою жизнь более комфортной, ну или хотя бы немного повеселило в процессе чтения.

Все покупалось на свои деньги, для конкретных целей.

Пес мой обиделся за картинку в прошлом обзоре, поэтому теперь так 🙂

Gravity: Analog Water Pressure Sensor

Order before 23:59, same day shipping

Opencircuit
Modules
Sensor modules
org/ListItem»> Other modules
Gravity: Analog Water Pressure Sensor

€ 24 ,60€ 20,30 Искл. НДС (NL)

Заказано до 23:59 , отправлено сегодня. … шт. на складе

Показать скидки за объем

Купить 10 штук по € 23,94 за штуку Скидка 3%
Купить 25 штук по € 23,33 за штуку Скидка 5%
Купить 50 штук2 по € 28,7 % скидка
Купить 100 штук по € 22,10 за штуку 10% скидка
Купить 500 штук по € 21,49 за штуку Скидка 13%

Доставка от € 5,95 (NL) 30 дней охлаждения -off

Гравитация: Аналоговый датчик давления воды

Неинвазивный датчик тока — 30A

 Гравитация: Датчик расхода воды (1/2″) Для Arduino

Часто покупают вместе Общая цена:

Это датчик давления воды использует 3-контактный интерфейс DFRobot Gravity. Он поддерживает стандартное входное напряжение 5 В и линейное выходное напряжение 0,5–4,5 В.Он совместим с несколькими контроллерами Arduino.Координация с DFRobot Gravity IO Expansion Shield, датчик давления воды может быть подключен к Arduino плата, без проводки

Вкратце, этот датчик давления воды представляет собой стетоскоп к водопроводной трубе. Это поможет вам диагностировать, есть ли вода, насколько сильный напор воды. Его можно широко применять для систем управления умным домом (SCS), Интернета вещей (IoT) и обнаружения устройств.

Характеристики

Поддержка определения давления воды в системах водоснабжения живых объектов, таких как дома, сады и фермы.
Поддержка обнаружения давления воды на открытом воздухе, например, в реках, озерах и море.
Поддержка обнаружения давления воды в резервуарах;
Поддержка определения уровня жидкости в особых ситуациях в указанной жидкости;

Спецификация

Среда: жидкость/газ без коррозии
Проводка: Gravity-3Pin (Signal-VCC-GND)
Диапазон измерения давления: 0~1,6 МПа
Точность измерения: 0,5%~1% полной шкалы (0,5%, 0~55°C)
Резьбовое соединение: G1/4
Переходник: G1/2 на G1/4
Уровень водонепроницаемости: IP68
Рабочая температура: -20~85°C
Время отклика:
Ток покоя: 2,8 мА
Давление: ≤2,0 МПа
Поврежденное давление: ≥3,0 МПа
Срок службы: 10 000 000 раз

Вопросы клиентов

Q Задать вопрос

Отзывы покупателей

10 Недавно просмотренные товары 2 Рекомендованные товары0121

Как работает датчик давления воды — Производство печатных плат и сборка печатных плат

Вы когда-нибудь задумывались, как давление воды влияет на нашу повседневную жизнь? Мы часто воспринимаем давление воды как должное, от кухонных труб до стиральных машин. Но каково давление в наших домах? Как кипящая вода, которая происходит на уровне моря, ощущается в нормальных условиях? Мы рассмотрим, как работает датчик давления воды, чтобы ответить на эти и другие вопросы.

Понимание работы датчиков давления воды необходимо в любой отрасли, связанной с водой. Неважно, дома это или в коммерческом заведении. Датчик давления воды показывает влажность, температуру и давление воды в вашем доме.

По сути, датчик давления воды предоставляет информацию о давлении и температуре воды. Чтобы получить эту информацию, вам необходимо подключить датчик давления воды к розетке вашего наружного устройства. Вы можете использовать эту информацию в своем доме, стиральных машинах и системах отопления. Если вы хотите узнать напор горячей или холодной воды дома, вам следует использовать датчик давления воды.

Что такое датчик давления воды Давление воды — это сила, приложенная к воде. Давление воды бывает двух видов: статическое и динамическое.
Статическое Статическое давление – это разница между атмосферным давлением и давлением воды в данном месте. Это также может быть между воздухом в помещении и давлением подачи питьевых кранов.
Мы можем измерить статическое давление воды, прикрепив манометр к крану или клапану или с помощью манометра на внешнем резервуаре. Однако эти методы громоздки. Следовательно, ученые разработали более простые формы измерения этого давления. Здесь на помощь приходят датчики давления воды. Эти устройства имеют устройство, которое быстро и точно измеряет давление воды.
Динамическое Другой тип давления воды — «динамическое давление». Он возникает из-за движения рассматриваемой жидкости, например волны на поверхности моря или воды, движущейся по трубе. Это движение может создать трение и турбулентность в жидкости. Кроме того, это приводит к выделению и потерям тепла. Поэтому очень важно точно измерить фактическое давление воды в трубе или резервуаре.
Наиболее часто используемым датчиком давления воды является датчик давления диафрагменного типа, приводимый в действие системой подушек и пружин. Для вас доступны различные типы датчиков давления воды. Среди них пьезоэлектрические, установленные на валу лабораторной турбины, и барометрические. Однако они не так популярны, как диафрагменные.
Датчик давления мембранного типа работает с системой подушек и пружин. У него две площадки, одна на диафрагме, а другая для крепления. Эти подушечки подключаются к камере давления для измерения давления с помощью электронной схемы.
Диафрагма также имеет небольшой зазор для уменьшения площади контакта с водой. Из-за этого давление на диафрагму будет меньше по сравнению со статическим давлением воды. Внешний диаметр диафрагмы почти прямо пропорционален толщине диафрагмы. Поэтому более толстая диафрагма предпочтительнее, так как она дает точный результат.
Как работает датчик давления воды? Датчик давления воды работает путем измерения силы (давления) на диафрагме, расположенной под поверхностью воды. Во-первых, датчик давления измеряет давление, преобразовывая его в электрический сигнал. Затем он записывает это напряжение для последующего анализа. Мы делаем это, помещая диафрагму под воду. Затем мы измеряем, как он деформируется под действием статической или динамической силы давления.
Направляет силу (давление) параллельно своей поверхности, когда диафрагма находится в покое. Распределим два полюса простого делителя напряжения по его поверхности, чтобы измерить давление воды. Нижний полюс будет находиться под водой и соединен с верхним проводом. Если существует статическое давление, то это напряжение будет постоянным. В идеальной ситуации динамического давления нет, так как такая сила не воздействовала бы на диафрагму.
Когда мы прикладываем давление воды к диафрагме, она меняет поверхностное натяжение, что приводит к изменению силы, действующей на нее. Нижний полюс делителя напряжения усилит этот эффект и изменит его значение с 1 вольта на 2 вольта и так далее. Мы преобразуем сигнал в электрический сигнал с помощью схемы и записываем его для последующего анализа с помощью блока долговременной памяти.
Варианты измерения Датчик давления воды может измерять состояние жидкой воды. Он может измерять давление жидкой воды в закрытом помещении или атмосферное давление в открытом пространстве. Датчик давления воды имеет различные режимы измерения:
Абсолют: Измеряем давление воды относительно нуля. Он похож на аналоговый манометр. Мы измеряем давление относительно эталонного значения (нуля). На датчик давления воды не влияет изменение давления в контуре жидкой воды.
Необходимо установить диафрагму над жидкостной или атмосферной средой до ее поверхности выше нуля. Он помогает измерять абсолютное давление воды. Нам нужно установить диафрагму поверх непроницаемой для жидкости емкости для измерения абсолютного давления. Например, лабораторный контейнер для воды. В этом случае диафрагма будет находиться в непосредственном контакте с водой.
Манометр: Этот метод измеряет давление жидкости около атмосферного давления. Поэтому он подобен манометру. Датчик давления воды чувствителен к изменениям атмосферного давления. Он может измерять только относительное давление. Если погрузить датчик давления воды под жидкость, контакта с атмосферой не будет и он будет работать как манометр. Если мы хотим использовать его в качестве манометра, нам нужно установить в сосуд диафрагму так, чтобы его поверхность была полностью погружена под воду.
Дифференциал: Похож на барометр. Измеряем разницу давлений между двумя точками.
Типичными методами измерения являются пипетка давления или коллектор давления). Диафрагма должна быть полностью помещена в непроницаемый для жидкости контейнер. Если мы хотим измерить перепад давления, нам нужно установить более одной диафрагмы последовательно. Мы можем использовать это для измерения падения давления на фильтрах и воздуходувках. Датчик давления воды также может измерять эту разницу давлений.
Технология датчиков давления воды Технология датчиков давления воды стабильна и надежна. Они очень точно измеряют давление жидкости в замкнутом пространстве (конденсатор). Эта технология также позволяет измерять атмосферное давление. Однако этот режим измерения не очень популярен. Это преобразователь, который генерирует электрические сигналы в ответ на изменение давления. Это сопротивление изменению давления обычно представляет собой манометр или преобразователь для измерения абсолютного давления.
Мембрана изготовлена из кремния и изгибается при изменении давления.
На нем две прокладки:
1. Одна для датчика давления
2. Другая для виброустойчивости и защиты.
Эта мембранная технология подходит для широкого спектра применений. К ним относятся клапаны регулирования давления, регуляторы расхода воды, циркуляционные насосы и воздушные эжекторы. Кроме того, он обеспечивает выходные данные с отсчетом от нуля в очень маленьком корпусе.
Конструкция мембранного датчика состоит из анодированного алюминия. Он использует систему управления электрической цепью для контроля выходного давления. Соединяем монтажный металл с верхней частью диафрагмы пружинным зажимом и механизмом нижней гайки. Крепежные стержни также регулируются. Это позволяет изменять положение в разных точках диафрагмы.
Установка датчика давления воды Датчики давления воды необходимы для быстрой и точной установки. Обычно для их установки даже не требуется профессионал, такой как Rayming PCB & Assembly . Процесс очень простой и не требует особых навыков или оборудования. Для некоторых типов датчиков давления воды требуется дополнительный трубопровод. Другие могут не требовать сверления или резки стенки трубы.
Рекомендации по установке датчика давления воды При установке датчика давления воды необходимо соблюдать некоторые важные моменты:
1. Мы должны измерять статическую жидкую среду. Делайте это в закрытом помещении, где поток воды с динамической скоростью не будет воздействовать на диафрагму. Если это невозможно, мы можем установить на месте дополнительный расходомер для измерения расхода.
2. Необходимо знать статическое давление воды (атмосферное давление). Это важно, потому что мы используем его в качестве ориентира.
3. Следует избегать чрезмерных помех на выходном сигнале на выходном разъеме датчика. У нас может быть шум от телефонных линий или фонариков на других датчиках.
4. Избегайте любого контакта или короткого замыкания, которые могут привести к неправильному измерению давления воды.
5. Необходимо избегать ношения диафрагмы (между датчиком и контейнером).
6. Убедитесь, что короткое замыкание или протекание сильного тока не повредят датчик.
7. Не следует подключать напряжение выше 0,01 вольта (очень велика опасность перенапряжения).
8. Для дистанционного измерения давления воды мы можем использовать электрический датчик и модуль связи (EPROM или ROM). Мы используем их для отправки выходного сигнала на датчик, не устанавливая его на месте.
Обслуживание датчика давления воды Датчики давления воды не очень дороги и требуют минимального обслуживания. Срок их службы составляет от 4 до 10 лет (в зависимости от модели). Вы должны заменить их, если они начинают давать ненадежные результаты. Самое главное помнить, что не стоит ремонтировать датчик давления воды самостоятельно. Производитель даст гарантию. Обязательно возьмите с собой калибровочный сертификат, если вы хотите, чтобы его обслуживал профессионал.
Калибровка датчика давления воды Датчики давления воды имеют уникальную и простую в использовании систему калибровки. Калибровать их очень легко. Датчики давления воды — это точные приборы, калибрующие их по статическому давлению. Процесс калибровки довольно прост. Для этого не нужны никакие специальные инструменты или оборудование. Калибровка может дать правильный результат измерения давления воды с использованием фиксированного эталонного значения.
Мы должны откалибровать датчик давления воды в следующем:
1. Измеряем давление воды в контрольной точке на диафрагме. Поэтому мы должны измерять несколько раз (в разное время).
2. Выполняем процедуру калибровки, помещая откалиброванное эталонное давление в контакт с датчиком на несколько секунд. Результатом будет выходной сигнал. Он показывает разницу между двумя точками на диафрагме.
3. Мы выполняем математический расчет, чтобы сравнить его с известным значением и распечатать его на нашем компьютере или принтере. Таким образом, мы измерили измеренное давление воды. Мы можем определить давление воды в контейнере датчика с помощью простого уравнения.
4. Падение давления датчика зависит от нескольких факторов. К ним относятся толщина стенки, удельный вес жидкости и номинальное давление. На этот фактор не стоит обращать особого внимания, так как для его компенсации можно использовать регулируемую диафрагму. Падение давления обычно составляет менее 0,1 бар (при полной шкале).
Различные выходные сигналы датчика давления воды Датчики давления воды могут измерять широкий диапазон давления воды. Это зависит от модели датчика. Большинство датчиков давления воды имеют выходной сигнал напряжения. Но некоторые модели имеют токовый выход. Поэтому, в зависимости от области применения, мы можем использовать любую модель датчика давления воды. Это дает нам адекватный уровень точности в измерении наших потребностей.
Мы используем выходной сигнал напряжения датчика давления воды в самых разных приложениях. Он имеет широкий динамический диапазон и достаточно точен для прямой калибровки по статическому давлению. Мы можем разместить выходной сигнал в очень маленьком корпусе. Таким образом, вам не нужно вынимать его из водопроводной системы и устанавливать на свой инструмент. Мы можем отображать выходной сигнал датчика на нашем ПК или ПЛК для дистанционного управления или мониторинга.
Токовый выходной сигнал, который мы можем использовать в системах, где скорость измерения важнее точности. Например, перепад давления на датчике выше. Но он очень быстро реагирует на изменения давления в качестве датчика расхода (т. е. массового расходомера).
Этот тип выходного сигнала полезен в приложениях, требующих частых измерений, например, в системах фильтрации и мониторинге расхода котла.
Датчик давления воды Arduino Мы можем использовать плату Arduino для измерения датчика давления воды. Arduino — это платформа с открытым исходным кодом, которая позволяет пользователям создавать интерактивные устройства и программное обеспечение.
Датчик давления воды может измерять изменения расхода через фильтр или контур насоса. Это возможно с помощью емкостного датчика перемещения.
Аналоговый сигнал напряжения с датчика давления воды будет поступать на один из цифровых входных контактов платы Arduino. Затем он может обработать его и передать наше программное обеспечение или приложение.
Конструкция печатной платы датчика давления воды Arduino очень проста. Реле или оптоизолятор могут соединять датчик с процессором. Схема состоит из датчика давления воды, платы Arduino, реле и оптоизолятора.
Оптоизолятор соединяет датчик с платой Arduino, чтобы изолировать оба напряжения. Дополнительно подключаем датчик давления воды с резистором 10 КОм и схемой делителя напряжения. Наконец, он позволяет использовать некоторые другие контакты Arduino в качестве входных данных.
Мы можем легко прикрепить датчик давления воды к печатной плате с помощью винтовых клемм. На плате Arduino установлен процессор ATmega32U4, который может обрабатывать до 5 В и частоты 16 МГц.
Датчик давления воды Mercruiser Он может контролировать негерметичную или перегретую систему охлаждения двигателя или трансмиссии. Датчик подает сигнал тревоги при обнаружении утечки воды. Это дает вам возможность устранить проблему до того, как она нанесет какой-либо ущерб двигателю.
Мы можем разместить датчик давления Mercruiser в системе охлаждения для отслеживания утечки воды. Он имеет диапазон температур от 0 ° C до 140 ° C и диапазон давления от 0 бар (0 фунтов на квадратный дюйм) до 15 бар (210 фунтов на квадратный дюйм). Его измерения точны и надежны.
Датчик использует биметаллическую пластину для измерения температуры. Дисульфид молибдена покрывает биметаллическую полосу. Именно в корпусе датчика изменяется электрическое сопротивление при разных температурах.
Биметаллическая пластина меняет электрическое сопротивление при изменении температуры. Датчик может контролировать температуру охлаждающей жидкости, моторного масла или уровень трансмиссионной жидкости.
Датчик точен и надежен. Это поможет вам во многих приложениях, где вам нужно знать температуру вашей системы охлаждения. Датчик отправит информацию о температуре на ваш компьютер для мониторинга в режиме реального времени.
Этот датчик можно использовать в тех случаях, когда необходимо погрузить его в воду или масло. Однако в некоторых случаях это может принести больше вреда, чем пользы.
Факторы, которые следует учитывать при выборе хорошего датчика Поправочный коэффициент датчика должен быть как можно ближе к номинальному значению. Это сведет к минимуму ошибки, чтобы вы могли напрямую сравнивать результаты.
Падение давления датчика в приложениях также зависит от нескольких факторов. К ним относятся:
1. Тип измерения (абсолютное или манометрическое) При выборе подходящего манометра следует обращать внимание на его точность. Мы можем выбрать манометр с точностью 1% или более.
Наше приложение не требует считывания абсолютного давления, но измеряет расход жидкости. Поэтому мы должны использовать измерительный датчик, подключенный к нашему расходомеру или другому расходомерному устройству. Тем не менее, мы все еще можем откалибровать манометр или датчик для измерения нашего расхода, будь то манометрический или абсолютный.
2. Диапазон измерения давления Диапазон датчика напрямую влияет на величину давления, которую может выдержать наше измерение. Мы расширяем наши измерения по мере увеличения диапазона. Это делает наш прибор более универсальным для нескольких применений. Поскольку это проект экономии средств, мы должны выбрать датчик, диапазон которого покроет большинство наших потребностей. Избегайте покупки другого вскоре после этого.
3. Точность Точность датчика давления зависит от его типа и диапазона. Датчики высокого класса должны иметь лучшую точность, чем датчики низкого уровня или экономичного класса. Но в целом жидкости под давлением имеют более высокое давление (примерно до 100 фунтов на квадратный дюйм), чем воздух (около 0 фунтов на квадратный дюйм). Таким образом, диапазон давления от 0 до 10 фунтов на квадратный дюйм достаточен для большинства применений.
Поскольку мы увеличиваем размер нашего расходомера, мы, скорее всего, захотим увеличить диапазон давления.
4. Совместимость с носителями Обеспечение совместимости носителя с нашим датчиком является одним из важных факторов при выборе хорошего датчика. Мы можем использовать столько разных типов носителей, сколько захотим, но некоторые из них не будут работать вместе. Кроме того, мы делаем некоторые датчики для конкретных материалов, а не для других материалов без настройки.
Большинство датчиков давления подходят для сред с низким давлением и высокой температурой. Они больше подходят для манометров промышленного назначения. Некоторые датчики могут работать даже со средой очень высокого давления. Но вы можете использовать их только в редких случаях и при особых обстоятельствах.
5. Влагостойкость Используйте датчик в системе, заполненной маслом или водой, если он не является влагостойким. Масла и жидкости имеют тенденцию скапливаться на поверхности уплотнения, что делает показания датчика неточными. Они также разрушат уплотнение, создав пыль внутри системы или повредив датчик.
Некоторые датчики специально разработаны для использования в воде и масле и могут выдерживать воздействие влаги.
Провода датчиков изготавливаем из бериллиевой меди. Они предотвращают короткое замыкание при попадании влаги в цепь.
6. Диапазон рабочих температур Причина, по которой большинство датчиков работают при высоких температурах, заключается в защите всей системы. Поэтому они обычно рассчитаны на работу при температуре 120 °C или выше. Но эти датчики могут не подходить для всех приложений. В зависимости от его типа его рабочая температура может варьироваться от -30 ° C до 200 ° C, в зависимости от его типа.
Это один из наиболее важных факторов, который следует учитывать при выборе датчика.
7. Вентиляция Для вентиляции сенсора необходимо использовать тройник, колено под углом 90 градусов или другой подходящий фитинг. Если в системе есть утечки, это приведет к падению давления в линии и неточным измерениям. Если датчик измеряет давление, он также измеряет скорость потока, подключает датчик к тройнику и устанавливает заглушку обратного клапана в конце линии. Некоторые датчики имеют вентиляционное отверстие в верхней крышке, и мы можем вентилировать их с помощью небольшой трубки.
8. Вибростойкость Большинство датчиков мы устанавливаем под капотом, что делает их чувствительными к вибрации двигателя. Для предотвращения этого доступны несколько «резиновых шин». Мы также можем использовать специальные кронштейны и точки крепления. Это гарантирует высокую производительность в приложении реального времени.
Динамометр может включать систему сопротивления вибрации. Хорошим примером является прокладка между датчиком и динамометром, чтобы изолировать их от вибрации. Динамометры с хорошими системами изоляции, как правило, более точны, чем без них.
9. Проводка датчика Мы должны подключить датчик давления воды к датчику для отображения измерений в реальном времени. Хорошо использовать проводку, на которую не влияют влага и масло. Если провод загрязнился, попытайтесь очистить его, не повредив изоляцию. Если он действительно грязный, используйте более одного провода. Но будьте осторожны, чтобы не использовать слишком много проводов, которые могут вызвать электрические помехи. Соедините несколько проводов параллельно или последовательно, чтобы получить расстояние от одного из контактов. Для установки используйте провода надлежащего размера и калибра. Используйте EPROM для дополнительной защиты. Избегайте установки датчика без покрытия вместе с трансмиттером. Это поможет вам избежать возможности прямого короткого замыкания или обрыва цепи.
10. Радиочастотная идентификация (RFID) Мы можем установить в автомобиле множество датчиков давления со считывателем и передатчиком RFID. Затем приемник считывает показания датчиков без вмешательства человека. Технология RFID отлично подходит для строительных технологий. Мы используем его для автоматического подсчета и отслеживания материалов, которые перемещаются из одного места в другое.
Мы адаптируем этот принцип, используя датчики, установленные на поддонах или складах в промышленности.
11. Электромагнитные помехи Чрезмерные электромагнитные помехи могут привести к неисправности датчика.