Obvod indikátora úrovne ultrazvukového paliva

Elektronické zariadenie alebo obvod, ktorý prostredníctvom ultrazvukových vĺn detekuje a indikuje rôzne hladiny paliva v palivovej nádrži bez fyzického kontaktu, sa nazýva ultrazvukový snímač hladiny paliva.

V tomto príspevku sa naučíme, ako zostaviť jednoduchý obvod indikátora úrovne palivovej nádrže pomocou Arduina a ultrazvukových senzorov.

V každom vozidle je palivová nádrž pravdepodobne najdôležitejšou súčasťou celého systému, pretože prevádzka vozidla kriticky závisí od prítomnosti paliva v nádrži.

To tiež znamená, že sledovanie hladiny paliva v nádrži sa stáva podstatným faktorom pre majiteľa alebo vodiča vozidla.

Aj keď je väčšina vozidiel už vybavená pokrokovým digitálnym indikátorom stavu palivového senzora, vytvorenie vlastného okruhu môže byť veľmi zábavné a uspokojivé.

Upozornenie: Tento projekt slúži iba na experimentálne účely. Musí sa to robiť pod odborným dohľadom, ak sa na kvapalinu v nádrži používa skutočné palivo .

V tomto článku sa dozvieme, ako zostaviť obvod indikátora paliva na báze LED pomocou bezdrôtových ultrazvukových senzorov GSM a Arduina.

Ultrazvukový vysielač snímača paliva

Na zostavenie obvodu vysielača budete potrebovať nasledujúce moduly:

1. Arduino NANO - 1č
2. Ultrazvukový senzorový modul HC-SR04 - 1č
3. bezdrôtový modul nRF24L01 Tx / Rx - 1č

Po naprogramovaní Arduina budú musieť byť moduly zapojené podľa nasledujúceho diagramu:

Biela tabuľka vľavo hore ukazuje, ako je potrebné prepojiť pinouty modulu nRF24L01 s doskou Arduino.

Ako to funguje

Ako vidíme, v module je dvojica ultrazvukových senzorov. Jeden snímač pošle ultrazvukovú frekvenciu alebo vlnu smerom k povrchu paliva. Vlny narážajú na povrch paliva a odrážajú sa späť k modulu. Odrazené ultrazvukové vlny sú zachytené druhou jednotkou snímača a odoslané do Arduina.

Arduino porovnáva odrazený ultrazvukový čas s referenčným časom „plnej výšky“ nádrže a vytvára odhad okamžitej výšky alebo hladiny paliva.

Informácie sa potom kódujú a preposielajú do bezdrôtového modulu nRF24L01. Modul nRF24L01 nakoniec prevádza kód na RF signál a vysiela ho do atmosféry pre prijímaciu jednotku na zachytenie signálu.

Ako namontovať snímače

Po namontovaní bude potrebné nainštalovať ultrazvukový senzor na palivovú nádrž nasledujúcim spôsobom:

Ultrazvukový senzor bude treba nainštalovať vložením snímacích hláv cez dokonale dimenzované otvory a utesniť ich vhodným tesniacim prostriedkom.

Vidíme, že nádrž je špecifikovaná dvoma opatreniami, jedným je plná výška a druhým je maximálna alebo optimálna výška paliva vo vnútri nádrže.

Tieto dve opatrenia si budete musieť všimnúť, pretože je potrebné ich zadať do programového kódu pre Arduino.

Ultrazvukový prijímač snímača paliva

Na výrobu prijímača palivového snímača budete potrebovať nasledujúce materiály:

1. Arduino NANO - 1č
2. Ultrazvukový senzorový modul HC-SR04 - 1č
3. bezdrôtový modul nRF24L01 Tx / Rx - 1č
4. LED diódy, ako je znázornené na nasledujúcom diagrame - 4nos
5. Piezo bzučiak - 1č
6. 330 Ohm 1/4 wattové rezistory - 4nos

Schéma zapojenia

Po programovaní je možné rôzne moduly pripojiť nasledujúcim spôsobom:

Tu bezdrôtová sieť nRF24L01 funguje ako prijímač. Anténa zachytáva RF obsah prenášaný obvodom vysielača a odosiela ho do Arduina. Podľa programového kódu analyzuje Arduino meniaci sa ultrazvukový čas a prevádza ho do prírastkového digitálneho výstupu.

Tento digitálny výstup, ktorý zodpovedá okamžitej výške alebo hladine paliva, sa privádza do LED sústavy. LED diódy v poli reagujú a rozsvietia sa postupne, čo umožňuje priamu vizuálnu indikáciu hladiny paliva pre majiteľa.

Zelené LED indikujú zdravý stav obsahu paliva. Žltá LED signalizuje, že vozidlo potrebuje rýchle doplnenie paliva, zatiaľ čo červená LED signalizuje kritickú situáciu ohľadne blížiaceho sa stavu paliva. Bzučiak teraz začne bzučať a vytvorí potrebný výstražný alarm.

Programový kód

Celý programový kód pre vysielač a prijímač nájdete na nasledujúcom odkaze:

https://github.com/Swagatam1975/Arduino-Code-for-Fuel-Sensor

Budete musieť zmeniť dve vzorové hodnoty v kóde s hodnotami, ktoré ste namerali pre svoju palivovú nádrž:

// ------- CHANGE THIS -------//
float water_hold_capacity = 1.0 // Enter in Meters.
float full_height = 1.3 // Enter in Meters.
// ---------- -------------- //