Arduino счетчик воды: Автоматизация снятия показаний со счетчиков воды / Хабр

Содержание

Умный кран на Arduino (счетчик ресурса фильтра)

Ребята всем привет!

Я счастлив представить вам свой очередной проект. Это самый масштабный проект, который я вынашивал больше 5 лет и воплощал в жизнь несколько месяцев. Старался сделать все симпатичным, компактным и что самое главное полезным.

Те у кого есть фильтр на кухне наверное знают как мучительно стоять над чайником пока в него наберется вода. А если вы отвлеклись, то вам об этом скажет сосед с нижней квартиры. В общем мне это надоело и я стал думать над решением данной задачи.

Сначала была ардуина которая по времени наливала мне воду. Но такой вариант оказался не рабочим, так как вода течет не равномерно.

Обдумав все варианты начал закупать компоненты с Али. И искать кто бы мне мог написать прошивку. Прошло несколько лет пока все планеты сошлись и я познакомился с Игорем который и помог мне с написанием прошивки.

Но давайте обо всем по порядку. Сердцем нашего механизма стала Aruino pro mini. Она маленькая и очень хорошо поместилась в корпус. Так же немаловажной деталью стал небольшой счетчик который будет замерять литраж и ресурс нашего фильтра. А открывать воду буду с помощью электромагнитного клапана. В общем вот весь список компонентов которые я использовал.

Комплектующие которые я использовал

================================================================================================

☞ Ссылка на файлы — https://www.thingiverse.com/thing:4751509

☞ Сенсорные кнопки — https://s.click.aliexpress.com/e/_AEwLZs

☞ Arduino pro mini 5V 16MHZ — https://s.click.aliexpress.com/e/_AAPimA

☞ Программатор с автоматическим сбросом — https://s.click.aliexpress.com/e/_AFvM0O

☞ Блок питания 5В 2.5А — https://s.click.aliexpress.com/e/_AWz5Gm

☞ Счетчик — https://s.click.aliexpress.com/e/_ALKJxy

☞ МОП-транзистор — https://s. click.aliexpress.com/e/_ADMKZ8

☞ Экран — http://ali.pub/5iyhv8

☞ Электромагнитный клапан — https://s.click.aliexpress.com/e/_A9DK7u

☞ Энкодер (Такой же как на видео. Маленький оказался без кнопки) — https://s.click.aliexpress.com/e/_A1XpuW ☞ DС-DС повышающий модуль — https://s.click.aliexpress.com/e/_9h71JY

☞ Пищалка — https://s.click.aliexpress.com/e/_AlTdnY

☞ Черный термоклей — https://s.click.aliexpress.com/e/_AMCjRu

☞ Нарезанные провода — https://s.click.aliexpress.com/e/_AnehEI

☞ Комплект клемм Xh3.54 — https://s.click.aliexpress.com/e/_9GLYMA

☞ Диоды HER105 — https://s.click.aliexpress.com/e/_A7g0NY

☞ Клеммы от которых я брал силиконовые насадки — https://s.click.aliexpress.com/e/_9uOVgE

☞ Фитинги 1/4 — https://s.click.aliexpress.com/e/_9wTIHY

Инструмент:

================================================================================================

☞ Лазер TWO TREES TOTEM S 40W — промо код (BG2RUV), $$259. 99 — https://www.banggood.com/custlink/mGmEtgtyhA

☞ Клещи для обжима Xh3.54 SM нужны (SN01BM) — https://s.click.aliexpress.com/e/_AU64UI

☞ Металлическая щетка — https://s.click.aliexpress.com/e/_A7ai8e

☞ Штангенциркуль — https://s.click.aliexpress.com/e/_APxwH0

☞ Медицинский зажим — https://s.click.aliexpress.com/e/_9HMnb0

☞ Макетная доска — http://ali.pub/5j5czn

☞ Пистолет для клея — https://s.click.aliexpress.com/e/_AU2ukO

☞ Набор пинцетов — https://s.click.aliexpress.com/e/_AEQSwi

☞ Инфракрасный термометр — https://s.click.aliexpress.com/e/_9xlbGK

☞ Бокорезы качественные и не дорогие — https://s.click.aliexpress.com/e/_9zJshY

☞ Фен для термоусадки — https://s.click.aliexpress.com/e/_9RgvNG

☞ Инструмент для затягивания стяжек — https://s.click.aliexpress.com/e/_ANXBt8

☞ Бита с магнитом — https://s.click.aliexpress.com/e/_AftrwW

Ну, а перед тем как рассказать вам о сборке устройства давайте я покажу что оно умеет.

Так как у меня установлено два фильтра, то я использую два клапана и четыре кнопки. У кого фильтр один можно не устанавливать одну кнопку и все будет работать. Возможно немного позже я добавлю версию прошивки для одного фильтра, удалив лишние пункты из меню.

Чтобы зайти в настройки нужно один раз нажать на энкодер. А что-бы выйти нужно выбрать пункт меню «НАСТРОЙКИ» и нажать на него. Если у вас такой же экран как у меня с желтой полосой в верху, то настройки всегда будут желтыми.
Кнопка «Фильтр обратного осмоса» открывает клапан обратного осмоса и в настройках «Кувшин» можно установить желаемое количество набираемой воды. Диапазон регулировки от 1 до 3л с шагом в 50 миллилитров.
Питьевой фильтр «стакан» имеет регулировку в диапазоне от 50 до 500 миллилитров с шагом в 10 миллилитров.
Кнопка с пиктограммой пальца имеет широкий функционал. Во первых она служит отменой любого режима будь то стакан, чайник или кувшин. Нажав на нее можно остановить заданную программу. Если нажать на нее когда все выключено, то можно набирать большое количество воды. Клапан автоматически закроется после 10л или 10минут, что раньше наступит. Вода будет течь с питьевого фильтра. Но самым интересным режимом является установка количества воды энкодером. Для этого нужно нажать на кнопку с «пальцем», после чего нажать на энкодер и крутя ручку задать нужное нам количество воды. Очень полезный режим для разных кастрюль и рецептов.
Система так же умеет вести подсчет общего ресурса вашего фильтра и после каждого набора воды в конце вы увидите уведомление с оставшимся ресурсов фильтра и количеством набраной воды. Для его правильной работы в настройках нужно установить значение ресурса вашего фильтра. И в дальнейшем при замене просто обнулить значение в соответствующем меню.
Чтобы счетчик правильно показывал количество набранной воды его нужно откалибровать. Для этого заходим в настройки и выбираем самый нижний пункт меню «Счетчик» после чего нажимаем на кнопку «Палец» и набираем ровно 1 литр. Для этого нужно найти мерку или банку с помощью которой можно отмерить 1 литр. Не обязательно делать это за один раз. Лично у меня была мерка на 500 миллилитров и я сделал замер в два захода. Поставить на паузу можно еще раз нажав на «Палец». И когда мы набрали ровно 1 литр сохраняем значение. И наслаждаемся точностью измерений. Для чего вообще нужна калибровка? А для того, что при разном напоре значения могут немного отличаться. Еще можно без перепрошивки использовать другой счетчик у которого значения отличаются.
Еще реализован пункт меню с отключением звуковых сигналов. И хотя очень полезно по окончанию набранной воды услышать короткий сигнал, бывают ситуации когда звук нужно отключить.
Есть несколько систем защиты. Если вы открыли любой режим, а вода либо перестала течь либо закончилась, то система это увидит и через несколько секунд закроет клапан. Это сделано на случай поломки счетчика или если в резервуаре фильтра закончилась вода.

Кажется рассказал обо всех основных функциях. Наверное стоит только упоминать, что значения после каждого стакана не записываются в энергонезависимую память, так как она имеет ограниченный ресурс перезаписи. Значения остатка ресурса фильтров записываются в энергонезависимую память после того, как в сумме наберется 10 литров. Таким образом при отключении электричества мы не потеряем значение больше чем 10 литров и очень сильно продлим жизнь нашей ардуинке.

Сначала я все собрал на макетке и проверил работоспособность. Убедившийся что все работает. Стал думать какой корпус сделать чтобы было компактно, функционально и что самое главное красиво. Ну и немного герметично, все-таки мы работаем с водой, так что это не помешает.

Получился у меня минималистичный корпус как сказала жена «в твоем стиле». Думаю это вкусовщина и найдутся те кому нравится данный дизайн и наоборот так, что не стану заострят на этом внимание.

Печатал пластиком АБС от my3d.art немного позже расскажу почему именно он. После печати отшлифовал корпус на своей мини шлифовалке для напечатанных моделей, чтобы корпус стал монолитным и красивым.

После чего начал устанавливать компоненты в корпус и паять их по вот этой схеме.

Если вам будет что то не понятно или нужно понять какая кнопка за что отвечает пользуйтесь шпаргалкой которую для меня написал Игорь. (Немного эксклюзива) После сборки нашего пульта управления нам нужно его прошить. Это можно сделать многими способами, но мы пойдем по самому простому. Покупаем дешевый, но прекрасный программатор. Тут нужно решить для себя, припаять контакты к Ардуинке чтобы ее можно было прошивать в любой момент или прошить ее зажав прищепкой. Ссылка на нее тоже есть.Так как я делал отладку и прошивал свою ардуинку раз так 150, то я припаял провода. У вас уже финальная прошивка, так что можно не париться и не припаивать.

Дальше качаем архив с ПРОШИВКОЙ и БИБЛИОТЕКОЙ. Обратите внимание на то, что библиотека OLED_I2C НЕ СТАНДАРТНАЯ и ее обязательно нужно заменить, если она у вас уже есть. Иначе ничего не будет. Открываем Arduino IDE и во вкладке Инструменты выбираем нашу плату и программатор. Смотрите как у меня. Если вы новичок и прошиваете в первый раз через программатор, то при подключении программатора к плате обратите внимание на RX и TX при нормальном раскладе RX на программаторе подключается в TX на ардуине. Но часто китайци не правильно называют эти пины на программаторе. Если у вас не получается прошить, то первым делом меняйте эти контакты. Вот обычная распиновка для подключения.

DTR на программаторе может называться RST это нормально.

После прошивки нужно сделать корпус для блока питания, DC-DC повышающего модуля и МОП-транзисторов.

И так как там будет 220В я решил обезопаситься и напечатать корпус из самозатухающего пластика в видео которое выше, я наглядно показал как он работает. Этот корпус я тоже сделал с пружинкой (уж больно понравились мне такие механизмы). И вот что получил на выходе. Не знаю как вам, а я остался довольным внешним видом и технологичностью корпусов.

Из того что вам еще следует знать! Советую запаять диод между контактов реле иначе оно дает обратный ток. Я замерял и иногда получается выше 200 вольт. Не знаю настолько это полезно. По этому я запаял диоды. Полярность можете подсмотреть на фото.Ребят из за жесткой нехватки времени я эту статью писал неделю по несколько минут в день. Хотелось оформить красиво со всеми картинками и ссылками, чтобы вам было удобно. Но если я забыл написать о чем-то важном то не ругайтесь, а лучше спрашивайте в комментах. Так же подписывайтесь на ютуб канал. Впереди еще много всего интересного. Так что я с вами не прощаюсь скоро увидимся!

Счетчик расхода воды arduino в категории «Контрольно-измерительные приборы»

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino, 102813

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

200 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

На складе

Доставка по Украине

209 — 295 грн

от 12 продавцов

354 грн

248 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

по 190 грн

от 3 продавцов

190 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

На складе

Доставка по Украине

по 190 грн

от 13 продавцов

190 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер жидкости для Arduino

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

190 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

На складе

Доставка по Украине

по 190 грн

от 2 продавцов

190 грн

Купить

G 3/4 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

Доставка из г. Ровно

408 грн

340 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

Доставка по Украине

273 — 298 грн

от 2 продавцов

304 грн

298 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino

Доставка по Украине

по 190 грн

от 2 продавцов

190 грн

Купить

Новинка G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino !

Доставка по Украине

281 грн

225 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, расходомер для Arduino

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

190 — 421 грн

от 2 продавцов

190 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, расходомер для Arduino, YF-S201 [#D-2]

На складе в г. Запорожье

Доставка по Украине

120 грн

Купить

Датчик расхода воды G 1/2 счетчик протока YF-S201 (1-30 л/мин)

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

167.2 — 182.75 грн

от 2 продавцов

209 грн

167.20 грн

Купить

WHITE LINE Счетчик расхода воды РВ 3/4″ / РН 3/4″

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 257.50 грн

Купить

Монитор расхода воды HM Digital FLM-3

На складе

Доставка по Украине

2 258 грн

Купить

Смотрите также

WHITE LINE Счетчик расхода воды для полива. Быстросъемный + ниппель

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

1 257. 50 грн

Купить

BWT Aquameter with LCD Display 3/8″ FS00Y03A00, Счетчик расхода воды с LCD дисплеем 3/8″

Доставка по Украине

4 100 грн

Купить

G 1/2 датчик расхода воды, счетчик, расходомер для Arduino Без бренда

Доставка по Украине

230 грн

Купить

Счетчик расхода воды (флоуметр) для кофеварки Zelmer 00755959 original

Доставка по Украине

408 грн

Купить

Счетчик расхода воды для кофемашины DeLonghi 5213214671

На складе в г. Винница

Доставка по Украине

259 грн

Купить

Датчик расхода воды G 1/2 счетчик протока YF-S201 (1-30 л/мин)

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

316 грн

237 грн

Купить

Расходомер-счётчик для учёта объёмного расхода сточных вод в самотечных трубопроводах, лотках, коллекторах

Доставка из г. Черновцы

224 940 грн

Купить

Расходомер-счётчик с накладными датчиками для учёта объёмного расхода сточных вод в напорном трубопроводе

Доставка из г. Черновцы

128 010 грн

Купить

Расходомер-счётчик с накладными датчиками для учёта объёмного расхода сточных вод в безнапорном (самотечном) т

Доставка из г. Черновцы

223 780 грн

Купить

Портативный расходомер-счетчик ТМ «dnieper» для учёта объёмного расхода сточных вод (портативный вариант)

Доставка из г. Черновцы

217 910 грн

Купить

G 1/2 счетчик протока YF-S201 (1-30 л/мин) Датчик расхода воды

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

301 грн

240.80 грн

Купить

Счетчик расхода воды для кофеварки Zelmer 6132018104 755959

Под заказ

Доставка по Украине

475 грн

Купить

Счетчик расхода воды для кофеварки Krups MS-2A01631

Под заказ

Доставка по Украине

593 грн

Купить

Датчик расхода воды для Arduino

Доставка по Украине

254 грн

Купить

Цифровой расходомер воды

для водопроводных труб

— Реклама —

Счетчики воды, устанавливаемые на линиях подачи, широко распространены в жилых, коммерческих и промышленных объектах. Они измеряют объем воды, протекающей по трубам, как правило, в кубических метрах. Здесь представлена схема, которая измеряет количество воды в литрах. Схема расходомера показана на рис. 1.

Схема построена на плате Arduino Uno (Board1), ЖК-дисплее 16×2 (LCD1) и датчике расхода воды YF-S201 (SENSOR1). Arduino — это мозг схемы, которая измеряет количество воды, протекающей по трубе, с помощью датчика потока.

Рис. 1: Принципиальная схема расходомера воды

Датчик расхода выдает импульс переменной частоты, которая пропорциональна скорости течения воды по водопроводу. Количество литров, протекающих через датчик, можно рассчитать, подсчитав импульсы с выхода датчика.

— Реклама —

Импульсный выход подается на вывод прерывания Arduino с помощью подтягивающего резистора. Импульсы подсчитываются и соответственно количество литров рассчитывается программой Arduino. Таким образом, количество литров отображается на ЖК-дисплее с точностью до трех знаков после запятой (то есть до одного миллилитра) как «000000. 000 литров».

Датчик расхода воды

Датчик расхода воды имеет ротор и датчик Холла. Когда вода проходит через ротор и датчик, ротор вращается. Это заставляет датчик выдавать импульсы. Скорость потока (Q) можно измерить следующим образом:

Скорость потока (Q) в литрах/мин= Частота выходных импульсов/7,5

Но здесь требуется количество литров. Преобразовав приведенное выше уравнение для литров, мы получим

Количество литров = Количество выходных импульсов/450

Программное обеспечение расходомера написано на языке программирования Arduino. Arduino Uno программируется с помощью Arduino IDE.

Выберите нужную плату в меню BoardTools в Arduino IDE, выберите COM-порт и загрузите программу Flowmeter.ino через стандартный USB-порт компьютера.

Сборка и тестирование

Соберите схему на универсальной печатной плате или макетной плате, как показано на рис. 1. Плата Arduino может питаться от внешнего адаптера 9 В, 500 мА или USB-кабеля от ноутбука или настольного компьютера.

Установите датчик расхода на входе водопроводной трубы и подключите его три провода к цепи, как показано на рисунке. Датчик может работать от источника питания постоянного тока от 5 В до 24 В. Следовательно, нет необходимости использовать внешнее питание.

Примечание

Датчик потока YF-S201, используемый в этом проекте, не является прецизионным датчиком. Его частота пульса немного варьируется в зависимости от скорости потока, давления жидкости и ориентации датчика. Таким образом, на выходе может быть 10% ошибка. Однако этого достаточно для базовых измерительных проектов. Каждый импульс приблизительно эквивалентен 2,25 мл.

Загрузить

Исходный код

А. Самиуддин, схемотехник, имеет степень бакалавра технических наук в области электротехники и электроники. Его интересы включают светодиодное освещение, силовую электронику, микроконтроллеры и программирование Arduino

Интерфейс датчика расхода воды Arduino

Схема

Введение

В этом проекте я покажу вам, как подключить датчик расхода воды к Arduino. Используя этот учебник по датчику расхода воды Arduino в качестве справочного материала, вы можете реализовать систему, которая может измерять количество воды (или любой жидкости), протекающей по трубе.

Мониторинг потока жидкости очень важен в самых разных областях применения, от простой системы полива растений в вашем домашнем саду до сложной фармацевтической и пищевой промышленности.

[адсенс1]

Датчики расхода воды — это простые устройства, которые могут помочь нам в измерении расхода жидкости. В этом проекте я немного расскажу о датчиках расхода воды, о том, как работает датчик расхода воды и как связать простой датчик расхода воды с Arduino.

Краткое примечание о датчике расхода воды

Датчик расхода воды, как следует из названия, представляет собой устройство для измерения расхода воды. Датчик расхода воды, используемый в этом проекте, показан на изображении ниже.

Имеет пластиковый корпус клапана с ротором и цепью датчика Холла. Он имеет три провода, а именно + 5 В (красный), GND (черный) и выход (желтый). Поскольку он работает на +5 В, его можно подключить к любому микроконтроллеру, например, к Arduino.

Если вы заметили датчик уровня воды, на верхней и нижней части датчика есть некоторая информация. Сверху есть этикетка с важной информацией о датчике.

Информация на этикетке следующая:

Модель: YF-S201
Рабочий диапазон: 1 – 30 л/мин
Давление воды: ≤ 1,75 МПа

На днище датчика имеется маркировка в виде стрелки, указывающая необходимое направление потока воды через датчик. Поэтому важно, чтобы при подключении этого датчика к трубе вы следовали этому направлению.

[адсенс2]

Как работает датчик расхода воды?

Датчик расхода воды реализован на основе датчика Холла. Таким образом, работу датчика расхода воды можно легко понять, если вы знакомы с датчиком Холла.

Датчик расхода воды YF-S201 состоит из лепесткового колеса (или турбинного колеса), которое вращается, когда вода проходит через датчик. В центре этого лепесткового колеса закреплен магнит.

Теперь перейдем к датчику Холла. Датчик Холла, используемый в моем датчике расхода воды, представляет собой микросхему датчика Холла 460S от Honeywell. Это ТО-9.2 Упакованная ИС.

На основании таблицы данных, предоставленной Honeywell, датчик Холла 460S работает следующим образом: когда южный полюс магнита направлен к микросхеме, выходной сигнал датчика НИЗКИЙ, а когда северный полюс магнита направлен к микросхеме, тогда выход ВЫСОКИЙ.

Имея это в виду, когда вода проходит через датчик расхода воды YF-S201, крыльчатка вращается под действием воды, и в результате магнит, прикрепленный к ней, также будет вращаться.

В результате магнитное поле рядом с датчиком Холла меняет полярность при вращении лепесткового колеса и на выходе датчика (на выходном контакте – желтый провод) будет импульс.

Отслеживая количество импульсов на выходе датчика потока воды, вы можете легко рассчитать количество воды, протекающей через датчик, и, как результат, скорость потока воды.

Принципиальная схема интерфейса датчика расхода воды Arduino

Принципиальная схема интерфейса датчика расхода воды Arduino показана на изображении ниже.

ПРИМЕЧАНИЕ: Внутренне выходной контакт датчика Холла вытянут ВЫСОКИМ на самой печатной плате (как вы можете видеть на изображении разбивки выше). Следовательно, я не использовал никаких внешних подтягивающих резисторов.

Необходимые компоненты

Arduino UNO
Датчик расхода воды YF-S201
Соединительные провода

Схема

Подсоедините красный и черный провода датчика расхода воды YF-S201 к +5 В и заземлению. Поскольку я буду использовать функцию прерывания Arduino, только контакты цифрового ввода-вывода 2 и 3 можно подключить к выходу датчика расхода воды.

В этом проекте я подключил выход датчика расхода воды (желтый провод) к цифровому входу/выходу 2 контакта Arduino UNO.

Код

Ниже приведен код интерфейса датчика расхода воды Arduino.