Ultrazvukový obvod indikátoru hladiny paliva

Elektronické zařízení nebo obvod, který detekuje a indikuje různé hladiny paliva v palivové nádrži bez fyzického kontaktu pomocí ultrazvukových vln, se nazývá ultrazvukový snímač hladiny paliva

V tomto příspěvku se učíme, jak vytvořit jednoduchý obvod indikátoru hladiny palivové nádrže pomocí Arduina a ultrazvukových senzorů.

V každém vozidle je palivová nádrž pravděpodobně nejdůležitější součástí celého systému, protože provoz vozidla kriticky závisí na přítomnosti paliva v nádrži.

To také znamená, že sledování hladiny paliva v nádrži se stává podstatným faktorem pro majitele nebo řidiče vozidla.

Ačkoli je většina vozidel již vybavena pokročilým digitálním indikátorem stavu palivového senzoru, budování vlastního okruhu může být velkou zábavou a uspokojením.

Varování: Tento projekt je pouze pro experimentální účely. Musí být provedeno pod odborným dohledem, pokud je pro kapalinu v nádrži použito skutečné palivo .

V tomto článku se naučíme, jak vytvořit obvod indikátoru paliva na bázi LED pomocí bezdrátových ultrazvukových senzorů GSM a Arduina.

Ultrazvukový vysílač snímače paliva

K sestavení obvodu vysílače budete potřebovat následující moduly:

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

Po naprogramování Arduina budou muset být moduly zapojeny, jak ukazuje následující diagram:

Bílá tabulka vlevo nahoře ukazuje, jak je třeba propojit vývody modulu nRF24L01 s deskou Arduino.

Jak to funguje

Jak vidíme, v modulu je dvojice ultrazvukových senzorů. Jeden senátor vysílá ultrazvukovou frekvenci nebo vlnu směrem k povrchu paliva. Vlny kolidují s povrchem paliva a odrážejí se zpět k modulu. Odražené ultrazvukové vlny jsou zachyceny druhou senzorovou jednotkou a odeslány do Arduina.

Arduino porovnává odražený ultrazvukový čas s referenčním časem „plné výšky“ nádrže a vytváří odhad okamžité výšky nebo hladiny paliva.

Informace je poté kódována a předána do bezdrátového modulu nRF24L01. Modul nRF24L01 nakonec převádí kód na RF signál a přenáší jej do atmosféry pro přijímací jednotku k zachycení signálu.

Jak namontovat senzory

Po sestavení bude nutné ultrazvukový senzor nainstalovat na palivovou nádrž následujícím způsobem:

Ultrazvukový senzor bude nutné nainstalovat vložením snímacích hlav do dokonale dimenzovaných otvorů a utěsněním vhodným těsnicím prostředkem.

Vidíme, že nádrž je specifikována dvěma opatřeními, jedním je plná výška a druhým maximální nebo optimální výška paliva uvnitř nádrže.

Tyto dvě míry si budete muset všimnout, protože je nutné je zadat do programového kódu pro Arduino.

Ultrazvukový přijímač snímače paliva

Pro výrobu přijímače snímače paliva budete potřebovat následující materiály:

1. Arduino NANO - 1č
2. Ultrazvukový senzorový modul HC-SR04 - 1č
3. Bezdrátový modul nRF24L01 Tx / Rx - 1č
4. LED diody, jak ukazuje následující diagram - 4nos
5. Piezo bzučák - 1č
6. 330 Ohm 1/4 wattové rezistory - 4nos

Kruhový diagram

Po naprogramování lze různé moduly připojit následujícím způsobem:

Zde bezdrátová síť nRF24L01 funguje jako přijímač. Anténa zachycuje RF obsah přenášený obvodem vysílače a odesílá jej do Arduina. Podle programového kódu analyzuje Arduino měnící se ultrazvukový čas a převádí jej na přírůstkový digitální výstup.

Tento digitální výstup, který odpovídá okamžité výšce nebo úrovni paliva, se přivádí do LED pole. LED diody v poli reagují a rozsvítí se postupně a umožňují tak majiteli přímou vizuální indikaci hladiny paliva.

Zelené diody LED indikují zdravý stav obsahu paliva. Žlutá LED signalizuje, že vozidlo potřebuje rychle doplnit palivo, zatímco červená LED signalizuje kritickou situaci, pokud jde o blížící se palivo. Bzučák nyní začne bzučet a vytváří potřebný výstražný alarm.

Programový kód

Kompletní programový kód vysílače a přijímače naleznete na následujícím odkazu:

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

Budete muset změnit dvě vzorové hodnoty v kódu s hodnotami, které jste naměřili pro svoji palivovou nádrž:

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