Obwód ultradźwiękowego wskaźnika poziomu paliwa

Urządzenie lub obwód elektroniczny, który wykrywa i wskazuje różne poziomy paliwa w zbiorniku paliwa bez fizycznego kontaktu za pomocą fal ultradźwiękowych, nazywa się ultradźwiękowym czujnikiem poziomu paliwa.

W tym poście dowiemy się, jak zbudować prosty obwód wskaźnika poziomu paliwa przy użyciu Arduino i czujników ultradźwiękowych.

W każdym pojeździe zbiornik paliwa jest prawdopodobnie najważniejszą częścią całego systemu, ponieważ działanie pojazdu w dużym stopniu zależy od obecności paliwa w zbiorniku.

Oznacza to również, że monitorowanie poziomu paliwa w zbiorniku staje się istotnym czynnikiem dla właściciela lub kierowcy pojazdu.

Chociaż większość pojazdów jest już wyposażona w zaawansowany cyfrowy wskaźnik paliwa, zbudowanie własnego obwodu może być bardzo przyjemne i satysfakcjonujące.

Ostrzeżenie: ten projekt służy wyłącznie celom eksperymentalnym. Należy to zrobić pod nadzorem specjalisty, jeśli do płynu w zbiorniku używane jest paliwo .

W tym artykule dowiemy się, jak zbudować obwód wskaźnika paliwa oparty na diodach LED za pomocą bezprzewodowych czujników ultradźwiękowych GSM i Arduino.

Nadajnik ultradźwiękowego czujnika paliwa

Do zbudowania obwodu nadajnika potrzebne będą następujące moduły:

1. Arduino NANO - 1 nr
2. Moduł czujnika ultradźwiękowego HC-SR04 - 1 nr
3. Bezprzewodowy moduł Tx / Rx nRF24L01 - 1 nr

Po zaprogramowaniu Arduino moduły będą musiały być okablowane jak na poniższym schemacie:

Biała tabela w lewym górnym rogu pokazuje, w jaki sposób wyprowadzenia modułu nRF24L01 muszą być połączone z płytą Arduino.

Jak to działa

Jak widać, w module znajduje się para czujników ultradźwiękowych. Jeden z czujników wysyła częstotliwość ultradźwiękową lub falę w kierunku powierzchni paliwa. Fale zderzają się z powierzchnią paliwa i odbijają się z powrotem w kierunku modułu. Odbite fale ultradźwiękowe są wychwytywane przez drugą jednostkę czujnika i wysyłane do Arduino.

Arduino porównuje odbity czas ultradźwięków z czasem odniesienia „pełnej wysokości” zbiornika i tworzy oszacowanie chwilowej wysokości lub poziomu paliwa.

Informacje są następnie kodowane i przekazywane do modułu bezprzewodowego nRF24L01. Moduł nRF24L01 ostatecznie konwertuje kod na sygnał RF i przesyła go do atmosfery, aby jednostka odbiorcza przechwyciła sygnał.

Jak zamontować czujniki

Po zmontowaniu czujnik ultradźwiękowy należy zainstalować na zbiorniku paliwa w następujący sposób:

Czujnik ultradźwiękowy należy zainstalować, wkładając głowice pomiarowe przez idealnie zwymiarowane otwory i uszczelniony odpowiednim środkiem uszczelniającym.

Widzimy, że zbiornik jest określany za pomocą dwóch miar, jedna to pełna wysokość, a druga to maksymalna lub optymalna wysokość paliwa w zbiorniku.

Będziesz musiał zanotować te dwa środki, ponieważ będą one wymagane do wprowadzenia w kodzie programu dla Arduino.

Odbiornik ultradźwiękowego czujnika paliwa

Do wykonania odbiornika czujnika paliwa potrzebne będą następujące materiały:

1. Arduino NANO - 1 nr
2. Moduł czujnika ultradźwiękowego HC-SR04 - 1 nr
3. Bezprzewodowy moduł Tx / Rx nRF24L01 - 1 nr
4. Diody jak na poniższym schemacie - 4nos
5. Brzęczyk piezoelektryczny - 1 nr
6. Rezystory 330 Ohm 1/4 W - 4nos

Schemat obwodu

Po zaprogramowaniu poszczególne moduły można łączyć w następujący sposób:

Tutaj bezprzewodowy nRF24L01 działa jak odbiornik. Antena przechwytuje zawartość RF transmitowaną przez obwód nadajnika i przesyła ją do Arduino. Zgodnie z kodem programu, Arduino analizuje zmieniający się czas ultradźwięków i przekształca go na rosnące wyjście cyfrowe.

To wyjście cyfrowe, które odpowiada chwilowej wysokości lub poziomowi paliwa, jest podawane do tablicy LED. Diody LED w tablicy reagują i zapalają się sekwencyjnie, umożliwiając właścicielowi bezpośrednie wizualne wskazanie poziomu paliwa.

Zielone diody LED wskazują na dobry stan zawartości paliwa. Żółta dioda LED wskazuje, że pojazd wymaga szybkiego zatankowania, a czerwona dioda wskazuje krytyczną sytuację dotyczącą kończącego się paliwa. Brzęczyk zaczyna teraz brzęczeć, tworząc niezbędny alarm ostrzegawczy.

Kod programu

Pełny kod programu dla nadajnika i odbiornika można znaleźć w poniższym linku:

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

Będziesz musiał zmienić dwie przykładowe wartości w kodzie na wartości, które zmierzyłeś dla swojego zbiornika paliwa:

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