【Arduino】108种传感器模块系列实验（91）--水流量传感器模块

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37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手试试做实验，不管成功与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

实验九十一： 1号霍尔水流量传感器咖啡机直饮机流量监控模块

水流传感器
是指通过对水流量的感应而输出脉冲信号或电流、电压等信号的水流量感应仪器，这种信号的输出和水流量成一定的线性比例，有相应的换算公式和比较曲线，因此可做水控方面的管理和流量计算，在热力方面配合换能器可测量一段时间介质能量的流失，如热能表。水流传感器主要和控制芯片、单片机，甚至PLC配合使用。水流传感器具有流量控制准确，可以循环设定动作流量，水流显示和流量累积计算的作用。

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oanger 发表于 2021-7-5 17:36
大佬，上拉电阻的大小由什么来决定

电阻在电路中起限制电流的作用，而上拉电阻和下拉电阻是经常提到也是经常用到的电阻。在每个系统的设计中都用到了大量的上拉电阻和下拉电阻，这两者统称为“拉电阻”，最基本的作用是：将状态不确定的信号线通过一个电阻将其箝位至高电平(上拉)或低电平(下拉)，但是无论具体用法如何，这个基本的作用都是相同的，只是在不同应用场合中会对电阻的阻值要求有所不同，下面一起来了解它们吧：

　　1.上拉电阻

　　(1)概念：将一个不确定的信号，通过一个电阻与电源VCC相连，固定在高电平。

　　图1 上拉电阻

　　(2)原理：在上拉电阻所连接的导线上，如果外部组件未启用，上拉电阻则“微弱地”将输入电压信号“拉高”。当外部组件未连接时，对输入端来说，外部“看上去”就是高阻抗的。这时，通过上拉电阻可以将输入端口处的电压拉高到高电平。如果外部组件启用，它将取消上拉电阻所设置的高电平。通过这样，上拉电阻可以使引脚即使在未连接外部组件的时候也能保持确定的逻辑电平。

　　2.下拉电阻

　　概念：将一个不确定的信号，通过一个电阻与GND相连，固定在低电平。

　　图2 下拉电阻

　　3.主要作用

　　下拉电阻的主要作用是与上接电阻一起在电路驱动器关闭时给线路(节点)以一个固定的电平。

　　(1)提高电压准位：

　　a)当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V)， 这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。

　　b)OC门电路必须加上拉电阻，以提高输出的高电平值。

　　(2)加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

　　(3)电阻匹配，抑制反射波干扰：长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

　　(4)N/Apin防静电、防干扰：在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。同时管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

　　(5)预设空间状态/缺省电位：在一些CMOS输入端接上或下拉电阻是为了预设缺省电位。当你不用这些引脚的时候，这些输入端下拉接0或上拉接1。在I2C总线等总线上，空闲时的状态是由上下拉电阻获得

　　(6)提高芯片输入信号的噪声容限：输入端如果是高阻状态，或者高阻抗输入端处于悬空状态，此时需要加上拉或下拉，以免收到随机电平而影响电路工作。同样如果输出端处于被动状态，需要加上拉或下拉，如输出端仅仅是一个三极管的集电极。从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

　　以上就是上拉电阻与下拉电阻的作用介绍了。对于上拉电阻和下拉电阻的选择，应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定;考虑的因素包括：驱动能力与功耗的平衡，下级电路的驱动需求，高低电平的设定，频率特性等等。

eagler8

oanger 发表于 2021-7-8 10:25
谢谢。没太懂， 为什么加看懂了，怎么加我再思考一下。

一般情况下，使用10K的电阻，不用计算，上拉电阻一端接VCC，下拉电阻一端接GND

可以把你de电路发过来看看.......

eagler8

墨泗水 发表于 2021-3-20 18:28
多谢大佬

不客气，多交流

eagler8

Arduino 系列传感器和模块实验目录清单：
一块扩展板完成Arduino的9类18项实验（代码+图形+仿真）
https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
实验一：干簧管传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
实验二：光敏电阻传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
实验三：微波雷达感应开关模块
https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
实验四：振动传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
实验五：热敏电阻温度传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
实验六：KY-038高感度声音传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
实验七：旋转电位器模块
https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
实验八：湿度传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
实验九：火焰（红外线）传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
实验十：敲击传感器模块KY-031
https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
实验十一：金属触摸传感器模块KY-36
https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
实验十二：开关霍尔磁力传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
实验十三：触摸传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
实验十四：倾斜传感器模块（角度开关）
https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
实验十五：手指侦测心跳传感器模块KY-039
https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
实验十六：电容式数字触摸传感器模块（TTP223 ）
https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
实验十七：HC-SR312微型热释电传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
实验十八：0.25W太阳能滴胶板传感器模块（45X45毫米）
https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
实验十九：常闭型SW-420震动开关传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
实验二十：水银开关传感器模块（KY-017）
https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
实验二十一：激光头传感器模块（KY-008）
https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
实验二十二：MAX7219点阵显示模块（8X8 LED共阴）
https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
实验二十三：NE555频率可调脉冲发生器模块（方波简版）
https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
实验二十四：水位水滴传感器模块（Water Sensor）
https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
实验二十五：MQ-2气敏式烟雾传感器模块（甲烷等）
https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
实验二十六：4X4矩阵键盘模块（轻触式按键）
https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
实验二十七：GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
实验二十八：三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
实验二十九：DS1302实时时钟模块（带电池  掉电走时）
https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
实验三十：光敏二极管传感器模块（英语photodiode ）
https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
实验三十一：ISD1820录音语音模块（8-20秒）
https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
实验三十二：雨滴传感器模块（雨水/雨量/叶面湿度）
https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
实验三十三：ESP8266串口WIFI收发无线模块 （ESP-01S）
https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
实验三十四：三色LED交通灯模块（红绿黄灯）
https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
实验三十五：模拟量声音传感器模块（4线制）
https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
实验三十六：WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
实验三十七：MQ-3酒精乙醇传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
实验三十八：joystick双轴XY按键摇杆模块（游戏控制杆)
https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
实验三十九：DS18B20单总线数字温度传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
实验四十：360度旋转增量编码器模块（KY-040）
https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
实验四十一：IS0203激光接收管传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
实验四十二：DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
实验四十三：5V低电平触发单路继电器模块
https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
实验四十四：类比霍尔磁性传感器 KY-035（模拟量）
https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
实验四十五：红外避障传感器模块（光电接近开关）
https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
实验四十六：350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
实验四十七：七段LED数码管模块（共阴/共阳）
https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
实验四十八：GY-291三轴重力加速度模块 （IIC/SPI传输）
https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
实验四十九：有源蜂鸣器报警器发声模块（低电平触发）
https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
实验五十：W25Q64 FLASH外扩存储模块 （SPI接口 ）
https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
实验五十一：自锁点动触摸按键传感器模块（TTP223芯片）
https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
实验五十二：SPI接口Micro SD卡模块（带电平转换芯片)
https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
实验五十三： 土壤湿度水分传感器模块（电阻式）
https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
实验五十四： 大按键点动轻触开关模块（高电平输出）
https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
实验五十五：DHT11 温湿度传感器（数字型单总线通信）
https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
实验五十六： 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
实验五十七： 四档频率占空比可调矩形波信号发生器（NE555）
https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
实验五十九： RS232转TTL2代串口模块刷机板（MAX3232）
https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
实验六十：ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
实验六十一： 直条8位 WS2812B 5050 RGB LED全彩模块
https://www.arduino.cn/thread-90147-1-1.html
实验六十二：电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器
https://www.arduino.cn/thread-90149-1-1.html
实验六十三： 1排4键薄膜开关 Arduino扩展键盘模块控制面板
https://www.arduino.cn/thread-90150-1-1.html
实验六十四： TCS3200D颜色识别传感器（可编程彩色光频模块）
https://www.arduino.cn/thread-90168-1-1.html
实验六十五： 5MM三色RGB全彩LED模块颜色传感器KY-016
https://www.arduino.cn/thread-90400-1-1.html
实验六十六： TCRT5000红外反射光电开关寻迹传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-90402-1-1.html
实验六十七：HC-SR501 热释电人体红外感应传感器模块
https://www.arduino.cn/thread-90404-1-1.html
实验六十八： GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器
https://www.arduino.cn/thread-90411-1-1.html
实验六十九： AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC
https://www.arduino.cn/thread-90412-1-1.html
实验七十： GY-30 数字光强度传感器模块（BH1750FVI芯片）
https://www.arduino.cn/thread-90413-1-1.html
实验七十一：电容式土壤湿度传感器模块（TL555I）
https://www.arduino.cn/thread-90471-1-1.html
实验七十二：HX1838红外无线遥控套件红外扩展模块(遥控器+接收板)
https://www.arduino.cn/thread-90473-1-1.html
实验七十三：人体秤50kg称重传感器模块（电阻应变半桥式）
https://www.arduino.cn/thread-90545-1-1.html
实验七十四：4位LED数码管显示模块0.36英寸亮度可调带时钟点（ TM1637）
https://www.arduino.cn/thread-90546-1-1.html
实验七十五： GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块 （带大天线）
https://www.arduino.cn/thread-90547-1-1.html
实验七十六：TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
https://www.arduino.cn/thread-90549-1-1.html
实验七十七： 2路继电器模块 带光耦保护Arduino扩展板
https://www.arduino.cn/thread-90557-1-1.html
实验七十八： LGT8F328P LQFP32 MiniEVB开发板（替代NANO V3.0 ）
https://www.arduino.cn/thread-90724-1-1.html
实验七十九： 模拟灰度传感器 （反射式光电模块）
https://www.arduino.cn/thread-90725-1-1.html
实验八十： ov7670摄像头模块30W采集拍照模组（替OV7725）
https://www.arduino.cn/thread-90726-1-1.html
实验八十一：槽型光耦对射光电开关模块（红外计数测速传感器）
https://www.arduino.cn/thread-90833-1-1.html
实验八十二： MQ135空气质量检测传感器模块（有害物体 氨气 硫化物检测)
https://www.arduino.cn/thread-90834-1-1.html
实验八十三： 4路TTP224电容式触摸模块 人体数字触摸传感器
https://www.arduino.cn/thread-90835-1-1.html
实验八十四： 8位LED数码管MAX7219模块（支持级联八位串行3个IO口控制）
https://www.arduino.cn/thread-90864-1-1.html
实验八十五：开源 Mini MP3 Player SD卡播放器模块（YX5200-24SS）
https://www.arduino.cn/thread-90865-1-1.html
实验八十六： 180度SG90舵机模块（模拟9G）
https://www.arduino.cn/thread-91033-1-1.html
实验八十七： DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器 时钟(带电池）
https://www.arduino.cn/thread-91034-1-1.html
实验八十八： LCD1602液晶屏5V显示模块
https://www.arduino.cn/thread-91047-1-1.html
实验八十九： WS2812B-4*4位 RGB LED 全彩驱动16位彩灯开发板模块
https://www.arduino.cn/thread-91048-1-1.html
实验九十：步进电机+ULN2003驱动板 4相 5线 5V步进电机模组
https://www.arduino.cn/thread-91049-1-1.html
实验九十一： 1号霍尔水流量传感器咖啡机直饮机流量监控模块
https://www.arduino.cn/thread-91241-1-1.html
实验九十二：8位 5V-3V IIC UART SPI TTL双向电平转换模块
https://www.arduino.cn/thread-91242-1-1.html
实验九十三： CSR8350 蓝牙V4.1立体声音乐模块（带功放）
https://www.arduino.cn/thread-91243-1-1.html
实验九十四： 4X4矩阵形薄膜键盘模块轻触开关模组
https://www.arduino.cn/thread-91244-1-1.html
实验九十五：XD-58C pulsesensor光学心率脉搏生物模拟传感器
https://www.arduino.cn/thread-91245-1-1.html
实验九十六： 433M无线发射接收模块 超再生防盗报警无线模组
https://www.arduino.cn/thread-91247-1-1.html

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流量
是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。当流体量以体积表示时称为体积流量；当流体量以质量表示时称为质量流量。单位时间内流过某一段管道的流体的体积，称为该横截面的体积流量。简称为流量，用Q来表示。对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。例如河水流量，河流一秒流过某一个点的立方米数。一般来说越是在下游，流量越大，所以辨别地图上的河流方向时，一般是从窄到宽。河水流量是指单位时间内，通过河流某一横截（断）面的水量，一般用立方米每秒表示。流量也可以用一个月、一季、一年流出来的总水量表示。流量，从水力学角度讲，应该是：单位时间内通过某一过水断面的水体体积，其常用单位为每秒立方米，多用于河流、湖泊的断面的进出水量测量，流量的测量方法，从水文站角度讲，可分为浮标法、流速仪法、超声波法等，流速仪法测量精度最高。

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水流传感器基本原理1
　　水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时通上5V的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时，产生不同磁极的旋转磁场，切割磁感应线，产生高低脉冲电平。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比，转子的转速又与水流量成正比，根据水流量的大小启动燃气热水器。其脉冲信号频率的经验公式见式（1）。

　　f=8.1q-3（1）

　　式中：f—脉冲信号频率，H2

　　q—水流量，L/min

　　由水流量传感器的反馈信号通过控制器判断水流量的值。根据燃气热水器机型的不同，选择最佳的启动流量，可实现超低压（0.02MPa以下）启动。

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水流传感器工作原理2
　　水流传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成。它装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制比例阀的电流，从而通过比例阀控制燃气气量，避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉的现象。水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点。它具有反映灵敏、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接方便利启动流量超低（1.5L/min）等优点，深受广大用户喜爱。
　　水流转子组件主要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环组成。使用水流开关方式时，其性能优于机械式压差盘结构，且尺寸明显缩校当水流通过涡轮开关壳，推动磁性转子旋转，不同磁极靠近霍尔元件时霍尔元件导通，离开时霍尔元件断开。由此，可测量出转子转速。根据实测的水流量、转子转速和输出信号（电压）的曲线，便可确定出热水器的启动水压，以及启动水压相对应的启动水流量与转子的启动转速。由控制电路，便可实现当转子转速大于启动转速时热水器启动工作;在转速小于启动转速时，热水器停止工作。这样热水器启动水压一般设定在0.01MPa，启动水流量为3～5L/min（需满足热水器标准对最高温升的限制）。另外，由于水在永磁材料磁场切割下，变成磁化水，水中的含氧量增加，使人洗浴后感觉清爽。制动环的作用是停水时，制止高速旋转的磁性转子转动，终止脉冲信号输出。控制器接收不到脉冲信号，立即控制燃气比例阀关阀，切断气源，防止干烧。

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水流传感器的作用
1、通水通电，防干烧，有开关信号输出的和脉冲信号输出的水流量传感器（赛盛尔）；
2、线型比例输出脉冲信号，与流量成比例关系，从而实现加热功率的调整，达到恒温效果，大部分恒热热器和燃气势水器都采用这种方式，现在一些电势水龙头和洗手宝也有的用水流量传感器。
3、水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点。它具有反映灵敏、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接方便利启动流量超低（1．5L/min）等优点，深受广大用户喜爱。

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水流量传感器在运用中要注意的事项
1、当磁性资料或对传感器发生磁力的资料接近传感器时其特征能够有所改变。
2、为了防止颗粒、杂物进入传感器在传感器的入水口有必要装置过滤网。
3、水流量传感器的装置要避开有较强轰动和摇晃的环境防止影响传感器的丈量精度。

引出线方式：
1 红  IN   接正极
2 黄  OUT  信号输出线
3 黑  GND  接负极

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[mw_shl_code=arduino,true]/*
【Arduino】66种传感器模块系列实验（91）
实验九十一： 1号霍尔水流量传感器 直饮机流量监控模块
项目一：串口绘图器显示测量的波形
*/

void setup(){      
   Serial.begin(9600);     
}   

void loop(){      
  
   Serial.println(analogRead(0));     
   delay(100);     
} [/mw_shl_code]