【Arduino】108种传感器模块系列实验（91）--水流量传感器模块

eagler8 · 发表于 2021-7-9 09:44

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验九十一： 1号霍尔水流量传感器直饮机流量监控模块
  项目九：水流量传感器输出处理为以升/小时为单位读取
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT
  实验开源代码

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十一： 1号霍尔水流量传感器直饮机流量监控模块
项目九：水流量传感器输出处理为以升/小时为单位读取
实验接线：Uno D2接流量传感器OUT
*/
volatile int flow_frequency; // 测量无符号流量传感器脉冲
int l_hour; // 计算升/小时
unsigned char flowsensor = 2; // 传感器输入
unsigned long currentTime;
unsigned long cloopTime;
void flow () // 中断功能
{
flow_frequency++;
}
void setup() {
pinMode(flowsensor, INPUT);
digitalWrite(flowsensor, HIGH); // 可选的内部上拉
Serial.begin(9600);
attachInterrupt(0, flow, RISING); // 设置中断
sei(); // 启用中断
currentTime = millis();
cloopTime = currentTime;
}
void loop () {
currentTime = millis();
// 每秒，计算并打印升/小时
if (currentTime >= (cloopTime + 1000))
{
cloopTime = currentTime; // 更新循环时间
//脉冲频率 (Hz) = 7.5Q，Q 是以 L/min 为单位的流速。
l_hour = (flow_frequency * 60 / 7.5); // (Pulse frequency x 60 min) / 7.5Q = flowrate in L/hour
flow_frequency = 0; // 重置计数器
Serial.print(l_hour, DEC); // 打印升/小时
Serial.println(" L/hour");
}
}

复制代码

eagler8 · 发表于 2021-7-9 09:46

实验串口返回情况

eagler8 · 发表于 2021-7-9 09:53

本帖最后由 eagler8 于 2021-7-9 15:03 编辑

水流量传感器的计算公式（仅供参考，实际使用还需专业校准）

在代码部分，我们使用了下面的公式，那么这个公式是怎么来的呢？

l_hour = (flow_frequency * 60 / 7.5)

复制代码

前面我们提到过，轮子每转一圈，流过的流体体积是一定的。同时，车轮每转一圈产生的脉冲数也是一定的。因此，我们可以建立脉冲数与水流量之间的方程。

事实上，YF系列使用了一个六极交替的环形磁铁，因此每转一圈，就会产生三个低电平和三个高电平，即三个脉冲。

对于 YF-S402，每流一升水，霍尔传感器输出 450 个脉冲。让我们在这里做一点数学。
450 脉冲表示 1 升，因此每个脉冲表示流过 1/450 升水。
我们取某一时刻流经水流传感器的液体总量 t（单位s）为 V_total（单位L），检测到的脉冲总数为 N。然后我们得到：

V_total(L) = N* 1/450(L)

复制代码

此外，流经水流量传感器的流体总体积等于 water flow rate(Q - unit L/s) 乘以时间 t（单位 s）。

V_total(L) = Q(L/s)*t(s)

复制代码

所以，我们得到：

N* 1/450 = Q(L/s)*t(s)
N/t = 450 * Q(L/s)

复制代码

N/t 恰好是 frequency f，所以：

f = 450*Q(L/s);
Q(L/s) = f/450;
Q(L/min) = f*60/450 = f/7.5
Q(L/hour) = f*60*60/450 = f*60 /7.5

复制代码

对于 YF – S402，每流一升水，霍尔传感器输出 4380 个脉冲。所以，公式应该是：

f = 4380*Q(L/s);
Q(L/s) = f/4380;
Q(L/min) = f*60/4380 = f/73
Q(L/hour) = f*60*60/4380 = f*60 /73

复制代码

eagler8 · 发表于 2021-7-9 13:38

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验九十一： 1号霍尔水流量传感器直饮机流量监控模块
  项目十：用LCD1602A屏显示水流量传感器输出
  实验开源代码

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验九十一： 1号霍尔水流量传感器直饮机流量监控模块
项目十：用LCD1602A屏显示水流量传感器输出
实验接线：Uno D2接流量传感器OUT
Arduino------LCD1602
5V-------------VCC
GND-----------GND
A4-----------SDA IIC 数据线
A5-----------SCL IIC 时钟线
*/
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
unsigned char flow_sensor_pin = 2;
unsigned int flow_per_min;
unsigned long current_time;
unsigned long cloop_time;
volatile int sensor_pulses;
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.init(); //初始化LCD
lcd.backlight(); //打开背光
sei();
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(" Flow Meter ");
pinMode(flow_sensor_pin, INPUT);
digitalWrite(flow_sensor_pin, HIGH);
attachInterrupt(0, pulses_measure, RISING);
current_time = millis();
cloop_time = current_time;
}
void loop ()
{
current_time = millis();
if (current_time >= (cloop_time + 1000))
{
cloop_time = current_time;
flow_per_min = (sensor_pulses / 7.5);
sensor_pulses = 0;
Serial.print(flow_per_min, DEC);
Serial.println(" L/MIN");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" Flow:");
lcd.print(flow_per_min, DEC);
lcd.print(" L/MIN");
delay(100);
}
}
void pulses_measure () {
sensor_pulses++;
}

复制代码

eagler8 · 发表于 2021-7-9 13:56

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验九十一： 1号霍尔水流量传感器直饮机流量监控模块
  项目十：用LCD1602A屏显示水流量传感器输出

实验场景图

eagler8 · 发表于 2021-7-9 14:56

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）  实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
  项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4
  Arduino------LCD1602
  5V-------------VCC
  GND-----------GND
  A4-----------SDA IIC 数据线
  A5-----------SCL  IIC 时钟线

实验开源代码

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4
Arduino------LCD1602
5V-------------VCC
GND-----------GND
A4-----------SDA IIC 数据线
A5-----------SCL IIC 时钟线
*/
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //include LiquidCrystal Library
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#define FLOWSENSORPIN 2 //连接到 Arduino 数字引脚 2 的水流传感器
#define relayPin 4 // 连接到 Arduino 数字引脚 4 的 5v 继电器模块
volatile uint16_t pulses = 0; // count how many pulses
volatile uint8_t lastflowpinstate; // track the state of the pulse pin
volatile uint32_t lastflowratetimer = 0; // you can try to keep time of how long it is between pulses
volatile float flowrate; // and use that to calculate a flow rate
// Interrupt is called once a millisecond, looks for any pulses from the sensor!
SIGNAL(TIMER0_COMPA_vect) {
uint8_t x = digitalRead(FLOWSENSORPIN);
if (x == lastflowpinstate) {
lastflowratetimer++;
return; // nothing changed!
}
if (x == HIGH) {
//low to high transition!
pulses++;
}
lastflowpinstate = x;
flowrate = 1000.0;
flowrate /= lastflowratetimer; // in hertz
lastflowratetimer = 0;
}
void useInterrupt(boolean v) {
if (v) {
// Timer0 is already used for millis() - we'll just interrupt somewhere
// in the middle and call the "Compare A" function above
OCR0A = 0xAF;
TIMSK0 |= _BV(OCIE0A);
} else {
// do not call the interrupt function COMPA anymore
TIMSK0 &= ~_BV(OCIE0A);
}
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.print("---Water flow sensor---");
lcd.init(); // 初始化液晶显示器
lcd.backlight();
lcd.begin(16, 2); //16X2 lcd display
lcd.setBacklight(HIGH);
lcd.setCursor(0, 0); //setting display position
lcd.print("Aqua counter");
pinMode(FLOWSENSORPIN, INPUT); //sets the FLOWSENSORPIN as an INPUT
pinMode(relayPin, OUTPUT);//sets the relayPin as OUTPUT
digitalWrite(relayPin, LOW);
digitalWrite(FLOWSENSORPIN, HIGH);//optional Internal Pull-Up
lastflowpinstate = digitalRead(FLOWSENSORPIN);
useInterrupt(true);
delay(2000);
lcd.clear();
}
void loop()
{
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Pulses:"); lcd.print(pulses, DEC);
lcd.print(" Hz:");
lcd.print(flowrate);
//lcd.print(flowrate);
Serial.print("Freq: "); Serial.println(flowrate);
Serial.print("Pulses: "); Serial.println(pulses, DEC);
// if a plastic sensor use the following calculation
// Sensor Frequency (Hz) = 7.5 * Q (Liters/min)
// Liters = Q * time elapsed (seconds) / 60 (seconds/minute)
// Liters = (Frequency (Pulses/second) / 7.5) * time elapsed (seconds) / 60
// Liters = Pulses / (7.5 * 60)
float liters = pulses;
liters /= 7.5;
liters /= 60.0;
/*
// if a brass sensor use the following calculation
float liters = pulses;
liters /= 8.1;
liters -= 6;
liters /= 60.0;
*/
Serial.print(liters); Serial.println(" Liters");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(liters); lcd.print(" Litres ");
if (liters >= 0.15) //water limit set
{
digitalWrite(relayPin, HIGH);
}
else {
digitalWrite(relayPin, LOW);
}
delay(2000);
lcd.clear();
}

复制代码

eagler8 · 发表于 2021-7-9 15:02

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
  项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4

  实验串口返回情况

eagler8 · 发表于 2021-7-9 15:06

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验八十八： LCD1602A液晶屏5V显示模块（IIC/I2C接口）
  项目二十一：水流量传感器、5V继电器模块和LCD1602 I2C模块
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，继电器接D4

实验场景图

oanger · 发表于 2021-7-10 08:41

你快把我想做的做完了

oanger · 发表于 2021-7-10 09:12

下一步你是不是要接上wifi模块了，我付费你帮我做个集成吧

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[经验] 【Arduino】108种传感器模块系列实验（91）--水流量传感器模块