【Arduino】108种传感器模块系列实验（91）--水流量传感器模块

oanger

eagler8 发表于 2021-7-8 20:28
实验场景图

万分感谢，找到问题所在了。

eagler8

oanger 发表于 2021-7-8 20:42
老表，还是p10，几个手机啊

三 个手机，这个做实验拍照录像还不错
明年初还能升级鸿蒙系统呢

eagler8

【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
  项目八：通过串口，监测实时流量与累计流量（有流量时LED亮）
  实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，LED接D13

实验说明：
float calibrationFactor = 7.5;
这个系数（及后面算法）仅为参考演示值，实际使用请自行专业校准

实验开源代码

1. /*
   
2.   【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
   
3.   实验九十一： 1号霍尔水流量传感器 直饮机流量监控模块
   
4.   项目八：通过串口，监测实时流量与累计流量（有流量时LED亮）
   
5.   实验接线：Uno D2接流量传感器OUT，LED接D13
   
6. */
   
7. 
   
8. byte statusLed    = 13;
   
9. byte sensorInterrupt = 0;  // 0 = digital pin 2
   
10. byte sensorPin       = 2;
    
11. 
    
12. // 霍尔效应流量传感器每秒输出大约 7.5 个脉冲
    
13. // 升/分钟的流量。
    
14. float calibrationFactor = 7.5; //这个系数（及后面算法）仅为参考演示值，实际使用请自行专业校准
    
15. 
    
16. volatile byte pulseCount;
    
17. 
    
18. float flowRate;
    
19. unsigned int flowMilliLitres;
    
20. unsigned long totalMilliLitres;
    
21. 
    
22. unsigned long oldTime;
    
23. 
    
24. void setup() {
    
25.   // 初始化串行连接以向主机报告值
    
26.   Serial.begin(38400);
    
27. 
    
28.   // 将状态 LED 设置为输出
    
29.   pinMode(statusLed, OUTPUT);
    
30.   digitalWrite(statusLed, LOW);  // 我们连接了一个高电平有效的 LED
    
31. 
    
32.   pinMode(sensorPin, INPUT);
    
33.   digitalWrite(sensorPin, HIGH); // 上拉霍尔效应流量传感器输出端为高电平
    
34. 
    
35.   pulseCount        = 0;
    
36.   flowRate          = 0.0;
    
37.   flowMilliLitres   = 0;
    
38.   totalMilliLitres  = 0;
    
39.   oldTime           = 0;
    
40. 
    
41.   // 霍尔效应传感器连接到使用中断 0 的引脚 2。
    
42.   // 配置为在下降状态变化时触发（从 HIGH 转换
    
43.   // 状态到 LOW 状态）
    
44.   attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
    
45.   Serial.println("流量计准备就绪OK");
    
46. }
    
47. 
    
48. void loop() {
    
49.   if ((millis() - oldTime) > 1000)   // 每秒只处理一次计数器
    
50.   {
    
51.     // 在计算流量并将值发送给主机时禁用中断
    
52.     detachInterrupt(sensorInterrupt);
    
53. 
    
54.     // 因为这个循环可能不会在 1 秒的间隔内完成，我们计算
    
55.     // 自上次执行和使用以来经过的毫秒数
    
56.     // 缩放输出。 我们还应用了校准因子来缩放输出
    
57.     // 基于每测量单位每秒的脉冲数（升/分钟
    
58.     // 这种情况）来自传感器。
    
59.     flowRate = ((1000.0 / (millis() - oldTime)) * pulseCount) / calibrationFactor;
    
60. 
    
61.     // 请注意执行此处理过程的时间。 请注意，因为我们已经
    
62.     // 禁用中断millis() 函数实际上不会正确递增
    
63.     // 此时，它仍然会返回之前设置的值
    
64.     // 中断消失了。
    
65.     oldTime = millis();
    
66. 
    
67.     // 将以升/分钟为单位的流速除以 60 以确定有多少升
    
68.     // 在这 1 秒的间隔内通过传感器，然后乘以 1000 到
    
69.     // 转换为毫升。
    
70.     flowMilliLitres = (flowRate / 60) * 1000;
    
71. 
    
72.     // 将这一秒传递的毫升数加到累计总数中
    
73.     totalMilliLitres += flowMilliLitres;
    
74. 
    
75.     unsigned int frac;
    
76. 
    
77.     // 以升/分钟为单位打印这一秒的流量
    
78.     Serial.print("流速: ");
    
79.     Serial.print(int(flowRate));  // 打印变量的整数部分
    
80.     Serial.print(".");             // 打印小数点
    
81.     //确定小数部分。 10 乘数给我们 1 个小数位。
    
82.     frac = (flowRate - int(flowRate)) * 10;
    
83.     Serial.print(frac, DEC) ;      // 打印变量的小数部分
    
84.     Serial.print("升/分钟");
    
85.     // 打印这一秒流过的毫升数
    
86.     Serial.print("  当前流量: ");             // 输出分隔符
    
87.     Serial.print(flowMilliLitres);
    
88.     Serial.print("毫升/秒");
    
89. 
    
90.     // 打印自启动以来流过的累计升数
    
91.     Serial.print("  累计流量: ");             // 输出分隔符
    
92.     Serial.print(totalMilliLitres);
    
93.     Serial.println("毫升");
    
94. 
    
95.     if (flowMilliLitres > 10) {
    
96.       digitalWrite(statusLed, HIGH); //有流量时点亮LED灯，否则熄灭
    
97.     }
    
98. 
    
99.     if (flowMilliLitres < 10) {
    
100.       digitalWrite(statusLed, LOW);
     
101.     }
     
102. 
     
103.     //重置脉冲计数器，以便我们可以再次开始递增
     
104.     pulseCount = 0;
     
105. 
     
106.     //现在我们已完成发送输出，再次启用中断
     
107.     attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
     
108.   }
     
109. }
     
110. 
     
111. // 中断服务程序
     
112. void pulseCounter() {
     
113.   // 增加脉冲计数器
     
114.   pulseCount++;
     
115. }

复制代码

eagler8

实验串口返回情况

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实验场景图

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水流量传感器工作原理
其结构很简单。主要部件是霍尔效应传感器、 涡轮叶轮 和 磁铁。水从入口流入，从出口流出。水流带动轮子转动，轮子上的磁铁也随之转动。磁场旋转触发霍尔传感器，输出高低电平方波（脉冲）。



轮子每转一圈，流过的水量都是一定的，输出的方波数也是如此。因此，我们可以通过计算方波（脉冲）的数量来计算水的流量。

eagler8

最经典的水流量传感器 YF-S402 和 YF-S201就 依赖霍尔传感器。

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关于实验代码


这里可以 digitalread() 在 LOOP 函数中使用来读取水流传感器的输出。每当读取到高电平时，计数加一。但是这种方式不是实时的，程序每次执行都需要一定的等待时间，在此期间不会检测到新的脉冲。


对于此类要求实时的应用程序，我们通常使用 中断。每当检测到脉冲的上升沿时，就会触发中断，计数加一。




有关中断的更多详细信息，  请查看 attachinterrupt()


官方链接：https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/

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应用场景决定了要使用的水流量传感器的类型
虽然您可以在我们的网络市场上找到十几个或更多的水流传感器，但通常它们可以分为两种类型：

大口径铜管
小口径塑料管

YF-B1～YF-B7属于大口径型，可以连续在工业，农业和畜牧业常用的，因此需要使用铜管其对压力的抗性和腐蚀更好的抗性。

而小直径的通常用于家用电器。其中最常见的是 YF-S201 和 YF-S402。YF-S201适用于卡片机、自动售货机，而YF-S402适用于饮水机、咖啡机等小口径家用电器。顺便说一下，YF-S402和YF-S201都是Arduino和Raspberry Pi水流传感器项目中常用的。

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流量计YF-S402C规格书