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基于 Arduino UNO 的非接触式电容式液位传感_电容_液位

落叶飘零 2024-11-13 10:08:19 0

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液位感应可以通过多种不同的办法完成,我们也考试测验了多种办法。
有时须要的是准确的液位丈量,而无需在液体内部放置任何东西。
这在食品工业(用于罐中的液位感应)乃至汽车中的油箱液位感应等运用中尤其受欢迎。

我们之前曾考试测验利用激光 ToF 传感器来实现此目的,但这并不是实现此目的的最佳方法。

基于 Arduino UNO 的非接触式电容式液位传感_电容_液位 互联网

我们做了什么:

我们利用电容来丈量液位,通过在罐的外壁粘上两条铜带来丈量内部的液位。
这两个铜带丈量电极之一相对付地的电容。

TI FDC1004 是一款将电容丈量和 ADC 集成在一个封装中的一体化芯片,称之为“电容数字转换器”。
指定的运用包括靠近检测、手势识别和液位传感。

利用电容进行靠近感应和液位感应的事理是相同的。
当两个平行的导电板以固定间隔放置时,就会产生电场。
在这些板的边缘,会产生“边缘”效果。
这是电容式传感运用的关键。

不同运用的电容感测可以通过不同的办法完成。
在此运用中,我们利用“平行手指”方法来感测受液位影响的边缘电场线的数量。
这会导致电容的眇小变革,然后丈量并校准到液位高度。

我们是怎么做的?

实际运用是一个更大的设置,但为了本文,我们在一个小水瓶上演示了相同的设置。
我们粘贴了两条从Sparkfun购买的薄铜带(5 毫米宽)。

然后我们将个中一个电极连接到系统接地,另一个连接到 FDC1004 分线板的 CIN1 通道。
最好将它们直接焊接到电极本身以避免任何杂散电容。

ProtoCentral FDC1004 分线板利用 I2C 标准接口连接到 Arduino Uno。
该芯片连接到 Arduino 的 SCL 和 SDA 引脚(对付 Arduino Uno,这是 A4 和 A5)。
它可以连接到任何掌握器或平台的 I2C 引脚,但供应的库仅适用于 Arduino。
如果您利用的 Arduino 版天职歧于 Arduino Uno,请检讨哪些引脚对应于 I2C/TWI SDA 和 SCL 线。

数据通过 Arduino 的 UART 通过 USB 发送到打算机。
该数据以 100 SPS 的速率连续发送,然后在代码中取均匀值,这有助于滤除噪声。

在这个例子中,我们刚刚将电容到水平高度转换硬编码到 Arduino 代码本身,但是,校准可用于为各种高度和液体类型设置相同的值。

我们利用蠕动泵从另一个瓶子中抽取的水测试了该设置。
本文下方的链接中附有所有必需的代码。

把稳事变

任何传感或工程机制总是有它自己的一套限定。
对付这个运用程序,这是我们把稳到的:

电容式感应随意马虎受到外部杂散电容的影响,有时会使 ADC 饱和。
然而,这是利用适当的屏蔽来修复的。

校准是关键,准确校准很主要

环境成分对电容有巨大影响,必须对其进行屏蔽和/或适当校正。

更多详情资料可前往基于 Arduino UNO 的非打仗式电容式液位传感(事理图+接线图+代码) - 电路城

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