Sensor de nível de líquido usando um sensor ToF a laser
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Sobre este projeto
A medição do nível de líquido é uma técnica comum em várias aplicações industriais e também domésticas (para medir o nível de água em um tanque). Isso geralmente é feito usando uma sonda mergulhada no líquido e medindo a condutividade entre eles. Essa condutividade é geralmente medida pela mudança de resistência devido à mudança do nível de água. Este tipo de sensor é mostrado na seguinte imagem:
A outra maneira de detectar o nível (geralmente nível total) para aplicações como desligamento do motor quando o tanque de água fica cheio, é usar um sensor com base em bóia que desliga o fluxo mecanicamente. Geralmente são dispositivos mecânicos desajeitados e podem detectar apenas quando o tanque está cheio.
Por que não podemos usar estes
Para a aplicação específica em que estávamos trabalhando, não podíamos colocar nada fisicamente dentro do barril por causa da natureza do líquido. Este também é o caso se o que você está medindo for comida. Obter sensores de grau alimentício e manter os padrões de segurança alimentar pode ser um desafio.
Uma forma não invasiva e sem contato de detectar o nível do líquido no tanque parecia ser a melhor abordagem. Nessa situação, a questão da contaminação de líquidos nem mesmo entra em cena.
Como fizemos isso
A placa de breakout do sensor a laser da ProtoCentral contém o sensor VL53L0X da ST Microelectronics, que é um sensor completo de medição de distância de tempo de vôo baseado em laser. A vantagem desse dispositivo é que ele pode refletir a luz laser infravermelha invisível de qualquer superfície e medir o tempo que leva para a luz chegar ao detector, que também está embutido no dispositivo.
A faixa máxima de medição de distância do sensor é de 2 metros, mas ainda assim conseguimos atingir uma resolução de 2 mm de nível de água no tanque. A placa de breakout Laser ToF é conectada a uma placa compatível com Arduino conhecida como ProtoFly da ProtoCentral, que possui um módulo sem fio Bluetooth integrado. Juntamente com uma bateria de íons de lítio, tudo está configurado para funcionar sem fio.
Esta unidade é montada no topo de um tanque no qual a água é bombeada com uma pequena bomba d'água.
Esses dados de altura são então enviados sem fio para um computador que executa uma GUI com base no processamento. Os aplicativos de processamento medem e registram os dados do nível da água em tempo real. Abaixo está um vídeo do dispositivo e do software em ação.
Resultados
No geral, tivemos uma boa experiência no uso de uma forma não convencional para medir o nível de água em um tanque. Este sensor também forneceu uma forma de medição sem contato e mais confiável, com muito pouco trabalho de interface envolvido.
Também faremos um guia de conexão do Fritzing assim que possível, mas é bastante simples conectar esta placa a um Arduino, com todo o código e bibliotecas fornecidas.
Código
ProtoCentral VL5L0X breakout board
https://github.com/Protocentral/Protocentral_VL530LXEsquemas
ProtoCentral VL5L0X breakout board
https://github.com/Protocentral/Protocentral_VL530LX/tree/master/hardwareProcesso de manufatura
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