如何使用Arduino和LCD顯示屏構(gòu)建一個數(shù)字水流量計？

在這篇文章中，我們將使用 Arduino 和 16 x 2 LCD顯示屏構(gòu)建一個數(shù)字水流量計。我們將看看YF-S201水流量傳感器，其結(jié)構(gòu)和工作原理以及如何與Arduino接口以提取一些有用的讀數(shù)。

擬議的項目可以測量以升/分鐘為單位的水流量和以升為單位的總水流量。

讓我們來看看YF-S201水流量傳感器。

YF-S201是一款基于霍爾效應(yīng)的水傳感器。它具有三個端子5V（標(biāo)稱工作電壓），GND和輸出。+5V為紅色線，黑色為接地線，黃色為輸出。

傳感器發(fā)出的頻率與水流量成正比。YF-S201傳感器的測量范圍從1升/分鐘到30升/分鐘。水壓應(yīng)小于或等于1.75MPa。

水可以從一端注入，水流過另一端。

傳感器可以放置在罐體的主閘閥之后;如果要測量水管網(wǎng)絡(luò)中的水流量，或者可以放置在水龍頭之前以測量單個水龍頭的水流量。

傳感器的位置可以根據(jù)用戶的需要放在任何地方，但必須注意避免漏水。

傳感器具有磁鐵和霍爾效應(yīng)傳感器;如果我們看一下水流傳感器的側(cè)面，我們可以看到水流路徑中的塑料渦輪機(jī)。

一個圓形磁鐵嵌入在渦輪機(jī)的中心，霍爾效應(yīng)傳感器被密封并防止潮濕，并放置在磁鐵上方?；魻栃?yīng)傳感器為渦輪機(jī)的每一圈產(chǎn)生一個脈沖。

串行繪圖儀上的水流波形

我們可以看到水流量傳感器在arduino IDE的串行繪圖儀上產(chǎn)生的脈沖，如下所示（使用Arduino單通道示波器）。

我們將空氣吹過傳感器以旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)作為測試，生成的波形如上所示。左側(cè)密度較高的波形表示渦輪機(jī)的頻率更高，旋轉(zhuǎn)速度更快，右側(cè)密度較低的波形表示反之亦然。

一致的水流提供一致的頻率輸出。

我們必須將頻率轉(zhuǎn)換為升/分鐘刻度。為此，制造商給出了一個公式：

水流量（升/分鐘）= 頻率 / 7.5

因此，我們需要測量生成的頻率并在程序代碼中應(yīng)用上述公式。

YF-S201技術(shù)規(guī)格：

·精度：+/- 10%，如果您需要更好的精度，我們需要校準(zhǔn)。

·工作溫度：-25至+ 80攝氏度。

·工作濕度：35% 至 80% 相對濕度。

·輸出占空比：50% +/- 10%。

·最大水壓：1.75兆帕。

·每升豆類：450。

·最大電流消耗：15V 時為 5 mA

YF-S201水流量傳感器到此結(jié)束。

現(xiàn)在讓我們轉(zhuǎn)到原理圖。

示意圖：

水流量傳感器的輸出引腳連接到 Arduino 的 A0。使用 10K 電位計調(diào)整顯示對比度。按照上圖連接Arduino和LCD顯示屏。

程序代碼：

//-----Program Developed by R.Girish-----//

#include 《LiquidCrystal.h》

LiquidCrystal lcd（12， 11， 5， 4， 3， 2）;

int X;

int Y;

float Time = 0;

float frequency = 0;

float waterFlow = 0;

float total = 0;

float LS = 0;

const int input = A0;

const int test = 9;

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

lcd.begin（16， 2）;

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Water Flow Meter”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“****************”）;

delay（2000）;

pinMode（input，INPUT）;

pinMode（test， OUTPUT）;

analogWrite（test，100）;

}

void loop（）

{

X = pulseIn（input， HIGH）;

Y = pulseIn（input， LOW）;

Time = X + Y;

frequency = 1000000/Time;

waterFlow = frequency/7.5;

LS = waterFlow/60;

if（frequency 》= 0）

{

if（isinf（frequency））

{

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“L/Min： 0.00”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Total： ”）;

lcd.print（total）;

lcd.print（“ L”）;

}

else

{

total = total + LS;

Serial.println（frequency）;

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“L/Min： ”）;

lcd.print（waterFlow）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Total： ”）;

lcd.print（total）;

lcd.print（“ L”）;

}

}

delay（1000）;

}

//-----Program Developed by R.Girish-----//

“L/Min”表示當(dāng)前水流量，“總計”表示自電路打開以來的總流量。

您還可以流動粘度值接近水的任何液體。