arduino水位传感器 基于 Arduino UNO 的非接触式电容式液位传感
基于 Arduino UNO 的非接触式电容式液位传感
本方案使用 TI FDC1004 分线器和 Arduino 来测量瓶子中的液位，使用两个粘性铜条之间的电容。
液位感应可以通过多种不同的方式完成，我们也尝试了多种方式。有时需要的是准确的液位测量，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）甚至汽车中的油箱液位感应等应用中尤其受欢迎。
我们之前曾尝试使用激光 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。
我们做了什么：
我们使用电容来测量液位，通过在罐的外壁粘上两条铜带来测量内部的液位。这两个铜带测量电极之一相对于地的电容。
TI FDC1004 是一款将电容测量和 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”。指定的应用包括接近检测、手势识别和液位传感。
使用电容进行接近感应和液位感应的原理是相同的。当两个平行的导电板以固定距离放置时，就会产生电场。在这些板的边缘，会产生“边缘”效果。这是电容式传感应用的关键。
不同应用的电容感测可以通过不同的方式完成。在此应用中，我们使用“平行手指”方法来感测受液位影响的边缘电场线的数量。这会导致电容的微小变化，然后测量并校准到液位高度。
我们是怎么做的？
实际应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）。
然后我们将其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 分线板使用 I2C 标准接口连接到 Arduino Uno。该芯片连接到 Arduino 的 SCL 和 SDA 引脚（对于 Arduino Uno，这是 A4 和 A5）。它可以连接到任何控制器或平台的 I2C 引脚，但提供的库仅适用于 Arduino。如果您使用的 Arduino 版本不同于 Arduino Uno，请检查哪些引脚对应于 I2C/TWI SDA 和 SCL 线。
数据通过 Arduino 的 UART 通过 USB 发送到计算机。该数据以 100 SPS 的速率连续发送，然后在代码中取平均值，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。
我们使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。
注意事项
任何传感或工程机制总是有它自己的一套限制。对于这个应用程序，这是我们注意到的： 电容式感应容易受到外部杂散电容的影响，有时会使 ADC 饱和。然而，这是使用适当的屏蔽来修复的。 校准是关键，准确校准很重要 环境因素对电容有巨大影响，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 的非接触式电容式液位传感（原理图+接线图+代码） - 电路城
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Arduino教程：认识超声波传感器（简明版）
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超声波传感器是一个输入模块，提供了非常好的非接触范围检测，性能稳定，易于使用，盲区小，准确度高，测距距离从2厘米到400厘米不等，关键是还很便宜，在创客圈应用最为广泛，包括：机器人测距避障，液位检测等。
一、课前准备
学习本节课请你准备：
1、集成了扩展板的ArduinoUNO主板1块；
2、超声波传感器1个；
3、杜邦线4根；
4、USB方口数据线1根；
5、软件：Mixly（米思齐，V0.998）。
课前准备
二、传感器接线方式
把超声波传感器连接到 扩展板 数字IO口的2、3号管脚
1、GND（地）黑色 接扩展板 黑色 G（2号）
2、VCC（电源） 红色接 扩展板 红色 V（2号）
3、Trig（控制端） 灰色接 扩展板 白色 S（2号）
4、Echo（接收端） 白色接 扩展板 白色 S（3号）
注意：正负极不能反接，否则会烧坏传感器或主板及扩展板。
三、获取超声波传感器的返回值
打开Mixly（米思齐，V0.998），使用“串口”→“打印（自动换行）”，“传感器”→“超声波测距”，请注意“Trige”和“Echo”的管脚要和你的超声波与扩展板实际连接的管脚一致，如下图所示：
建议你阅读上图右侧的代码，尝试分析它们的作用，至少要通过搜索知道这些代码当中部分命令的含义，逐步掌握Arduino语法以及关键命令。
四、测距原理
超声波传感器的发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。根据计时器记录的时间t，声波在空气中的传播速度为340m/s，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=340m/s× t / 2 。这就是所谓的时间差测距法。
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