레이저 ToF 센서를 사용한 액체 레벨 감지

이 프로젝트 정보

액체 수위 측정은 여러 산업 및 국내 응용 분야(탱크의 수위 측정)에서 일반적인 기술입니다. 이것은 일반적으로 액체에 담근 프로브를 사용하여 수행되고 이들 사이의 전도도를 측정합니다. 이 전도도는 일반적으로 수위 변화로 인한 저항 변화로 측정됩니다. 이 유형의 센서는 다음 그림에 나와 있습니다.

물 탱크가 가득 찼을 때 모터 차단과 같은 응용 분야에서 수위(보통 전체 수위)를 감지하는 다른 방법은 흐름을 기계적으로 차단하는 플로트 기반 센서를 사용하는 것입니다. 이들은 일반적으로 투박하고 기계적인 장치이며 탱크가 가득 찼을 때만 감지할 수 있습니다.

이것을 사용할 수 없는 이유

우리가 작업하고 있던 특정 응용 프로그램의 경우 액체의 특성 때문에 배럴 내부에 물리적으로 아무것도 넣을 수 없었습니다. 측정 대상이 식품인 경우에도 마찬가지입니다. 식품 등급 센서를 확보하고 식품 안전 표준을 유지하는 것은 어려울 수 있습니다.

탱크의 액체 레벨을 감지하는 비침습적 비접촉 방식이 가장 좋은 방법인 것 같습니다. 이 상황에서 액체 오염 문제는 그림에 나오지 않습니다.

우리는 그것을 어떻게 했습니까?

ProtoCentral의 레이저 센서 브레이크아웃 보드에는 완전한 레이저 기반 비행 시간 거리 측정 센서인 ST Microelectronics의 VL53L0X 센서가 포함되어 있습니다. 이 장치의 좋은 점은 모든 표면에서 보이지 않는 IR 레이저 빛을 반사할 수 있고 빛이 장치에 내장된 감지기에 도달하는 데 걸리는 시간을 측정할 수 있다는 것입니다.

센서의 최대 거리 측정 범위는 2미터이지만 여전히 탱크의 수위 2mm의 분해능을 달성할 수 있었습니다. Laser ToF 브레이크아웃 보드는 Bluetooth 무선 모듈이 내장된 ProtoCentral의 ProtoFly로 알려진 Arduino 호환 보드에 연결됩니다. 리튬 이온 배터리 팩과 함께 사용하면 이 모든 것이 무선으로 설정됩니다.

이 장치는 작은 물 펌프로 물을 펌핑하는 탱크 상단에 장착됩니다.

이 높이 데이터는 처리를 기반으로 GUI를 실행하는 컴퓨터에 무선으로 전송됩니다. 처리 응용 프로그램은 실시간으로 수위 데이터를 측정하고 기록합니다. 아래는 장치와 소프트웨어가 작동하는 비디오입니다.

결과

전반적으로, 우리는 탱크의 수위를 측정하기 위해 비전통적인 방법을 사용하는 좋은 경험을 했습니다. 이 센서는 또한 인터페이스 작업이 거의 필요하지 않은 비접촉 방식의 보다 안정적인 측정 방법을 제공했습니다.

가능한 한 빨리 Fritzing 연결 가이드를 만들 예정이지만 모든 코드와 라이브러리가 제공되는 이 보드를 Arduino에 연결하는 것은 매우 간단합니다.

코드

ProtoCentral VL5L0X 브레이크아웃 보드

회로도

ProtoCentral VL5L0X 브레이크아웃 보드