아두이노 나노, MPXV5010DP, OLED 디스플레이로 DIY 집수정 수위 모니터 만들기

부품 및 소모품

	Arduino Nano R3	×	1
	Freescale MPXV5010DP	×	1
	0.96" OLED 화면	×	1
	MCP4725 DAC	×	1
	릴레이 (일반)	×	1
	커패시터 1uF, 0.01uF, 470pF 모두 SMD	×	1
	투명 프로젝트 박스 110mm×85mm	×	1
	Tygon 튜빙 3/32"	×	1

프로젝트 소개

이 집수정 수위 모니터는 딸 집의 Ecobee RSM-01 입력 보드나 내 홈 모니터 프로젝트와 연동하려고 만들었습니다. 단독으로도 쓸 수 있게 릴레이를 추가했습니다. 초음파 센서보다 더 신뢰성 있고 설치가 쉬운 방법을 찾다가 압력 센서를 알게 되었고, 최종적으로 Freescale MPXV5010DP를 선택했습니다. 0-10kPa에 대해 0-5Vdc 출력을 내며, 약 1020mm 수두에 해당합니다.

현장 표시를 위해 OLED 모듈을 선택했습니다. 저렴하고 밝으며 이 제품은 투컬러 화면입니다. 인터페이스로 드라이 컨택트 출력을 위한 릴레이를 추가했습니다. DAC(디지털-아날로그 컨버터)로 MPXV5010DP보다 더 강한 0-5Vdc 출력을 내고, 센서를 배선 손상으로부터 보호합니다. I2C 통신을 사용하므로 소프트웨어 변경만으로 다른 아두이노에 데이터 공급 가능합니다.

연결 편의를 위해 커스텀 보드를 설계 제작했습니다. 다양한 구성에 대응할 수 있는 유연성을 제공합니다.

센서는 Tygon 튜빙으로 구리 파이프와 연결돼 집수정 안으로 들어갑니다. 이렇게 하면 모니터 장착 위치에 여유가 생기고 물로부터 거리를 둘 수 있습니다.

코드

집수정 수위 모니터

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_MCP4725.h>
#include <math.h>
#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);
#if (SSD1306_LCDHEIGHT != 64)
#error("Height incorrect, please fix Adafruit_SSD1306.h!");
#endif
Adafruit_MCP4725 dac;
int relayPin = 5;
int analogPin = 0;
int v1 = 0;
int v2 = 0;
int v3 = 0;
int v4 = 0;
int v5 = 0;
int v6 = 0;
float v7 = 0;
int v8 = 0;
int offSet = 40;
int maxSet = 1015;
int maxHeight = 1020;
int ranging = (maxHeight * 0.8) + offSet;
int alarmHeight = 12;
int analogPin2 = 1;
float divisor = 25.4;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("DAC test with DP sensor");
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.clearDisplay();
  dac.begin(0x60);
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  digitalWrite(relayPin, HIGH);
}

void loop() {
  v1 = analogRead(analogPin2);
  delay(1000);
  if (v1 < offSet) { v1 = offSet; }
  v2 = map(v1, offSet, maxSet, 0, 4095);
  dac.setVoltage(v2, false);
  v3 = (v1 - offSet) / 0.8;
  v7 = v3 / divisor;
  v8 = round(v7);
  v4 = map(v1, offSet, ranging, 0, 100);
  v5 = analogRead(analogPin);
  v6 = map(v5, 0, 1023, 0, 5000);
  printoled();
  serial();
}

void printoled() {
  display.clearDisplay();
  if (v8 > alarmHeight) {
    display.invertDisplay(true);
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  } else {
    display.invertDisplay(false);
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  }
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("SUMP LEVEL");
  display.setTextSize(4);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.print(v8);
  display.setTextSize(2);
  display.println("inches");
  display.display();
  delay(500);
}

void serial() {
  Serial.print(" PS analog input: "); Serial.print(v1);
  Serial.print(" Height: "); Serial.print(v3); Serial.print(" mm ");
  Serial.print(v4); Serial.print(" %");
  Serial.print(" Converted voltage: "); Serial.print(v6); Serial.println(" mV");
}

회로도

Eagle 6.5.0 사용

sump%20level.sch