Durchflussmesser: alles was Sie wissen müssen

Durchflussmesser

Flüssigkeitsfluss oder -verbrauch messen In einigen Fällen ist dies wichtig, und dafür benötigen Sie einen Durchflussmesser. Wenn Sie beispielsweise der Formel 1 folgen, wissen Sie, dass die FIA ​​die Teams dazu zwingt, einen Durchflussmesser im Motor zu verwenden, um den Verbrauch zu ermitteln, den jedes Team in seinen Autos macht, und so mögliche Fallen zu vermeiden, indem Sie mehr Durchfluss einspritzen, um mehr zu erhalten manchmal Strom. oder wie Öl verwendet wird, um den Motor zu verbrennen ...

Außerhalb von F1 könnten Sie jedoch daran interessiert sein, eines dieser Geräte zu haben, um zu wissen, welchen Verbrauch Wasser oder eine andere Flüssigkeit ein System hat, oder um auch die Durchflussrate eines Rohrs zu bestimmen, das aus einem Tank entnommen wird, um zu bestimmen, wann es verbraucht wird. automatisierte Gartenbewässerungssysteme usw. Das Anwendungen dieser Elemente sind vielfältigkönnen Sie das Limit selbst festlegen.

Durchflussmesser oder Durchflussmesser

Woher solltest du das wissen? der Fluss ist die Menge einer Flüssigkeit oder Flüssigkeit, die pro Zeiteinheit durch ein Rohr oder einen Stummel zirkuliert. Sie wird in Volumeneinheiten geteilt durch die Zeiteinheit gemessen, z. B. Liter pro Minute, Liter pro Stunde, Kubikmeter pro Stunde, Kubikmeter pro Sekunde usw. (l / min, l / h, m³ / h, ...).

Was ist ein Durchflussmesser?

El Durchflussmesser oder Flüssigkeitsmesser Es ist das Gerät, das in der Lage ist, die Durchflussmenge zu messen, die durch ein Rohr fließt. Es gibt verschiedene Modelle und Hersteller, die problemlos in den Arduino integriert werden können. Diese Durchflussrate hängt von mehreren Faktoren ab, wie z. B. dem Rohrabschnitt und dem Versorgungsdruck.

Durch die Steuerung dieser beiden Parameter und mit einem Durchflussmesser, der den Durchfluss misst, können Sie über ein ausgeklügeltes Steuerungssystem für die Flüssigkeiten verfügen. Sehr nützlich für die Hausautomation oder andere elektronische und sogar industrielle Projekte. Für Heimprojekte haben Macher bekannte Modelle wie der YF-S201, FS300A, FS400A, usw.

Durchflussmessertypen

Auf dem Markt finden Sie verschiedene Arten von Durchflussmessern oder Durchflussmessern, abhängig von der Verwendung und dem Budget, das Sie investieren möchten. Darüber hinaus sind einige von ihnen spezifisch für eine Flüssigkeit wie Wasser, Kraftstoff, Öl, andere haben eine höhere oder geringere Präzision, wobei die Preise von einigen Euro bis zu Tausenden von Euro reichen, von denen einige auf industrieller Ebene sehr weit fortgeschritten sind:

  • Mechanischer Durchflussmesser: Es ist ein sehr typischer Zähler, den jeder im Haus hat, um das Wasser zu messen, das er in seinen Zählern verbraucht. Die Strömung dreht eine Turbine, die eine Welle bewegt, die mit einem mechanischen Zähler verbunden ist, der die Messwerte sammelt. Da es mechanisch ist, kann es in diesem Fall nicht in Arduino integriert werden.
  • Ultraschall-Durchflussmesser- In der Industrie weit verbreitet, für den Heimgebrauch jedoch extrem teuer. Sie können die Durchflussrate anhand der Zeit messen, die Ultraschall benötigt, um durch die zu messende Flüssigkeit zu gelangen.
  • Elektromagnetischer Durchflussmesser: Sie werden in der Industrie auch häufig für Rohre bis zu 40 Zoll und hohen Drücken verwendet. Sie kosten sehr teuer und verwenden ein elektromagnetisches System zur Messung.
  • Elektronischer Turbinen-Durchflussmesser: kostengünstig und sehr genau. Dies sind diejenigen, die Sie problemlos in Ihr Arduino integrieren können und die auch für die häusliche Umgebung verwendet werden. Sie verwenden eine Turbine mit Schaufeln, die sich dreht, wenn der Flüssigkeitsstrom durch sie fließt, und ein Hall-Effekt-Sensor berechnet den Durchfluss anhand der Drehzahlen, die er in der Drehung erreicht. Das Problem ist, dass sie aufdringlich sind, einen hohen Druckabfall haben und eine Verschlechterung ihrer Teile erleiden, so dass sie nicht lange halten ...

In Anbetracht dessen, dass wir uns für Elektronik interessieren, werden wir diese weiter studieren ...

Durchflussmesser für Arduino und Bezugsquellen

Die elektronische Durchflussmesser, die in Arduino verwendet werdenWie die YF-S201, YF-S401, FS300A und FS400A haben sie ein Kunststoffgehäuse und einen Rotor mit Schaufeln im Inneren, wie ich bereits erwähnt habe. Ein am Rotor befestigter Magnet und seine Drehung durch Hall-Effekt bestimmen den Durchfluss oder den Verbrauch, den er zu einem bestimmten Zeitpunkt misst. Der Sensorausgang ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz, die proportional zur Durchflussrate ist.

Der sogenannte K-Umrechnungsfaktor zwischen Frequenz (Hz) und Durchfluss (l / min) hängt von den Parametern ab, die der Hersteller dem Sensor gegeben hat, daher ist er nicht für alle gleich. In dem Datenblätter oder Modellinformationen Sie kaufen haben diese Werte, damit Sie sie im Arduino-Code verwenden können. Die Genauigkeit wird auch nicht gleich sein, obwohl diese im Allgemeinen für Arduino normalerweise zwischen 10% über oder unter dem Stromfluss variieren.

Die empfohlene Modelle sind:

  • YF-S201: Es hat einen Anschluss für ein 1/4 "Rohr, um den Durchfluss zwischen 0.3 und 6 Litern pro Minute zu messen. Der maximale Druck, den es toleriert, beträgt 0.8 MPa bei maximalen Flüssigkeitstemperaturen von bis zu 80 ° C. Seine Spannung arbeitet zwischen 5-18V.
  • YF-S401: In diesem Fall ist die Verbindung zur Röhre 1/2 ", obwohl Sie immer Konverter verwenden können. Der Durchfluss beträgt 1 bis 30 l / min bei Drücken von bis zu 1.75 MPa und Flüssigkeitstemperaturen von bis zu 80 ° C. Seine Spannung beträgt jedoch immer noch 5-18V.
  • FS300A: gleiche Spannung und gleiche maximale Temperatur wie die vorherigen. In diesem Fall mit 3/4 "Rohren mit einem maximalen Durchfluss von 1 bis 60 l / min und Drücken von 1.2 MPa.
  • FS400A: Es hält auch Spannung und maximale Temperatur in Bezug auf seine Alternativen aufrecht, auch die maximale Durchflussrate und der maximale Druck sind die gleichen wie beim FS300A. Das einzige, was variiert, ist, dass die Röhre 1 Zoll ist.

Sie müssen diejenige auswählen, die Sie für Ihr Projekt am meisten interessiert ...

Integration mit Arduino: ein praktisches Beispiel

Arduino an Durchflussmesser angeschlossen

La Der Anschluss Ihres Durchflussmessers ist sehr einfach. Sie haben normalerweise 3 Kabel, eines für die Datenerfassung im Fluss und die anderen zwei für die Stromversorgung. Die Daten können mit dem für Sie am besten geeigneten Arduino-Eingang verbunden und anschließend der Skizzencode programmiert werden. Und die Stromversorgungen, eine für die 5V und eine für die GND, und das würde ausreichen, um mit der Arbeit zu beginnen.

Aber damit es eine Funktion hat, müssen Sie zuerst die erstellen Code in der Arduino IDE. Es gibt viele Möglichkeiten, diesen Durchflusssensor zu verwenden, und auch Möglichkeiten, ihn zu programmieren, obwohl Sie hier haben ein praktisches und einfaches Beispiel So können Sie sehen, wie es funktioniert:

const int sensorPin = 2;
const int measureInterval = 2500;
volatile int pulseConter;
 
// Si vas a usar el YF-S201, como en este caso, es 7.5.
//Pero si vas a usar otro como el FS300A debes sustituir el valor por 5.5, o 3.5 en el FS400A, etc.
const float factorK = 7.5;
 
void ISRCountPulse()
{
   pulseConter++;
}
 
float GetFrequency()
{
   pulseConter = 0;
 
   interrupts();
   delay(measureInterval);
   noInterrupts();
 
   return (float)pulseConter * 1000 / measureInterval;
}
 
void setup()
{
   Serial.begin(9600);
   attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensorPin), ISRCountPulse, RISING);
}
 
void loop()
{
   // Con esto se obtiene la frecuencia en Hz
   float frequency = GetFrequency();
 
   // Y con esto se calcula el caudal en litros por minuto
   float flow_Lmin = frequency / factorK;
 
   Serial.print("Frecuencia obtenida: ");
   Serial.print(frequency, 0);
   Serial.print(" (Hz)\tCaudal: ");
   Serial.print(flow_Lmin, 3);
   Serial.println(" (l/min)");
}

Und wenn du willst Konsum bekommen, dann können Sie diesen anderen Code verwenden oder beide kombinieren, um beide zu haben ... Für den Verbrauch muss der erzielte Fluss in Bezug auf die Zeit integriert werden:

const int sensorPin = 2;
const int measureInterval = 2500;
volatile int pulseConter;
 
//Para el YF-S201 es 7.5, pero recuerda que lo debes modificar al factor k de tu modelo
const float factorK = 7.5;
 
float volume = 0;
long t0 = 0;
 
 
void ISRCountPulse()
{
   pulseConter++;
}
 
float GetFrequency()
{
   pulseConter = 0;
 
   interrupts();
   delay(measureInterval);
   noInterrupts();
 
   return (float)pulseConter * 1000 / measureInterval;
}
 
void SumVolume(float dV)
{
   volume += dV / 60 * (millis() - t0) / 1000.0;
   t0 = millis();
}
 
void setup()
{
   Serial.begin(9600);
   attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(sensorPin), ISRCountPulse, RISING);
   t0 = millis();
}
 
void loop()
{
   // Obtención del afrecuencia
   float frequency = GetFrequency();
 
   //Calcular el caudal en litros por minuto
   float flow_Lmin = frequency / factorK;
   SumVolume(flow_Lmin);
 
   Serial.print(" El caudal es de: ");
   Serial.print(flow_Lmin, 3);
   Serial.print(" (l/min)\tConsumo:");
   Serial.print(volume, 1);
   Serial.println(" (L)");
}

Sie wissen bereits, dass Sie diesen Code je nach Bedarf ändern müssen. Außerdem ist es sehr wichtig, ihn einzufügen der K-Faktor des Modells, das Sie gekauft haben, oder es werden keine tatsächlichen Messungen durchgeführt. Nicht vergessen!


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