Misurare il flusso o il consumo del fluido è importante in alcuni casi e per questo è necessario un flussometro. Ad esempio, se segui la Formula 1, saprai che la FIA obbliga i team a utilizzare un flussometro nel motore per rilevare i consumi che ogni squadra fa nelle proprie vetture ed evitare così possibili trappole iniettando maggior flusso per ottenere di più potenza a volte. o come l'olio viene utilizzato per bruciare il motore ...
Ma al di fuori di F1, potresti essere interessato ad avere uno di questi dispositivi per sapere quale consumo di acqua o qualsiasi altro liquido ha un sistema, o anche determinare la portata di un tubo che attinge da un serbatoio per determinare quando viene consumato, sistemi automatizzati di irrigazione del giardino, ecc. Il le applicazioni di questi elementi sono molteplici, puoi impostare tu stesso il limite.
Flussometro o flussometro
Come dovresti saperlo il flusso è la quantità di un liquido o fluido che circola attraverso un tubo o uno stub per unità di tempo. Viene misurato in unità di volume divise per unità di tempo, come litro al minuto, litro all'ora, metro cubo all'ora, metri cubi al secondo, ecc. (l / min, l / h, m³ / h, ...).
Cos'è un flussometro?
El flussometro o flussometro È il dispositivo in grado di misurare quella quantità di flusso che passa attraverso un tubo. Esistono diversi modelli e produttori che possono essere facilmente integrati con Arduino. Questa portata dipenderà da diversi fattori, come la sezione del tubo e la pressione di alimentazione.
Controllando questi due parametri e con un flussometro che misura il flusso, è possibile avere un sofisticato sistema di controllo dei fluidi. Molto utile per la domotica o altri progetti elettronici e anche industriali. Per i progetti domestici, i produttori hanno modelli ben noti come YF-S201, FS300A, FS400A, ecc.
Tipi di misuratori di portata
Nel mercato troverai vari tipi di flussimetri o misuratori di portata a seconda dell'uso che ne date e del budget che volete investire. Inoltre alcuni di essi sono specifici per un fluido, come acqua, carburante, olio, altri hanno più o meno precisione, con prezzi che vanno da pochi euro a migliaia di euro in alcuni molto avanzati a livello industriale:
- Flussometro meccanico: è un tipico contatore che tutti hanno in casa per misurare l'acqua che consumano nei propri contatori. Il flusso fa girare una turbina che muove un albero che è collegato a un contatore meccanico che accumula le letture. Essendo meccanico, in questo caso non può essere integrato con Arduino.
- Flussometro ad ultrasuoni- Ampiamente utilizzato nell'industria, ma estremamente costoso per l'uso domestico. È possibile misurare la portata in base al tempo impiegato dagli ultrasuoni per passare attraverso il fluido da misurare.
- Misuratore di portata elettromagnetico: Sono spesso utilizzati anche nell'industria per tubi fino a 40 pollici e alte pressioni. Costano molto costosi e utilizzano un sistema elettromagnetico per la misurazione.
- Flussometro elettronico a turbina: basso costo e molto preciso. Questi sono quelli che puoi integrare facilmente con il tuo Arduino e sono utilizzati anche per l'ambiente domestico. Usano una turbina con pale che gira al passaggio del flusso del fluido e un sensore ad effetto Hall calcolerà il flusso in base agli RPM che raggiunge nel turno. Il problema è che essendo invadenti, hanno una forte caduta di pressione e subiscono un deterioramento nelle loro parti, quindi non dureranno a lungo ...
Tenendo conto che siamo interessati all'elettronica, continueremo a studiare questi ...
Flussimetri per Arduino e dove acquistarli
I flussometri di tipo elettronico utilizzati in ArduinoCome YF-S201, YF-S401, FS300A e FS400A, hanno un involucro di plastica e un rotore con lame all'interno, come ho detto prima. Un magnete fissato al rotore e la sua rotazione, per effetto Hall, determinerà il flusso o il consumo che sta misurando in ogni momento. L'uscita del sensore sarà un'onda quadra con una frequenza proporzionale al flusso che la attraversa.
Il cosiddetto fattore di conversione K tra frequenza (Hz) e portata (l / min) dipende dai parametri che il costruttore ha fornito al sensore, quindi non è uguale per tutti. Nel schede tecniche o informazioni sul modello che acquisti avrà questi valori in modo da poterli utilizzare nel codice Arduino. Né la precisione sarà la stessa, anche se in generale queste per Arduino variano solitamente tra il 10% in più o in meno rispetto al flusso di corrente.
I modelli consigliati sono:
- YF-S201: ha una connessione per un tubo da 1/4 ″, per misurare il flusso da 0.3 a 6 litri al minuto. La pressione massima che tollera è di 0.8 MPa, con temperature massime del fluido fino a 80 ° C. La sua tensione funziona tra 5-18v.
- YF-S401: in questo caso l'attacco al tubo è da 1/2 ″, anche se è sempre possibile utilizzare dei convertitori. La portata misurata va da 1 a 30 l / min, con pressioni fino a 1.75 MPa e temperature del fluido fino a 80 ° C. La sua tensione, tuttavia, è ancora 5-18v.
- FS300A: stesso voltaggio e stessa temperatura massima dei precedenti. In questo caso con tubi da 3/4 ″, con portata massima da 1 a 60 l / min e pressioni di 1.2 MPa.
- Nessun prodotto trovato.: mantiene inoltre la tensione e la temperatura massima rispetto alle sue alternative, inoltre la portata e la pressione massima sono le stesse dell'FS300A. L'unica cosa che varia è che il tubo è di 1 pollice.
Devi scegliere quello che più ti interessa per il tuo progetto ...
Integrazione con Arduino: un esempio pratico
La il collegamento del tuo flussometro è molto semplice. Di solito hanno 3 cavi, uno per la raccolta dei dati sul flusso e gli altri due per l'alimentazione. I dati possono essere collegati all'ingresso Arduino più adatto a te e quindi programmare il codice dello schizzo. E quelli di potenza, uno a 5V e un altro a GND, e questo basterebbe per iniziare a lavorare.
Ma affinché abbia un qualche tipo di funzione, prima devi creare il file codice in Arduino IDE. I modi per utilizzare questo sensore di flusso sono molti, e anche i modi per programmarlo, anche se qui ce l'hai un esempio pratico e semplice così puoi iniziare a vedere come funziona:
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)");
}
E se vuoi ottenere il consumo, quindi puoi usare quest'altro codice, oppure combinarli entrambi per avere entrambi ... Per il consumo, il flusso raggiunto deve essere integrato rispetto al tempo:
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)");
}
Sai già che a seconda di ciò di cui hai bisogno devi modificare questo codice, inoltre, è molto importante mettere il fattore K. del modello che hai acquistato o non prenderà le misurazioni effettive. Non dimenticare!