Détection Précise du Niveau de Liquide avec Capteur Laser ToF VL53L0X sur Arduino

Composants et fournitures

Arduino UNO	×	1
Carte ProtoCentral VL53L0X Laser ToF Sensor Breakout	×	1

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• Arduino IDE
• Processing

À propos de ce projet

La mesure du niveau de liquide est une technique courante dans de nombreuses applications industrielles et domestiques (mesure du niveau d'eau dans un réservoir). Cela se fait généralement à l'aide d'une sonde plongée dans le liquide et en mesurant la conductivité entre elles. Cette conductivité est habituellement mesurée par le changement de résistance dû à la variation du niveau d'eau. Ce type de capteur est illustré ci-dessous :

L'autre façon de détecter le niveau (généralement le niveau plein) pour des applications comme l'arrêt du moteur quand le réservoir d'eau est plein, consiste à utiliser un capteur à flotteur qui coupe mécaniquement le flux. Ce sont généralement des dispositifs mécaniques encombrants qui ne détectent que lorsque le réservoir est plein.

Pourquoi nous ne pouvions pas utiliser ces méthodes

Pour l'application particulière sur laquelle nous travaillions, nous ne pouvions rien placer physiquement à l'intérieur du fût en raison de la nature du liquide. C'est aussi le cas si ce que vous mesurez est de la nourriture. Obtenir des capteurs de qualité alimentaire et maintenir les normes de sécurité alimentaire peut être un défi.

Une méthode non invasive et sans contact pour détecter le niveau de liquide dans le réservoir semblait être la meilleure approche. Dans cette situation, la question de la contamination du liquide ne se pose même pas.

Comment avons-nous fait

La carte breakout du capteur laser de ProtoCentral contient le capteur VL53L0X de ST Microelectronics, un capteur complet de mesure de distance par temps de vol (Time-of-Flight) basé sur laser. L'avantage de ce dispositif est qu'il peut faire rebondir une lumière laser IR invisible sur n'importe quelle surface et mesurer le temps que met la lumière pour atteindre le détecteur, qui est également intégré dans le dispositif.

La portée maximale de mesure du capteur est de 2 mètres, mais nous avons tout de même réussi à atteindre une résolution de 2 mm du niveau d'eau dans le réservoir. La carte breakout Laser ToF est connectée à une carte compatible Arduino appelée ProtoFly de ProtoCentral, qui intègre un module Bluetooth sans fil. Associée à une batterie Li-Ion, l'ensemble est prêt pour une utilisation sans fil.

Cette unité est montée sur le dessus d'un réservoir dans lequel de l'eau est pompée par une petite pompe à eau.

Ces données de hauteur sont ensuite envoyées sans fil vers un ordinateur exécutant une interface graphique basée sur Processing. L'application Processing mesure et enregistre les données de niveau d'eau en temps réel.

Résultats

Dans l'ensemble, nous avons eu une bonne expérience de l'utilisation d'une méthode non conventionnelle pour mesurer le niveau d'eau dans un réservoir. Ce capteur a également fourni une méthode de mesure sans contact et plus fiable avec très peu de travail d'interfaçage.

Nous publierons également un guide de câblage Fritzing dès que possible, mais la connexion de cette carte à un Arduino est assez simple, avec tout le code et les bibliothèques fournis.

Code

Carte breakout ProtoCentral VL53L0X

Bibliothèque et exemples : GitHub ProtoCentral

Schémas

Carte breakout ProtoCentral VL53L0X

Schéma matériel : GitHub Hardware