Détection de niveau de liquide à l'aide d'un capteur laser ToF

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À propos de ce projet

La mesure du niveau de liquide est une technique courante dans plusieurs applications industrielles et domestiques (pour mesurer le 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 eux. Cette conductivité est généralement mesurée par le changement de résistance en raison du changement de niveau d'eau. Ce type de capteur est illustré dans l'image suivante :

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

Pourquoi nous ne pouvions pas les utiliser

Pour l'application particulière sur laquelle nous travaillions, nous ne pouvions physiquement rien mettre à l'intérieur du baril en raison de la nature du liquide. C'est également le cas si ce que vous mesurez est de la nourriture. Obtenir des capteurs de qualité alimentaire et respecter les normes de sécurité alimentaire pourrait 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 liquide n'entre même pas en ligne de compte.

Comment avons-nous fait

La carte de dérivation du capteur laser de ProtoCentral contient le capteur VL53L0X de ST Microelectronics, qui est un capteur complet de mesure de distance à temps de vol basé sur le laser. La bonne chose à propos de cet appareil est qu'il peut faire rebondir la lumière laser IR invisible sur n'importe quelle surface et mesurer le temps qu'il faut à la lumière pour atteindre le détecteur, qui est également intégré à l'appareil.

La plage de mesure de distance maximale du capteur est de 2 mètres, mais nous avons tout de même pu atteindre une résolution de 2 mm de niveau d'eau dans le réservoir. La carte de dérivation Laser ToF est connectée à une carte compatible Arduino connue sous le nom de ProtoFly de ProtoCentral, qui possède un module sans fil Bluetooth intégré. Couplé à une batterie Li-Ion, tout est prêt pour fonctionner sans fil.

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

Ces données de hauteur sont ensuite envoyées sans fil à un ordinateur exécutant une interface graphique basée sur le traitement. Les applications de traitement mesurent et enregistrent les données de niveau d'eau en temps réel. Vous trouverez ci-dessous une vidéo de l'appareil et du logiciel en action.

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 un moyen de mesure sans contact et plus fiable avec très peu de travail d'interfaçage impliqué.

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

Code

Carte de dérivation ProtoCentral VL5L0X

Schémas

Carte de dérivation ProtoCentral VL5L0X