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아두이노 - 물 센서 | Arduino - Water Sensor

수위 센서 또는 수위 감지기는 물의 누출, 강우, 탱크 넘침 또는 물의 수위를 측정하는 데 사용됩니다. 이 튜토리얼에서는 다음을 배울 것입니다:

아두이노와 수분 센서를 사용하는 방법
수분 센서를 아두이노에 연결하는 방법
아두이노를 프로그래밍하여 수분 센서에서 상태를 읽는 방법
수분 누출, 강수량, 탱크 오버플로를 감지하는 방법
수위를 측정하는 방법
수분 센서를 보정하는 방법

준비물

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수위 센서에 관하여

물 수위 센서 핀배열

물 수위 센서에는 3개의 핀이 있습니다:

S (신호) 핀: 아날로그 출력으로 아두이노의 아날로그 입력 중 하나에 연결됩니다.
+ (VCC) 핀: 센서에 전력을 공급합니다. 3.3V – 5V 사이로 센서에 전력을 공급하는 것이 권장됩니다.
- (GND) 핀: 접지 연결입니다.

※ NOTE THAT:

센서의 VCC 핀에 공급되는 전압에 따라 신호 핀의 아날로그 출력 값이 변합니다.

수위 센서가 작동하는 방식

단순히 말해서, 센서가 물에 더 많이 잠길수록 신호 핀의 출력 전압이 더 높아집니다.

더 깊이 살펴보자.

이 섹션에는 압도될 수 있는 고급 정보가 포함되어 있습니다. 내용에 대해 확신이 없다면 건너뛰어 다음 섹션으로 이동하십시오.

센서에는 노출된 구리 트레이스가 열 개 있습니다. 다섯 개는 전원 트레이스이고 다섯 개는 센스 트레이스입니다. 이 트레이스들은 서로 교차하도록 병렬로 배치되어 있어서, 두 개의 전원 트레이스 사이마다 하나의 센스 트레이스가 있습니다. 이 트레이스들은 물에 잠겼을 때 물이 다리를 형성할 때만 연결됩니다.

물의 높이에 따라 저항이 변하는 가변 저항기(포텐쇼미터와 같이)처럼 흔적이 작용합니다.

저항의 변화는 센서 상단부터 물 표면까지의 거리에 해당합니다.
저항은 물의 높이에 반비례합니다:
센서가 잠긴 물의 양이 많을수록 전도성이 좋아지고, 저항은 낮아집니다.
센서가 잠긴 물의 양이 적을수록 전도성이 나빠지고, 저항은 높아집니다.
센서는 저항에 따라 출력 전압을 생산합니다.

전압을 측정함으로써 우리는 수위를 결정할 수 있습니다.

선연결

이론적으로 센서에 전력을 공급하기 위해 센서의 VCC와 GND 핀을 아두이노의 5v와 GND 핀에 각각 연결할 수 있습니다.

실제로는 그 방법이 권장되지 않습니다. 습한 환경에서 센서에 지속적으로 전력을 공급하면, 센서가 전기화학적으로 더 빨리 부식되어 센서의 수명이 단축됩니다. 이 문제를 해결하기 위해, 센서의 값을 읽을 때만 센서에 전원을 공급하고, 그 외의 시간에는 센서에 전원을 공급하지 않는 것이 좋습니다. 이는 아두이노의 디지털 핀에 센서의 VCC 핀을 연결하고, 읽기 전후로 아두이노의 핀을 각각 HIGH와 LOW로 설정함으로써 수행할 수 있습니다.

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

아두이노 코드 - 수위 센서에서 값 읽기

/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-water-sensor */ #define POWER_PIN 7 #define SIGNAL_PIN A5 int value = 0; // 센서 값 저장 변수 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(POWER_PIN, OUTPUT); // D7 핀을 출력으로 설정 digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기 } void loop() { digitalWrite(POWER_PIN, HIGH); // 센서 켜기 delay(10); // 10밀리초 기다림 value = analogRead(SIGNAL_PIN); // 센서에서 아날로그 값 읽기 digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기 Serial.print("Sensor value: "); Serial.println(value); delay(1000); }

사용 방법

위 코드를 복사하고 Arduino IDE로 엽니다.
Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 Arduino로 업로드합니다.
센서를 천천히 물에 담그세요(한 잔의 물).
시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요. 센서가 아무것도 만지지 않을 때 값은 0입니다.

COM6

Send

Sensor value: 0 Sensor value: 0 Sensor value: 0 Sensor value: 25 Sensor value: 97 Sensor value: 284 Sensor value: 428 Sensor value: 435 Sensor value: 441 Sensor value: 455 Sensor value: 467 Sensor value: 521 Sensor value: 528 Sensor value: 553

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

※ NOTE THAT:

센서는 완전히 잠기도록 설계되지 않았으며, PCB의 노출된 트레이스만이 물과 접촉할 수 있습니다. 설치 시 주의해 주십시오.

물 새는 것을 탐지하는 방법

누수, 강우 및 탱크 오버플로를 감지하기 위해, 우리는 단지 측정값을 임계값과 비교하면 됩니다. 임계값은 이 튜토리얼의 보정 부분에서 결정됩니다.

구체적인 예를 들어 봅시다. 아두이노는 물이 감지되면 LED를 켭니다.

배선도

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

아두이노 코드 - 물 새는 것 감지

/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-water-sensor */ #define LED_PIN 2 #define POWER_PIN 7 #define SIGNAL_PIN A5 #define THRESHOLD 300 int value = 0; // 센서 값 저장 변수 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // D2 핀을 출력으로 설정 pinMode(POWER_PIN, OUTPUT); // D7 핀을 출력으로 설정 digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기 digitalWrite(LED_PIN, LOW); // LED 끄기 } void loop() { digitalWrite(POWER_PIN, HIGH); // 센서 켜기 delay(10); // 10 밀리초 기다리기 value = analogRead(SIGNAL_PIN); // 센서에서 아날로그 값 읽기 digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기 if (value > THRESHOLD) { Serial.print("The water is detected"); digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // LED 켜기 } else { digitalWrite(LED_PIN, LOW); // LED 끄기 } }

수위 측정 방법

만약 최대 수위를 몇 단계로 나누어 현재의 높이를 측정하고 싶다면, 아래 코드에 있는 방법을 사용할 수 있습니다. 최대 수위는 센서의 높이와 동일하다는 점을 유의하세요. 아래 코드는 최대 높이를 4단계로 나눕니다.

/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-water-sensor */ #define POWER_PIN 7 #define SIGNAL_PIN A5 #define SENSOR_MIN 0 #define SENSOR_MAX 521 int value = 0; // 센서 값 저장 변수 int level = 0; // 수위 저장 변수 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(POWER_PIN, OUTPUT); // D7 핀을 출력으로 설정 digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기 } void loop() { digitalWrite(POWER_PIN, HIGH); // 센서 켜기 delay(10); // 10밀리초 기다림 value = analogRead(SIGNAL_PIN); // 센서에서 아날로그 값 읽기 digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기 level = map(value, SENSOR_MIN, SENSOR_MAX, 0, 4); // 4 단계 Serial.print("Water level: "); Serial.println(level); delay(1000); }

※ NOTE THAT:

SENSOR_MIN 및 SENSOR_MAX는 보정 과정을 통해 결정됩니다.
위의 매핑 방법은 정확하지 않습니다. 그러나 많은 응용 프로그램에서는 받아들일 수 있습니다. 정확하게 하고 싶다면 각 레벨에 대한 임계값을 측정할 수 있습니다. 보정 부분을 참조하십시오.

수위 센서 교정

센서의 출력 값은 물의 수위뿐만 아니라 물의 전도성에도 달려 있습니다. 순수한 물은 전도성이 없습니다. 물속에 미네랄과 불순물이 포함되어 있으면 전도성이 있습니다. 물의 전도성이 클수록 센서는 더 민감합니다. 한편, 출력 값은 센서의 VCC 핀에 공급된 전압에 따라서도 달라집니다.

물 센서의 정확한 판독 값을 얻기 위해, 모니터링할 특정 유형의 물에 대해 센서를 보정할 것을 권장합니다.

액션을 촉발하는 임계값을 결정하기 전에, 테스트를 수행하여 센서에서 읽은 실제 값을 측정해야 합니다.

테스트하는 방법:

위의 스케치를 센서 값을 읽기 위해 사용하세요.
원하는 수준을 임계값으로 설정하려면 센서를 물에 담그세요.
센서가 시리얼 모니터에 출력하는 값을 기록하세요.
그 값을 트리거할 동작의 임계값으로 사용하세요.

이 테스트는 몇 번의 시행착오가 필요할 수 있습니다.

이 검사는 또한 다음을 찾는 데 사용될 수 있습니다:

센서가 물에 잠기지 않았을 때 SENSOR_MIN 값
센서가 완전히 물에 잠겼을 때의 SENSOR_MAX 값
누수 감지를 위한 임계값
당신의 정도 척도 각 레벨에 대한 임계값

동영상

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자신에게 도전하세요

물 샘을 감지하면 이메일을 보내세요.
물 샘을 감지하면 문자 메시지를 보내세요.
물 샘을 감지하면 소리 알람을 울리세요.

아두이노 - 물 센서 | Arduino - Water Sensor

준비물

수위 센서에 관하여

물 수위 센서 핀배열

수위 센서가 작동하는 방식

선연결

아두이노 코드 - 수위 센서에서 값 읽기

사용 방법

물 새는 것을 탐지하는 방법

배선도

아두이노 코드 - 물 새는 것 감지

수위 측정 방법

수위 센서 교정

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