37 個のセンサーとモジュールについての言及はインターネット上で広く広まっていますが、実際には、Arduino と互換性のあるセンサー モジュールは 37 個以上あるはずです。真の知識（実践的でなければならない）の概念に従って、学習とコミュニケーションの目的でいくつかのセンサーとアクチュエーターモジュールを手元に蓄積しているという事実を考慮して、ここではさらに試してみるつもりです成功しても失敗しても、それは記録されます ——小さな進歩や解決できない問題、レンガを投げてヒスイを輝かせることができれば幸いです。
【Arduino】168種類のセンサーモジュールシリーズ実験（データコード＋シミュレーションプログラミング＋グラフィックプログラミング）
実験24：水位センサー 低下センサー 水深検出モジュール 水位検出モジュール 水深センサー
知識ポイント：水、水位、水位センサー
1. 水（水）
水（化学式 H2O）は、水素と酸素から構成される無機物質であり、無毒で飲用可能です。常温常圧では無色、無臭、透明の液体で、人間の生命の源であり、生命を維持するための重要な物質であり、酸化水素とも呼ばれます。
水は地球上で最も一般的な物質の 1 つであり、地球の表面の 71% を占めています。無機化合物や人間を含むすべての生命の生存にとって重要な資源であり、生物の最も重要な構成要素でもあります。
純水は非常に弱く電気を通し、非常に弱い電解質です。日常生活で使用される水は、他の電解質を溶解し、より多くの陰イオンと陽イオンを含むため、より明らかな導電率を示します。
2. 水位（水位）
1. 水位とは、ある基準面に対する自由水面の高さを指し、水面から川底までの距離を水深といいます。水位の計算に使用される基準は、絶対基準と呼ばれるゼロレベル基準として特定の特徴的な海面高度を使用することができ、一般的に使用されるものは黄海基準ですが、特定の地点の標高を使用することもできます。水位のゼロ点を計算するための基準として、ステーションベースサーフェスと呼ばれます。水位は水域の水環境を反映する最も直観的な要素であり、その変化は主に水量の増減によって引き起こされます。水位ハイドログラフは、横軸に時間、縦軸に水位をとり、ある場所の水位の時間変化を描いた曲線です。
2. 水位とは、特定の基準面に対する水域 (河川、湖、貯水池、沼地など) の自由水面の高さです。一般に、ベース レベルが開始プレーンとみなされ、このベース レベルはベース プレーンとも呼ばれます。基本レベルの選択が異なるため、その標高も異なりますが、測量作業では一般にジオイドが標高データムとして使用されます。ジオイドは平均海面とその延長された地球レベルであり、理論的には連続した閉じた表面です。しかし、そのような世界的に統一されたジオイドを実際に取得することはできず、各国は特定の沿岸場所の特徴的な海面を基準として使用することしかできません。このような測地系は絶対基準とも呼ばれ、水文調査では絶対基準のほかに、仮想基準、観測点基準、凍結基準も必要となります。水位を表す基準面には通常、絶対基準面と観測点基準面の 2 種類があります。現在中国が採用している絶対的な基準水位は黄海の基準水位であり、黄海の河口の沿岸位置の特徴的な海面をゼロ点として基準にしている。以前は呉淞基地が使用されていましたが、各観測所の水位の比較を容易にするために、黄海と呉淞基地の換算関係が『水文年鑑』に示されました。たとえば、長沙水位局は呉淞基地を基準として使用し、それを黄海基地の開始水位に変換し、黄海基地より上の水位 = 現在の観測水位（呉淞基地）とします。 - 2.280 m の観測点ベースは、水量測定ステーション専用の固定ベースであり、水位高度は、長年にわたる最低水位または河床の最低点よりわずかに低いゼロ点で計算されます。各観測所の水位の比較を容易にするため、水文データを公表する際には、基準水位と絶対基準水位との関係を示し、観測所の基準水位の水位を絶対基準水位に換算できる換算関係を示しています。レベル。
3. 水位は、水域や水流の変化を反映する重要なシンボルであり、水文調査における最も基本的な観測要素であり、水文観測所の日常的な観測項目です。水位観測データは、堤防、貯水池、発電所、堰門、灌漑、排水、水路、橋梁などの計画、設計、建設に直接適用できます。水位は洪水調節と干ばつ救済の主な基礎であり、水位データは、ため池や堤防などの治水のための重要なデータであり、治水や緊急救助の主な基礎であり、水文条件の把握と水文予測の基礎となります。同時に、水位は他の水文要素を計算し、その変化プロセスを把握するための間接的なデータでもあります。水文調査では、水位と流量の関係から水位から流量を計算したり、流量から土砂の輸送量を計算したりするなど、他の水文要素を直接的または間接的に計算するために水位がよく使用されます。 ; 他の水文要素の変化特性を決定するために、水位などから水面勾配を計算する。水位の観測では、「仕様」を誠実に実行し、発見された問題を適時に解決して観測データを正確かつ信頼できるものにする必要があることがわかります。同時に、水位データの連続性を確保し、洪水のピークや洪水のピークの上昇点と上昇点を見逃さないようにする必要があり、上昇下降する洪水にさらに注意を払う必要があります。突然。
3. 水位センサー (水位センサー)
1. 水位センサーは、測定点の水位パラメータを対応する電力信号にリアルタイムで変換できる機器を指します。その動作原理は、コンテナ内の水位センサーが感知した水位信号をコントローラーに送信し、コントローラー内のコンピューターが測定された水位信号を設定信号と比較して偏差を取得し、その後、水位の性質に応じて偏差を取得します。逸脱した場合はコントローラーに報告し、容器が設定水位に達するように給水電動弁が「開」「閉」の指令を出します。給水プログラムが完了すると、温度制御部のコンピュータが熱媒体を供給する電動バルブに「開」の指令を送り、容器内の水を加熱し始めます。設定温度まで。コントローラはバルブを閉じる指令を出し、熱源を遮断し、システムは保温状態に入ります。プログラミングプロセス中に、システムが安全な水位に達していないときに熱源を制御する電気調整弁が開かないことを確認して、熱損失や事故を回避します。給水プラント、製油所、化学プラント、ガラス工場、下水処理場、高層給水システム、貯水池、河川、海洋などの給水プール、配水プール、水処理プール、井戸、貯水槽などに広く使用されています。 、水タンク、油井、タンク、油プール、およびさまざまな液体の静的および動的液面の測定と制御。水位監視システムにおける水中水位センサーの応用例を示します。
2.動作原理：コンテナ内の水位センサーが感知した水位信号をコントローラーに送信し、コントローラー内のコンピューターが測定された水位信号を設定信号と比較して偏差を取得し、その後、容器の性質に従って偏差を送信 給水電動弁は、容器が設定水位に達するように「開」「閉」の指令を出します。給水プログラムが完了すると、温度制御部のコンピュータが熱媒体を供給する電動バルブに「開」の指令を送り、容器内の水を加熱し始めます。設定温度まで。コントローラはバルブを閉じる指令を出し、熱源を遮断し、システムは保温状態に入ります。プログラミングプロセス中に、システムが安全な水位に達していないときに熱源を制御する電気調整弁が開かないことを確認して、熱損失や事故を回避します。
知識ポイント: 水位センサーモジュール
1. Water Sensor 液位 (水位) センサーは、使いやすく、小型、軽量、コスト効率の高い水位/水滴認識検出センサーです。平行線跡の水量を測定して水位を判断します。水量のアナログ信号への変換が簡単に完了し、出力されたアナログ値をプログラム内の関数で直接適用して水位警報の効果を得ることができ、消費電力が低く、感度が低いことも大きな特徴です。Arduino コントローラーを使用すると、センサー拡張ボードに直接接続してアプリケーションを使用でき、その効果はより明らかです。
2. 給湯器が爆発したり、水中電子機器を作ろうとしたことがあるなら、周囲の水の存在を検出することがいかに重要であるかをご存知でしょう。この水位センサーを使えば、まさにそれが可能になります。このセンサーは、水位の測定、排水溜めの監視、降雨の検出、または漏れの検出に使用できます。
センサーには一連の 10 個の露出した銅トレースがあり、そのうち 5 個は電源トレース、5 個はセンス トレースです。トレースはインターリーブされているため、2 つの電源トレースごとにセンス トレースが存在します。通常、これらの痕跡はつながっていませんが、水没すると水によって橋が架けられます。ボードには電源 LED があり、ボードに電源が投入されると点灯します。
3. 水位センサーはどのように機能しますか?
水位センサーの動作原理は非常に簡単です。一連の露出した平行導体は、水位に応じて抵抗が変化する可変抵抗器 (ポテンショメータのような) として機能します。抵抗の変化はセンサーの上部から水面までの距離に対応します。
抵抗は水の高さに反比例します。その理由は、
センサーがより多くの水に浸されるほど、導電性が向上し、抵抗が低くなり、接続される電気の値が大きくなります。
センサーが浸す水の量が少ないほど、導電性が低下し、抵抗が大きくなり、接続された電気の値が小さくなります。
センサーは抵抗に基づいて出力電圧を生成し、それを測定することで水位の高低を判断できます。
ただし、純水は導電性ではなく、水に含まれるミネラルや不純物が導電性を高めます。そのため、あなたの実験で得られた値は他の人の実験で得られた値と異なる場合があります。雨滴センサーも同様の原理で、並べた銅線の表面に雨滴が付着すると導電性の電気が発生し、アナログ信号に変化が生じます。
4. モジュールの主なパラメータ
(1) 動作電圧: 5V
(2) 動作電流: <20ma
(3) インターフェース: アナログ S
(4) 検出ボードの幅: 40mm×16mm
(5) 動作温度: 10°~30 °
(6) 重量: 3g
(7) サイズ: 65mm×20mm×8mm
(8) Arduino互換インターフェース
(9) 低消費電力
(10) 高感度
(11) 出力電圧信号: 0~4.2V
(12) 検出水位は0〜4cmです
5. モジュールインターフェース説明（3 線式）
(1) S スイッチ信号出力 (0 と 1)
(2) - 電源のマイナス極 GND に接続
(3) + 電源のプラス極に接続VCC 3.3-5V
！！使用の際は、水位センサー/雨滴センサーの銅線配置部分を除き、モジュールの短絡や焼損を避けるために、他の露出した回路基板の位置を防水する必要があることに注意してください。
水位センサーモジュールの実験環境
1. 水位センサーモジュールの実験に必要なハードウェア一覧
水位センサーモジュール X2
Arduino Uno 開発ボード X1
DuPont 数ライン（10 個用意）
ハイレベルトリガーアクティブブザーモジュール X1
LED 発光ダイオード（緑、青） X2
5MM 3 色 RGB フルカラー LED モジュール X1
ハイパワーフラットトリガーシングルチャンネル 5V リレーモジュール X1
Proto Shield プロトタイプ拡張ボード (ミニブレッドボード付き) X1
2. 水位センサーモジュールの実験コード
プログラミングに必要なソフトウェアプラットフォーム Arduino IDE（バージョン1.8.19）
シミュレーションプログラミング Linkboy（バージョンV4.6.3）
グラフィックスプログラミング Mind+（バージョンV1.7.0 RC2.0） 遊びながら学ぶ（オンライン）プラットフォーム)
3. 実験配線図
水位センサーモジュールのいくつかの実験
1. 手順1：水位センサーモジュールの簡単なテスト
(1) Arduinoリファレンスオープンソースコード
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
程序一：水位传感器模块的简易测试
*/
void setup() {
Serial.begin(9600); // 设置串口波特率为9600
pinMode(A0, INPUT); // 模块连接引脚A0，并设置为输入模式
}
void loop() {
Serial.print("水位传感器值:");
//将读取的A0模拟值输出到串口监视器
Serial.println(analogRead(A0));
delay(500); //延时500毫秒
}
(2) 実験用シリアルポートの復帰状況（カップに水が入っていない）
(3) Arduino IDE - Tools - Serial Port Plotter を開き、実験波形を表示します。
(4) 実験用シリアルポートプロッタの復帰状況（カップに水が無い場合の波形）
(5) 実験風景図
