Sensor de caudal de agua:qué es y cómo utilizar uno

Sensor de flujo de agua

¿Está buscando una manera de medir el volumen de agua que utiliza en su hogar? Ayudaría si tuviera un sensor de flujo de agua.

Para una gestión eficaz del agua, deberá suministrar solo el agua que necesita para una gestión eficaz del agua. Por esta razón, es mejor medir constantemente el flujo de agua en sus sistemas de gestión de agua.

Además, existen varios tipos de sensores de flujo de agua y técnicas de medición. Es suficiente para confundirte sobre cuál usar para tu circuito.

Entonces, en este artículo, cubriremos los diferentes tipos de sensores de agua y cómo usar uno con un Arduino.

¿Qué es un sensor de flujo de agua?

Los sensores de flujo de agua son dispositivos que pueden medir el caudal de agua. También mido el volumen de líquido que pasa por unidad de tiempo.

Además, puede encontrar sensores de flujo de agua en calentadores de agua automáticos, máquinas de café (DIY y estándar) y máquinas expendedoras de agua.

Cafetera

La mayoría de los sensores de flujo de agua incluyen un rotor de agua y un sensor de efecto Hall integrados dentro de un cuerpo de cobre.

Además, hay diferentes tipos de sensores de agua disponibles para elegir.

Sin embargo, depende de la cantidad de agua que use, los costos y las condiciones de conservación. Además, los sensores de agua pueden medir agua sucia, lodos, agua limpia, fría y caliente.

¿Cómo funciona un sensor de flujo de agua?

Trabajaremos con el sensor de agua (YF-S201), que cuenta con un rotor de agua y un sensor de efecto Hall. De hecho, el agua fluye por un extremo de este sensor y sale por el otro.

Además, cuando el agua fluye a través del sensor, golpea el rotor de agua y lo activa. Entonces, la velocidad del flujo de agua determina la velocidad de rotación del rotor de agua.

Por cada rotación exitosa del rotor de agua, el sensor de efecto Hall produce un pulso a través del pin de salida de señal.

Por lo tanto, la cantidad de pulsos que tiene en el pin de salida de la señal depende de la velocidad de rotación de la turbina.

¿Cómo? El rotor de agua tiene un imán que ayuda al sensor de efecto Hall a detectar el flujo de agua. Cuando el agua fluye a través del sensor, la velocidad afecta el flujo magnético del sensor.

Entonces, el sensor de efecto Hall detecta y genera una salida proporcional al flujo magnético.

En otras palabras, el sensor de flujo de agua genera una onda cuadrada por cada rotación del rotor de agua.

Así, podemos medir el caudal de agua calculando el número de pulsos generados por segundo o minuto.

Además, puede mostrar sus medidas en una pantalla LCD de 16 × 2 o en un monitor serie de computadora.

Otros tipos de sensores de agua

En verdad, cada sensor de flujo de agua funciona de manera diferente. Si bien la mayoría de los sensores de agua tienen rotores de agua que giran según el flujo de agua, otros tienen principios de funcionamiento más complejos.

Sensores de paletas

Los sensores de flujo de agua de rueda de paletas son los sensores de flujo de agua más comunes y menos costosos que puede encontrar en el mercado. Además, el rotor funciona de forma perpendicular al caudal. Por lo tanto, el sensor solo hará contacto con una sección transversal de flujo limitada.

Sensores de flujo de desplazamiento positivo

Los sensores de flujo de desplazamiento positivo funcionan cuando no tiene una tubería recta. También funciona cuando no puede usar el sensor de rueda de paletas, como medir líquidos viciosos.

Los sensores PDM son la única tecnología de medición de flujo que puede medir directamente el volumen de líquido. Funciona capturando bolsas de líquido entre los componentes giratorios. Estos componentes giratorios suelen estar en una cámara de alta precisión.

Puede pensar en ello como llenar una taza con líquido y verter el contenido. Luego cuenta cuántas veces llenas la taza.
Además, la velocidad de rotación de los sensores PDM depende del caudal, ya que el flujo de líquido provoca la rotación.

Sensores de flujo magnéticos

Por el contrario, los sensores de flujo magnéticos no cuentan con partes móviles. En cambio, funciona según la Ley de inducción electromagnética de Faraday.

De acuerdo con esta ley, los líquidos conductores producen voltaje a través de un campo magnético. Por lo tanto, el sensor de flujo magnético genera un campo magnético para mediciones en lugar de motores. También canaliza el campo magnético hacia el líquido que pasa por la línea.

Por lo tanto, cuanto más rápido sea el caudal de líquido, más voltaje generará el líquido. Y hace que el voltaje inducido en este sensor sea proporcional al movimiento del agua.

Sin embargo, los sensores magnéticos solo funcionarían para aplicaciones de aguas residuales o líquidos sucios con materiales conductores. Por lo tanto, no puede medir agua pura con este sensor porque carece de átomos.

Agua Sucia

Sensores de flujo ultrasónicos

Alternativamente, los medidores de flujo ultrasónicos usan ondas de sonido para detectar qué tan rápido fluye un líquido a través de una tubería. Además, los sensores de flujo ultrasónicos funcionan con el efecto doppler. Por lo tanto, cuando hay un cambio de frecuencia en la señal ultrasónica, el sensor detectará un flujo.
Además, puede usar sensores de flujo ultrasónicos para aplicaciones que dañan los medidores de flujo estándar. Tales aplicaciones incluyen lodos, aguas residuales y otras aplicaciones de fluidos sucios. Además, estos sensores de agua miden la velocidad de los líquidos y estiman el flujo volumétrico mediante ultrasonidos.

Aguas Residuales

Características y especificaciones

• Voltaje operativo:4,5 - 24 voltios
• Voltaje normal:5 a 18 voltios
• Corriente máxima:15 mA o 5V
• Capacidad de carga:≤10 mA voltios o 5 V
• Capacidad de caudal:1 -30 L/min
• Fuerza eléctrica:1250 V/min
• Rango de presión de agua:menos de 1,75 MPa
• Temperatura de funcionamiento:menos de 80 ⁰ C
• Temperatura operativa del fluido:menos de 120 ⁰ C
• Rango de humedad:35 % a 90 % HR
• Resistencia de aislamiento:superior a 100 Mohms

Cómo usar sensores de flujo de agua

Afortunadamente, existe una forma más accesible y económica de usar un sensor de flujo de agua. Y tienes que conectarlo a un microcontrolador, en este caso, Arduino.

Como mencionamos anteriormente, necesitaremos contar los sensores de salida para medir el caudal de cualquier líquido. Y, podemos usar los pines de interrupción de Arduino para la detección de pulsos.

Antes de continuar, estos son los componentes que necesita para este proyecto:

Microcontrolador Arduino

YF-S201 Sensor de flujo de agua

Cables para placa de pruebas (x3)

Protoboards y cables

Cómo conectar el sensor de flujo de agua a un Arduino

Conexión Arduino

Researchgate

Usaremos el pin dos de E/S digital como nuestro pin de captura de interrupción para contar los pulsos del sensor.

Para hacer las conexiones, simplemente:

• Conecte los pines de la fuente de alimentación YF-S201 del sensor de agua (cables negro y rojo) al pin de tierra y 5v del Arduino.
• Luego, conecte el cable de voltaje de salida amarillo al pin 2 de E/S digital del Arduino.
• Finalmente, cargue su código Arduino para completar la conexión.

1 – Código Arduino

2- Código Arduino

3- Código Arduino

4- Código Arduino

5- Código Arduino

Palabras finales

La precisión es vital si desea un sistema de gestión de agua adecuado. Es por eso que recomendamos usar el sensor de flujo de agua YF-S201 para este proyecto.

Aunque hay varios otros sensores de agua, el YF-S201 es más rentable y produce lecturas precisas.

No olvide probar su código para ver el resultado correcto. Si sus conexiones no funcionan, verifique sus principios y asegúrese de conectar todos los cables correctamente. Entonces considere cambiar sus componentes.
Si tiene alguna pregunta, no dude en ponerse en contacto con nosotros.