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Wie man einen kapazitiven Füllstandssensor mit eigenen Händen macht: vollständiges Diagramm und Anleitung

Kapazitive Füllstandssensoren sind einfache und effiziente Geräte zur Messung von Flüssigkeiten oder Schüttgütern. Sie können in verschiedenen Bereichen verwendet werden, einschließlich Industrie, Landwirtschaft, Bauwesen und mehr. Mit einem kapazitiven Füllstandssensor können Sie Prozesse in Ihrem Unternehmen oder zu Hause überwachen und automatisieren.

In diesem Artikel betrachten wir das vollständige Schema und die Anleitung zum Erstellen eines kapazitiven Füllstandssensors mit eigenen Händen. Keine Sorge, dieses Projekt erfordert keine speziellen Fähigkeiten oder teuren Komponenten. Sie können den Sensor mit den verfügbaren Materialien und Werkzeugen selbst montieren.

Anmerkung: Bevor Sie beginnen, stellen Sie sicher, dass Sie die Grundlagen der Elektronik verstehen und mit elektrischen Komponenten umgehen können. Beachten Sie immer die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen und arbeiten Sie sicher mit der Elektronik.

Wie man einen kapazitiven Füllstandssensor mit eigener Hand zusammenbaut

Für die Montage eines kapazitiven Füllstandssensors benötigen Sie die folgenden Komponenten:

KomponenteAnzahl
Plastikbehälter1 stück
Aluminiumplatte1 stück
Kondensator1 stück
Mikrosteuerung1 stück
Widerstände2 stück
Drahtmehrere

Schritte zur Montage des Sensors:

  1. Montieren Sie den Kunststoffbehälter, der als Hauptgehäuse des Sensors dient. Stellen Sie sicher, dass es luftdicht ist und keine Flüssigkeit auslässt.
  2. Machen Sie mit einem Bohrer und einem Messer Löcher in den Behälter, um die Aluminiumplatte und andere Komponenten zu montieren. Ein Ende der Aluminiumplatte muss sicher in einem der Löcher befestigt sein.
  3. Löten Sie die Widerstände und den Kondensator mithilfe von Drähten an den Mikrocontroller. Führen Sie die Kabel durch die Öffnungen des Behälters und verbinden Sie sie mit der Aluminiumplatte.
  4. Befestigen Sie den Mikrocontroller mit Klebeband oder Klebstoff an der Behälterwand. Stellen Sie sicher, dass es die Flüssigkeit nicht berührt.
  5. Schließen Sie den Sensor an eine Stromquelle und einen Monitor oder ein anderes Gerät an, um den Füllstand von Flüssigkeit oder festem Material anzuzeigen.

Nach Abschluss aller Schritte ist der Sensor betriebsbereit. Es protokolliert Kapazitätsänderungen, die durch eine Änderung des Stoffniveaus verursacht werden, und sendet die Daten zur Analyse und Anzeige an einen Monitor oder ein anderes Gerät.

Jetzt haben Sie die Möglichkeit, Ihren eigenen kapazitiven Füllstandssensor zu erstellen, mit dem Sie den Füllstand einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs in Ihrem Behälter überwachen können. Dies ist ein großartiges Projekt für angehende Elektroniker und Menschen, die sich für DIY-Technik interessieren.

Vorbereiten der Montage des Sensors

Bevor Sie mit der Montage des Sensors beginnen, müssen Sie alle erforderlichen Materialien und Werkzeuge vorbereiten.

Hier ist, was Sie für die Montage eines Füllstandssensors benötigen:

1.Kapazitätsmodulationssensor.
2.Adapter für Sensor.
3.Analog-Digital-Wandler ADS1115.
4.Ein Steckbrett.
5.Drähte zum Anschließen von Komponenten.
6.Lötkolben und Lötmittel.

Außerdem ist es wichtig sicherzustellen, dass Sie über die notwendigen Fähigkeiten und Kenntnisse verfügen, um die Montage des Sensors durchzuführen. Die Arbeit mit Lötkolben und Schaltkreisen erfordert eine gewisse Genauigkeit und Liebe zum Detail.

Wenn Sie Zweifel an einem Montageschritt haben, wird empfohlen, Hilfe von einem qualifizierten Techniker zu suchen oder nach detaillierteren Anweisungen und Video-Tutorials zu suchen.

Montage- und Anschlussplan des Sensors

Die Montage des kapazitiven Füllstandssensors umfasst mehrere Schritte. Im Folgenden finden Sie ein detailliertes Diagramm mit einer detaillierten Beschreibung der einzelnen Komponenten und Verbindungen.

Bezeichnung der KomponenteDie BeschreibungVerbindungsweg
MikroschalterWird verwendet, um die Position des Schwimmers zu bestimmenWird an die Anschlussplatine angeschlossen
SchwimmerWird verwendet, um die Sensorkapazität in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand zu ändernWird am Mikroschalter befestigt
AnschlussplatteWird zum Anschließen von Sensorkomponenten verwendetVerbindet sich mit Mikroschalter und Dioden
DiodenWird verwendet, um den Flüssigkeitsstand anzuzeigenWerden an die Anschlussplatine angeschlossen
WiderstandWird verwendet, um den Strom in der Schaltung zu begrenzenWird an die Anschlussplatte und die Stromversorgung angeschlossen
StromquelleWird verwendet, um Strom in die Schaltung zu liefernWird an die Anschlussplatte und den Widerstand angeschlossen

Wenn die Sensorkomponenten ordnungsgemäß montiert und angeschlossen sind, kann sie den aktuellen Flüssigkeitsstand ermitteln und die entsprechenden Signale an die Dioden ausgeben.

Erste Schritte mit dem Füllstandssensor

Bevor Sie mit der Montage und Konfiguration eines kapazitiven Füllstandssensors beginnen, benötigen Sie die folgenden Komponenten und Werkzeuge:

  1. Arduino-Mikrocontroller (z. B. Arduino Uno)
  2. Kapazitiver Füllstandssensor
  3. Widerstand bei 10 kΩ
  4. Steckbrett und Drähte
  5. USB-Kabel zum Anschluss des Arduino an einen Computer

Nachdem Sie alle erforderlichen Komponenten zusammengestellt haben, folgen Sie den Anweisungen unten, um den Füllstandssensor einzurichten und zu bedienen:

  1. Schließen Sie den Arduino über ein USB-Kabel an den Computer an.
  2. Öffnen Sie die Arduino-Entwicklungsumgebung und erstellen Sie ein neues Projekt.
  3. Verbinden Sie den kapazitiven Füllstandssensor wie folgt mit dem Arduino:
    • Verbinden Sie ein Ende des 10-kΩ-Widerstands mit Pin A0 am Arduino.
    • Schließen Sie das andere Ende des Widerstands an den GND-Pin des Arduino an.
    • Verbinden Sie eines der Enden des kapazitiven Füllstandssensors mit Pin A0 am Arduino.
    • Schließen Sie das verbleibende Ende des Sensors an den 5V-Pin des Arduino an.
  4. Laden Sie den folgenden Code auf Arduino herunter:
int sensorPin = A0; // Пин, к которому подключен датчикint sensorValue; // Значение, считанное с датчикаvoid setup() void loop() 

Sie haben die Einstellung erfolgreich abgeschlossen und mit dem Füllstandssensor begonnen!

Kalibrierung und Einstellung des Sensors

Nach der Erstellung eines kapazitiven Füllstandssensors muss ein Kalibrierungs- und Einstellvorgang durchgeführt werden, damit der Sensor den Flüssigkeitsstand genau misst.

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit der Abfolge der Schritte zum Kalibrieren und Konfigurieren des Sensors:

SchrittDie Beschreibung
1Bereiten Sie den Behälter vor, in den der Sensor eingebaut werden soll, und füllen Sie ihn mit Flüssigkeit auf den gewünschten Füllstand.
2Schließen Sie den Sensor mit den entsprechenden Drähten an das Steuergerät oder den Mikrocontroller an.
3Führen Sie das Programm aus, um den Sensor auf dem Steuergerät oder dem Mikrocontroller zu kalibrieren.
4Stellen Sie den Sensor in einen Flüssigkeitsbehälter und lassen Sie ihn einige Zeit stabilisieren.
5Lesen Sie den Wert, den der Sensor auf dem Flüssigkeitsstand anzeigt, und notieren Sie ihn.
6Wiederholen Sie die Schritte 4 bis 5 für mehrere verschiedene Flüssigkeitsstände im Tank.
7Verwenden Sie die resultierenden Werte, um den Sensor im Programm zu kalibrieren.
8Testen Sie den Sensor, indem Sie den Flüssigkeitsstand im Tank messen und ihn mit den gemessenen Werten vergleichen.
9Wiederholen Sie bei Bedarf den Kalibrierungs- und Einstellvorgang, um genauere Ergebnisse zu erzielen.

Sobald der Kalibrierungs- und Einstellvorgang abgeschlossen ist, ist Ihr kapazitiver Füllstandssensor einsatzbereit. Stellen Sie sicher, dass das gesamte System einwandfrei funktioniert, und überwachen Sie den Flüssigkeitsstand weiterhin mit dem Sensor für die Bedürfnisse Ihres Projekts.