Бесконтактный датчик воды Y25 T12V , или Перестаем дырявить бочки

Я опубликовал немало обзоров по поводу дачной автоматики, во многих из них фигурировали манипуляции с водой. Часто требуется узнать уровень жидкости, либо факт её отсутствия. Такую информацию удобно использовать в своих поделках, направленных на избавление от рутинных процедур. Чтобы узнать уровень многие, и я, в том числе, используют поплавковые датчики на герконах, основной проблемой при их применении является необходимость дырявить ёмкость, согласитесь, это не добавляет надежности и универсальности применения ёмкости, да и сверление с последующей герметизацией — не самые приятные манипуляции. Обозреваемое устройство (появилось в продаже недавно) призвано избавить от этого, обеспечив масштабируемость и перестраиваемость системы… Посмотрим что за зверь под катом.

Датчики доехали за 14 дней, упакованы были достаточно хорошо. Сами датчики в пакетиках:


Распаковываем:

Длина шнурка порядка 45 см:

Размеры:




Датчик очень легкий, вес:

Разъем имеет 4 контакта:

Слева направо:
— коричневый — питание
— желтый — сигнал
— синий — земля
— черный настройка
На датчике имеется индикатор, который при обнаружении воды, должен загораться, судя по описанию продавца. Питаться датчик умеет в диапазоне от 5 до 24 Вольта, что очень удобно. Корпус влагозащищенный (ip67), что позволяет размещать датчик на улице, либо во влажном помещении, не заботясь о его защите. чтобы сходу не ломать разъем, подключим модельные проводки:

У меня на даче имеется встроенный в стену самодельный регулируемый блок питания, подключим питание, 12 Вольт:


Подносим к бутылке с водой, индикатор загорается:

Если поднять выше уровня воды — индикатор гаснет:

Кстати если прислонить руку, индикатор также загорается:

Подключим мультиметр к проводкам питания, и убедимся в работоспособности

Далее: минус на землю, а плюс на вывод сигнала:

Подносим к бутылке и видим на выходе напряжение питания:

Если отвести датчик, напряжение на сигнальном выходе пропадает:

Выходной ток датчика в диапазоне 1-50 мА.
Продавец, заявляет работоспособность при питании в диапазоне 5-24 Вольта, попробуем снизить напряжение питания до 4-х Вольт:

Датчик отлично работает, попробуем снизить до 3-х Вольт:

Уверенная работа датчиков, позволяет сделать вывод об удачном его использовании с esp8266 без всяких преобразований — а это отличная новость!
При других напряжениях, датчик также хорошо работает:


Выходить за пределы 24-х Вольт я не решился.
Выставим 5 Вольт:

Датчик реагирует на свой пакетик:

Со стороны пробки бутылки тоже реагирует:

Приклеим двухсторонним скотчем 3М к бутылке:


Датчик отлично реагирует. При двух слоях скотча, датчик не всегда срабатывает:


Потребление составляет порядка 5-6 мА:


Ну и конечно попробуем применить в реальных условиях, работая с контроллером. В качестве контроллера возьмём Arduino Nano, также добавим индикаторный светодиод, получился такой комплект:

Светодиод подключим к выводу D3 и земле, а сигнальный выход датчика к выводу A0 (D14 — так как мы будем его использовать в цифровом режиме), также на датчик подадим питание от контроллера:

Учитывая, что датчик предназначен для воды, работая с ним очень важно защитится от дребезга контактов, например при волнах, когда работает насос. Также, я покажу как организовать такую защиту не пользуясь задержками в программе, собственно код:

// Текущее состояние сенсора
bool SensorState = false;
// Время начала смены 
unsigned long SensorStartChange = 0;
// Защитный интервал между сменами состояния
unsigned long TIMEOUT = 3000;
// Текущее время
unsigned long CurrentTime = 0;

void setup() {
  // Светодиод это выход
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  // Вначале не светим
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  // Сенсор это вход
  pinMode(SENS_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  // Устанавливаем текущее время
  CurrentTime = millis();
  // считываем сенсор
  boolean CurrentState = digitalRead(SENS_PIN);
  // если текущее состояние сенсора отличается считанного
  if (CurrentState != SensorState) {
    // если отсчет таймера смены состояния не начат, начинаем
    if (SensorStartChange == 0) SensorStartChange = CurrentTime;
    // если новое состояние приняло свое значение за время большее чем время таймаута
    if (CurrentTime - SensorStartChange > TIMEOUT) {
        // меняем состояние сенсора
        SensorState=!SensorState;
        // сбрасываем время начала смены состояния
        SensorStartChange = 0;
        // если текущее состояние сенсора 1, то включаем светодиод
        if(SensorState){
          digitalWrite(LED_PIN, HIGH);        
        // если текущее состояние сенсора 0, то выключаем светодиод
        }else{
          digitalWrite(LED_PIN, LOW);     
        }
    }
  // смена состояния не состоялась, сбрасываем таймер
  }else{
    SensorStartChange = 0;
  }
}

Я прокомментировал все строчки, чтобы было все понятно. Инициализируем выходы и проверяем смену состояния сигнального выхода датчика с защитой от дребезга контактов. В данном коде, защитный интервал составляет 3000 мс = 3 секунды, часто этот интервал целесообразно увеличить до минуты, чтобы исключить влияние волн от насоса. Код простой, однако на его основе легко, например, организовать защиту от сухого хода насоса (очень нежелательно большинству насосов работать без воды), такие устройства стоят неразумных денег, а тут можно вполне обойтись малой кровью, да еще и реализовать автовосстановление работы насоса при появлении воды и еще ряд приятных плюшек — типа индикации. Для этого нужно такой датчик приклеить или как то закрепить ближе ко дну ёмкости, а насос подключить через реле управляемое контроллером. По умолчанию насос будет включен, как датчик распознает отсутствие воды — контроллер отключит насос, а при появлении воды — включит. Также на этом датчике можно организовать защиту от протечек, особенно учитывая его влагозащищенность, в общем, каждый сможет приспособить этот простой код под свои нужды. А главное датчики можно перемещать по ёмкости без ее повреждения — регулируя под себя уровни.

Видео иллюстрирующее работу датчика и контроллера с указанным кодом:


Я собрал такой макет для тестирования разных емкостей:

С макетом обошел дачный участок, датчик сумел обнаружить воду во всех неметаллических ёмкостях, включая довольно толстостенное ведро. Поэтому на текущем этапе могу его вполне рекомендовать, надежность покажет время.

Время реакции датчика составляет порядка 500 мс. Толщина стенки сосуда из диэлектрика может достигать 1 см.

Принцип работы датчика заключается в изменении ёмкости от паразитной ёмкости воды, при определенном пороге возникает резонанс и датчик срабатывает. Напряжение питание в диапазоне от 3 до 24 Вольта — никак не влияет на чувствительность.

Просили проверить чувствительность, так вот иллюстрация лучше всяких слов:

Как датчик протечек будет работать отлично.



Открыл крышку, внутри залито компаундом, но имеется вывод потенциометра, после выкручивания вправо — датчик перестал реагировать на воду, после выкручивания влево начал реагировать на боковые прикосновения пальцем, похоже это регулировка чувствительности.


Если будет интересно, продолжу писать про свои дачные поделки.
Спасибо всем, кто дочитал этот обзор до конца, надеюсь кому-то данная информация окажется полезной. Всем полного контроля над своими водными ресурсами и добра!