Hardware | YF-S201 water flow sensor 가지고 놀기

1. 이런 센서도 있네?

향후 집도 짓고 배관 시설도 공사도 해야 해서 "Water Flow Sensor" 를 익힐 필요가 있습니다.

...라는건 뻥이구요 (집 짓는게 장래 희망은 사실), Arduino 로 할 수 있는 센서는 어떤게 있을까 찾아 봤습니다.

"Water Flow Sensor" 라는게 있네요.

쓰임새는 액체가 흐르는 파이프에 설치하여 흐르는 양을 검출할 수 있는 센서 입니다.

요런거죠.

2. 구입

역시 Aliexpress 에서 구입 했습니다.

없는게 없죠?

- https://ko.aliexpress.com/item/Water-flow-sensor-flowmeter-Hall-flow-sensor-Water-control-1-30L-min-2-0MPa-YF-S201/32583680601.html

3천원 미만으로 무료 배송이면 괜찮츄?

3. 도착 및 분해

도착 기념 샷 입니다.

구성은 단순하네요.

뒷면을 보니 흐르는 방향이 표시되어 있습니다.

내부가 궁금해 졌습니다.

나사 4개가 너무 눈에 띄게 만들어 졌네요. 분리해 봅니다.

물이 들어갈까봐 고무 패킹에 잘 둘러쌓여 있습니다.

호스 부분은 프로펠러가 달려 있어서 회전하게 되어 있습니다.

회전축에 자석같은게 붙어 있어서, 이 부분이 상판 회로의 센서와 hall effect 를 검출하는 것 같습니다.

상판 회로는 잘 분리되어 있습니다.

4. Layout

Pin 연결은 다음과 같습니다.

  YF-S201 | Arduino Nano
-------------------------
  Red     |      5V
  Black   |      GND
  Yellow  |      D2
-------------------------

Hall effect 를 이용한 센서라고 하는데, 전자기를 이용한 방식인 듯 합니다.

그래서 그런지 digital 단자와 연결됩니다.

Hall effect 는 다음 Wikipedia 를 참고해 보세요.

- https://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect

5. Source

Code 는 다음과 같습니다.

출처는 아래 link 입니다.

- https://diyhacking.com/arduino-flow-rate-sensor/

Code 소스는 아래 link 입니다.

- http://diyhacking.com/projects/FlowMeterDIY.ino

/*
Liquid flow rate sensor -DIYhacking.com Arvind Sanjeev

Measure the liquid/water flow rate using this code. 
Connect Vcc and Gnd of sensor to arduino, and the 
signal line to arduino digital pin 2.
 
 */

byte statusLed    = 13;

byte sensorInterrupt = 0;  // 0 = digital pin 2
byte sensorPin       = 2;

// The hall-effect flow sensor outputs approximately 4.5 pulses per second per
// litre/minute of flow.
float calibrationFactor = 4.5;

volatile byte pulseCount;  

float flowRate;
unsigned int flowMilliLitres;
unsigned long totalMilliLitres;

unsigned long oldTime;

void setup()
{
  
  // Initialize a serial connection for reporting values to the host
  Serial.begin(38400);
   
  // Set up the status LED line as an output
  pinMode(statusLed, OUTPUT);
  digitalWrite(statusLed, HIGH);  // We have an active-low LED attached
  
  pinMode(sensorPin, INPUT);
  digitalWrite(sensorPin, HIGH);

  pulseCount        = 0;
  flowRate          = 0.0;
  flowMilliLitres   = 0;
  totalMilliLitres  = 0;
  oldTime           = 0;

  // The Hall-effect sensor is connected to pin 2 which uses interrupt 0.
  // Configured to trigger on a FALLING state change (transition from HIGH
  // state to LOW state)
  attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
}

/**
 * Main program loop
 */
void loop()
{
   
   if((millis() - oldTime) > 1000)    // Only process counters once per second
  { 
    // Disable the interrupt while calculating flow rate and sending the value to
    // the host
    detachInterrupt(sensorInterrupt);
        
    // Because this loop may not complete in exactly 1 second intervals we calculate
    // the number of milliseconds that have passed since the last execution and use
    // that to scale the output. We also apply the calibrationFactor to scale the output
    // based on the number of pulses per second per units of measure (litres/minute in
    // this case) coming from the sensor.
    flowRate = ((1000.0 / (millis() - oldTime)) * pulseCount) / calibrationFactor;
    
    // Note the time this processing pass was executed. Note that because we've
    // disabled interrupts the millis() function won't actually be incrementing right
    // at this point, but it will still return the value it was set to just before
    // interrupts went away.
    oldTime = millis();
    
    // Divide the flow rate in litres/minute by 60 to determine how many litres have
    // passed through the sensor in this 1 second interval, then multiply by 1000 to
    // convert to millilitres.
    flowMilliLitres = (flowRate / 60) * 1000;
    
    // Add the millilitres passed in this second to the cumulative total
    totalMilliLitres += flowMilliLitres;
      
    unsigned int frac;
    
    // Print the flow rate for this second in litres / minute
    Serial.print("Flow rate: ");
    Serial.print(int(flowRate));  // Print the integer part of the variable
    Serial.print(".");             // Print the decimal point
    // Determine the fractional part. The 10 multiplier gives us 1 decimal place.
    frac = (flowRate - int(flowRate)) * 10;
    Serial.print(frac, DEC) ;      // Print the fractional part of the variable
    Serial.print("L/min");
    // Print the number of litres flowed in this second
    Serial.print("  Current Liquid Flowing: ");             // Output separator
    Serial.print(flowMilliLitres);
    Serial.print("mL/Sec");

    // Print the cumulative total of litres flowed since starting
    Serial.print("  Output Liquid Quantity: ");             // Output separator
    Serial.print(totalMilliLitres);
    Serial.println("mL"); 

    // Reset the pulse counter so we can start incrementing again
    pulseCount = 0;
    
    // Enable the interrupt again now that we've finished sending output
    attachInterrupt(sensorInterrupt, pulseCounter, FALLING);
  }
}

/*
Insterrupt Service Routine
 */
void pulseCounter()
{
  // Increment the pulse counter
  pulseCount++;
}

6. 측정

당장 물 호스를 연결할 수가 없어, 입으로 바람을 불어 봅니다.

잘 되네요 !!!

Serial Monitor 로 결과를 보면 아래와 같습니다.

신기하게 잘 잡힙니다.

Flow rate / 흐르는 양 / 총량을 계산해 줍니다.

원작자가 소스코드를 잘 짜신것 같습니다.

FIN

이제 집만 지으면 될 것 같습니다.