Arduino与Proteus仿真实例-超声波检测水位变化及控制仿真

超声波检测水位变化及控制

在这个基于 Arduino 的自动水位指示器和控制器项目仿真中，我们将使用超声波传感器测量水位。超声波测距的基本原理是基于回声。当声波在环境中传播时，它们在撞击任何障碍物后会以回声的形式返回原点。所以我们只需要计算它的两个声音的传播时间，即出射时间和撞击任何障碍物后返回原点的时间。经过一些计算，我们可以得到一个结果，那就是距离。这个概念用于我们的水位控制器项目中，当水箱中的水位变低时，发出警报声音，水泵自动打开，直到水位回到预设位置。本次仿真实例将使用到HC-SRF04超声波传感器、继电器，LCD1602。

关于LCD1602的驱动，请参考前面文章：

关于HC-SRF04超声波传感器驱动，请参考前面文章：

关于继电器驱动，请参考：

1、仿真电路原理图

在仿真电路中：

LCD1602由PCF8574 I/O扩展器驱动，接口为I2C
蜂鸣器由NPN三极管驱动，连接12引脚
超声波传感器的TR和ECHO引脚分别与10、11引脚连接
继电器控制端由引脚8控制，高电平有效，并通过PNP管放大驱动。

2、仿真代码实现

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal\_I2C.h>

#define trigger 10
#define echo 11
#define motor 8
#define buzzer 12

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // PCF8574的通讯地址为0x27

float time=0,distance=0;
int temp=0; 

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigger,OUTPUT);
  pinMode(echo,INPUT);
  pinMode(motor, OUTPUT);
  digitalWrite(motor, LOW);
  pinMode(buzzer, OUTPUT);
 
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.print(" Water Level ");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print(" Indicator ");
}

void loop(){
  // 检测水位
  digitalWrite(trigger,LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigger,HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigger,LOW);
  delayMicroseconds(2);
  time=pulseIn(echo,HIGH);
  distance=time\*340/20000;
 
  lcd.clear();
  lcd.print("Water Space In ");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Tank is: ");
  lcd.print(distance);
  lcd.print("Cm");
  delay(100);
  if(distance<12 && temp==0){
    digitalWrite(motor, LOW);
   // digitalWrite(buzzer, LOW);
    noTone(buzzer);
    lcd.clear();
    lcd.print("Water Tank Full ");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Motor Turned OFF");
    delay(2000);
    temp=1;
   }else if(distance<12 && temp==1){
    digitalWrite(motor, LOW);
    //digitalWrite(buzzer, LOW);
    noTone(buzzer);
    lcd.clear();
    lcd.print("Water Tank Full ");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Motor Turned OFF");
  }else if(distance>30){
    //digitalWrite(buzzer, HIGH);
    tone(buzzer,500);
    digitalWrite(motor, HIGH);
    lcd.clear();
    lcd.print("LOW Water Level");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Motor Turned ON");
    temp=0;
 }
 delay(1000);
}