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2.14 Wasserstandserkennung

In dieser Lektion werden wir lernen, wie man einen Wassersensor mit dem Raspberry Pi Pico 2 verwendet, um das Vorhandensein von Wasser oder den Wasserstand zu erkennen. Dieser Sensor wird häufig in Projekten zur Erkennung von Regenfall, Überwachung des Wasserstands und Warnung bei Flüssigkeitsleckagen verwendet.

Funktionsweise des Wassersensors

Der Wassersensor verfügt über eine Reihe von freiliegenden parallelen Drahtbahnen, die Wassertröpfchen erkennen oder das Volumen von Wasser messen. Sobald Wasser mit diesen Bahnen in Kontakt kommt, gibt der Sensor ein analoges Signal aus. Je mehr Wasser mit dem Sensor in Kontakt kommt, desto höher ist der Ausgabewert, der vom Analog-Digital-Wandler (ADC) des Raspberry Pi Pico 2 gelesen werden kann.

Tauchen Sie den Sensor nicht vollständig ins Wasser ein. Nur der Bereich mit den freiliegenden Bahnen sollte mit Wasser in Kontakt kommen.
Die Verwendung des Sensors in feuchter Umgebung bei Betrieb kann zu schnellerer Korrosion der Sonde führen, daher wird empfohlen, den Sensor nur bei der Messung einzuschalten.

Was Sie benötigen

Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Newton Lab Kit	450+	Newton Lab Kit

Sie können diese auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

SN	KOMPONENTE	ANZAHL	LINK
1	Raspberry Pi Pico 2	1	KAUFEN
2	Micro USB Kabel	1
3	Steckbrett	1	KAUFEN
4	Jumperkabel	Mehrere	KAUFEN
5	Wasserstandssensor-Modul	1

Schaltplan

sch_water

Verdrahtungsplan

wiring_water

Code schreiben

Bemerkung

Sie können die Datei 2.14_feel_the_water_level.ino aus newton-lab-kit/arduino/2.14_feel_the_water_level öffnen.
Oder kopieren Sie diesen Code in die Arduino IDE.
Wählen Sie das Raspberry Pi Pico 2-Board und den richtigen Port, dann klicken Sie auf „Upload“.

const int waterSensorPin = 28;  // Water sensor connected to GP28 (ADC2)

void setup() {
  Serial.begin(115200);  // Initialize Serial Monitor
}

void loop() {
  // Read the analog value from the water sensor
  int sensorValue = analogRead(waterSensorPin);
  // Print the sensor value to the Serial Monitor
  Serial.print("Water Sensor Value: ");
  Serial.println(sensorValue);
  delay(500);  // Wait half a second before reading again
}

Nach dem Hochladen des Codes öffnen Sie den Seriellen Monitor, und Sie sollten eine Reihe von Zahlen sehen, die die analogen Werte vom Wassersensor darstellen.

Die Sensorwerte sollten niedrig sein (nahe 0), wenn der Sensor trocken ist.
Tauchen Sie den Sensor vorsichtig ins Wasser, beginnend von unten. Wenn mehr von den Bahnen des Sensors untergetaucht sind, sollten die Sensorwerte steigen.

Verständnis des Codes

Definieren des Sensorpins:

Weist waterSensorPin GPIO 28 zu, der mit dem analogen Eingang verbunden ist.
```
const int waterSensorPin = 28;  // Water sensor connected to GP28 (ADC2)
```
Initialisieren der seriellen Kommunikation:

Startet die serielle Kommunikation, die das Ausgeben von Nachrichten auf dem Seriellen Monitor ermöglicht.
```
Serial.begin(115200);
```
Lesen des analogen Werts:

Liest die analoge Spannung am waterSensorPin und gibt einen Wert zwischen 0 und 1023 zurück (für 10-Bit-ADC).
```
int sensorValue = analogRead(waterSensorPin);
```
Ausgabe des Sensorwerts:

Gibt den Sensorwert auf dem Seriellen Monitor aus.
```
Serial.print("Water Sensor Value: ");
Serial.println(sensorValue);
```
Hinzufügen einer Verzögerung:

Wartet 500 Millisekunden vor der nächsten Messung.
```
delay(500);
```

Den Wassersensor als digitalen Sensor verwenden

Sie können das analoge Eingabemodul als digitalen Sensor nutzen, indem Sie einen Schwellenwert festlegen.

Bestimmen Sie den Schwellenwert:
- Lesen Sie den Sensorwert, wenn der Sensor trocken ist.
- Verwenden Sie diesen Wert als Basiswert (z.B. wenn der trockene Wert bei etwa 100 liegt).

Ändern Sie den Code:

const int waterSensorPin = 28;  // Water sensor connected to GP28 (ADC2)
const int threshold = 500;      // Set a threshold value

void setup() {
  Serial.begin(115200);  // Initialize Serial Monitor
}

void loop() {
  // Read the analog value from the water sensor
  int sensorValue = analogRead(waterSensorPin);

  // Check if the sensor value exceeds the threshold
  if (sensorValue > threshold) {
    Serial.println("Water Detected!");
  } else {
    Serial.println("No Water Detected.");
  }
  delay(500);  // Wait half a second before reading again
}

Platzieren Sie den Sensor in der Nähe eines potenziellen Leckagebereichs. Wenn Wasser mit dem Sensor in Kontakt kommt, sollte im Seriellen Monitor „Wasser erkannt!“ angezeigt werden.

Sicherheitsvorkehrungen

Kurzschlüsse vermeiden:
- Stellen Sie sicher, dass die Verbindungen sicher sind und dass der Sensor nicht über die freiliegenden Bahnen hinaus untergetaucht ist.
- Lassen Sie nicht zu, dass Wasser den Pico oder andere elektronische Komponenten berührt.
Korrosionsschutz:
- Lassen Sie den Sensor nicht eingeschaltet, während er für längere Zeit untergetaucht ist.
- Trocknen Sie den Sensor nach dem Gebrauch gründlich ab, um Korrosion zu verhindern.

Weitere Erkundungen

Wasserstandsalarm:

Fügen Sie einen Summer oder eine LED hinzu, um zu alarmieren, wenn Wasser erkannt wird.
Automatisierte Pumpensteuerung:

Verwenden Sie den Sensor, um eine Pumpe zu steuern, die je nach Wasserstand ein- oder ausgeschaltet wird.
Datenaufzeichnung:

Zeichnen Sie Wasserstandsänderungen über die Zeit zur Analyse auf.

Fazit

In dieser Lektion haben Sie gelernt, wie man einen Wassersensor mit dem Raspberry Pi Pico verwendet, um die Anwesenheit von Wasser zu erkennen oder den Wasserstand zu messen. Durch das Lesen der analogen Werte des Sensors können Sie Veränderungen des Wasserstands überwachen und entsprechend in Ihren Projekten reagieren.