如何使用Arduino測量液體的濁度

對于液體，濁度是一個重要術語。因為它在液體動力學中起著重要的作用，也用于測量 水質(zhì)。所以在本教程中，讓我們討論什么是濁度，如何使用 Arduino 測量液體的濁度。

什么是液體濁度？

濁度是液體渾濁或渾濁的程度或水平。這是由于存在大量類似于空氣中的白煙的不可見顆粒（用肉眼）。當光穿過液體時，由于這些微小顆粒的存在，光波會被散射。液體的濁度與游離懸浮顆粒成正比，即如果顆粒數(shù)量增加，濁度也會增加。

如何使用 Arduino 測量濁度？

正如我前面提到的，濁度是由于光波的散射而發(fā)生的，為了測量濁度，我們應該測量光的散射。濁度通常以比濁法濁度單位 （NTU）或杰克遜濁度單位 （JTLJ） 進行測量，具體取決于用于測量的方法。兩個單位大致相等。

現(xiàn)在讓我們看看濁度傳感器是如何工作的，它有兩個部分， 發(fā)射器和接收器。發(fā)射器由一個光源（通常是一個 LED）和一個驅動電路組成。在接收端，有一個光檢測器，如光電二極管或 LDR。我們將解決方案置于發(fā)射器和接收器之間。

發(fā)射器只是傳輸光，光波穿過溶液，接收器接收光。通常（不存在溶液）透射光在接收器側完全接收。但是在存在混濁溶液的情況下，透射光的量非常低。也就是說，在接收端，我們只得到低強度的光，而這種強度與濁度成反比。因此，我們可以通過測量光強來測量濁度，如果光強高，則溶液濁度較低，如果光強非常低，則意味著溶液更混濁。

制作濁度計所需的組件

濁度模塊

阿杜諾

16*2 I2C液晶屏

共陰極RGB LED

面包板

跳線

濁度傳感器概述

本項目中使用的濁度傳感器如下圖所示。

如您所見，此濁度傳感器模塊包含 3 個部分。防水引線、驅動電路、連接線。測試探頭由發(fā)射器和接收器組成。

上圖顯示，這種模塊使用紅外二極管作為光源，紅外接收器作為檢測器。但工作原理和以前一樣。驅動器部分（如下所示）由一個運算放大器和一些放大檢測到的光信號的組件組成。

實際傳感器可以使用 JST XH 連接器連接到該模塊。它具有三個引腳，VCC、地和輸出。Vcc 連接到 5v 并接地。該模塊的輸出是一個模擬值，它根據(jù)光強度而變化。

濁度模塊的主要特點

工作電壓：5VDC。

電流：30mA（最大）。

工作溫度：-30°C 至 80°C。

兼容 Arduino、Raspberry Pi、AVR、PIC 等。

將濁度傳感器與 Arduino 接口 - 電路圖

將濁度傳感器連接到 Arduino 的完整示意圖如下所示，該電路是使用 EasyEDA 設計的。

這是一個非常簡單的電路圖。濁度傳感器的輸出是模擬的，因此連接到 Arduino 的 A0 引腳，I2C LCD 連接到 Arduino 的 I2C 引腳，即 SCL 到 A5，SDA 到 A4。然后將 RGB LED 連接到數(shù)字引腳 D2、D3 和 D4。連接完成后，我的硬件設置如下所示。

將傳感器的 VCC 連接到 Arduino 5v，然后將地線連接到地線。傳感器的輸出引腳到 Arduino 的模擬 0。接下來，將 LCD 模塊的 VCC 和地連接到 Arduino 的 5v 和地。然后SDA轉A4，SCL轉A5，這兩個管腳就是Arduino的I2C管腳。最后將RGB LED的地連接到Arduino的地，并將綠色連接到D3，藍色連接到D4，紅色連接到D5。

編程 Arduino 以測量水中的濁度

計劃是顯示從 0 到 100 的濁度值。即儀表應顯示 0 表示純液體，100 表示高度混濁的液體。這個Arduino代碼也很簡單，完整的代碼可以在這個頁面的底部找到。

首先，我包含了 I2C 液晶庫，因為我們使用 I2C LCD 來最小化連接。

#包括 

然后我為傳感器輸入設置整數(shù)。

int sensorPin = A0；

在設置部分，我定義了引腳。

pinMode（3，輸出）；
pinMode（4，輸出）；
pinMode（5，輸出）；

在循環(huán)部分，正如我之前提到的，傳感器的輸出是模擬值。所以我們需要讀取這些值。借助 ArduinoAnalogRead函數(shù)，我們可以讀取循環(huán)部分的輸出值。

int sensorValue =analogRead(sensorPin);

首先，我們需要了解傳感器的行為，這意味著我們需要讀取濁度傳感器的最小值和最大值。我們可以使用serial.println函數(shù)在串行監(jiān)視器上讀取該值。

要獲得這些值，首先，自由讀取沒有任何解決方案的傳感器。我得到一個大約 640 的值，然后在發(fā)射器和接收器之間放置一個黑色物質(zhì)，我們得到一個最小值，通常該值為零。所以我們得到了 640 的最大值和 0 的最小值?，F(xiàn)在我們需要將這些值轉換為 0-100

為此，我使用了Arduino 的地圖功能。

int 濁度 = map(sensorValue, 0,640, 100, 0);

然后我在 LCD 顯示屏上顯示了這些值。

  lcd.setCursor(0, 0); 
  lcd.print("濁度："); 
  lcd.print(""); 
  lcd.setCursor(10, 0); 
  lcd.print（濁度）；

之后，借助if條件，我給出了不同的條件。

if (濁度 < 20) 
{ 
    digitalWrite(2, HIGH); 
    數(shù)字寫入（3，低）；
    數(shù)字寫入（4，低）；
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print("它的清除"); 
}

如果濁度值低于 20，這將激活綠色 LED 并在 LCD 上顯示“其清晰”。

if ((濁度 > 20) && (濁度 < 50)) 
{ 
    digitalWrite(2, LOW); 
    數(shù)字寫入（3，高）；
    數(shù)字寫入（4，低）；
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print("它的陰天"); 
  }

如果濁度值在 20 到 50 之間，這將激活藍色 LED 并在 LCD 上顯示“渾濁”。

if ((濁度 > 50) 
{ 
    digitalWrite(2, LOW); 
    digitalWrite(3, HIGH); 
    digitalWrite(4, LOW); 
    lcd.setCursor(0, 1); 
    lcd.print("它的臟"); 
  }

如果濁度值大于 50，這將激活紅色 LED 并在 LCD 上顯示“它很臟”，如下所示。

只需按照電路圖并上傳代碼，如果一切正常，您應該可以測量水的濁度，并且 LCD 應該會顯示水的質(zhì)量，如上圖所示。

#include
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 16);
int sensorPin = A0；
無效設置（）
{
序列號.開始（9600）；
液晶顯示器開始（）；
pinMode（2，輸出）；
pinMode（3，輸出）；
pinMode（4，輸出）；
}
無效循環(huán)（）{
int sensorValue = 模擬讀?。╯ensorPin）；
Serial.println(sensorValue);
int 濁度 = map(sensorValue, 0, 750, 100, 0);
延遲（100）；
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("濁度：");
lcd.print("");
lcd.setCursor(10, 0);
lcd.print（濁度）；
延遲（100）；
如果（濁度 < 20）{
數(shù)字寫入（2，高）；
數(shù)字寫入（3，低）；
數(shù)字寫入（4，低）；
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("它的清除");
}
if ((濁度 > 20) && (濁度 < 50)) {
數(shù)字寫入（2，低）；
數(shù)字寫入（3，高）；
數(shù)字寫入（4，低）；
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("它的陰天");
}
如果（濁度 > 50）{
數(shù)字寫入（2，低）；
數(shù)字寫入（3，低）；
數(shù)字寫入（4，高）；
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("它的臟");
}
}