Sensor de Fluxo de Água Arduino como Sensor de Vazão para Projetos

Muito aplicado em projetos, o Sensor de Fluxo de Água Arduino é um equipamento desenvolvido com o intuito de verificar a quantia de líquido que passa pelo seu interior. Composto por uma abertura de entrada e outra de saída com sentido de fluxo fixo, o sensor possibilita que tenhamos um sensor de vazão em projetos de chave de fluxo, por exemplo.

Tendo em vista projetos de automação residencial e industrial que tenham como objetivo verificar e interpretar dados referentes ao fluxo de água ou outro líquido com características semelhantes, ele possibilita mensurar a quantia em litros que passa em seu interior por minuto quando em conjunto com um microcontrolador Arduino, Raspberry Pi, ESP32 ou outro.

Os modelos do sensor de fluxo diferenciam-se principalmente pela sua compatibilidade com sistemas de rosca hidráulica. Hoje iremos conhecer 3 modelos, os quais apresentam o mesmo princípio de funcionamento, diferenciando-se pelos tipos de conexão e a quantidade de vazão que permitem medir.

Princípio de Funcionamento

O funcionamento interno do Sensor de Fluxo de Água Arduino baseia-se na leitura via sensor de efeito hall e com o auxílio de um rotor / conjunto de pás. Juntos, estes equipamentos leem a quantia de voltas desenvolvidas a partir da passagem do líquido e relacionam estes dados com a quantia em litros que passou.

Princípio de Funcionamento do Sensor de Fluxo de Água

Diferente do que a maioria imagina o sensor de efeito hall não detecta o campo magnético de uma pá em questão, ele verifica a variação do campo magnético e com isto obtém os dados que necessita para leitura através do sensor de efeito hall. Abaixo podemos ver o módulo internamente com seus respectivos componentes:

Sensor Hall Presente no Sensor de Fluxo de Água

Junto ao rotor, temos um imã fixo e de giro perpendicular ao das pás, acima dele e de maneira isolada temos o módulo com o sensor de efeito hall responsável por gerar os pulsos para verificação pelo Arduino. Posicionado acima das pás semelhante a imagem abaixo, todas as funções que cabem ao Sensor de Fluxo de Água podem ser desenvolvidas.

Visão Interna do Sensor de Fluxo Arduino

Para assegurar a funcionalidade vale observar o sentido do fluxo na hora de montar o projeto, pois deve ser sempre o mesmo demonstrado no corpo do produto, veja:

Sensor de Fluxo de Água Possui Sentido Único

Assim como os detalhes físicos que envolvem os três modelos de Sensor de Vazão Arduino, os dados gerados, comunicação, esquema de ligação e demais detalhes quanto a sua montagem são os mesmos.

Forma de Ligação e Programação

As características elétricas que envolvem o Sensor de Fluxo de Água são bastante simplificadas, com uma ligação de apenas três fios, dos quais, um vermelho (VCC), um preto (GND) e um amarelo (sinal / dados). A comunicação é feita via pino digital e conta com um sistema de pulsos efetuado pelo Sensor de Efeito Hall.

Sensor de Efeito Hall Responsável pela Leitura de Dados

Projetos completos com esquemas de ligação, códigos de funcionamento e demais detalhes você encontra nos artigos abaixo, um demonstrando a aplicação com Arduino e outro demonstrando a aplicação do Sensor de Fluxo com Raspberry, veja:

https://www.usinainfo.com.br/blog/sensor-de-fluxo-de-agua-para-arduino-1-30-lmin/

https://www.usinainfo.com.br/blog/sensor-de-fluxo-de-agua-com-raspberry-pi/

Nestes artigos poderá ter-se uma noção mais prática com exemplos de aplicação e demonstrações de uso dos sensores em conjunto com seus respectivos microcontroladores.

Um detalhe importante na programação destes equipamentos com Arduino é a sua necessidade de estar associado a pinos de interrupção. É normal encontrarmos equipamentos que poderiam ser tratados como interrupção sem este comando, porém para o Sensor de Vazão esta função é fundamental.

Esta função é importante, pois o microcontrolador não pode ficar lendo uma porta digital continuamente, não sobraria tempo para executar as demais funções do Arduino e poderia causar erros na leitura e diminuir a qualidade do projeto. No UNO, Nano e Mini os pinos INT0 e INT1 são respectivamente os pinos D2 e D3.

No artigo com Arduino a função é encontrada na linha 36 é declarada da seguinte maneira:

Este método utilizado atende as necessidades de utilização para os modelos Arduino Uno, WiFi Rev2, Due e 101, para outros modelos recomenda-se abordar o seguinte método:

Onde pin representa o número do pino de interrupção do Arduino, ISR chama quando a interrupção ocorre e mode define quando a interrupção deve ser acionada.

Tipos de Sensor de Vazão Arduino

Como já havia sido comentado anteriormente, existem diversos modelos deste sensor, suas especificações são parcialmente semelhante exceto pelo fluxo máximo e demais fatores relacionados. Estas informações variam de acordo com a especificação de entrada e saída dos sensores, vejamos:

Sensor de Fluxo de Água G1/2 1-30 l/min – Rosca 1/2

Sensor de Fluxo de Água G1/2 1-30 l/min

Especificações:

• Modelo: YF-S201;
• Tensão de funcionamento: DC 4.5V ~ 18V;
• Tensão de trabalho: DC 4.5V;
• Corrente máxima de trabalho: 15mA (DC 5V);
• Vazão de água: 1 ~ 30L/min;
• Capacidade de carga: ≤ 10 mA (DC 5V);
• Temperatura de operação: ≤ 80 ℃;
• Temperatura do líquido: ≤ 120 ℃;
• Pressão da água: ≤ 1.75MPa;
• Extensão do fio:16cm;
• Diâmetro do sensor: 36mm;
• Diâmetro da entrada e da saída: 20mm;
• Dimensões totais (CxLxA): 63x35x36mm;
• Peso: 51g.

Sensor de Fluxo de Água G 3/4 1-60 l/min – Rosca 3/4

Sensor de Fluxo de Água G 3/4 1-60 l/min – Rosca 3/4

Especificações:

• Modelo: YF-S403;
• Tensão de funcionamento: DC 4.5V ~ 18V;
• Tensão de trabalho: DC 4.5V;
• Corrente máxima de trabalho: 15mA (DC 5V);
• Vazão de água: 1 ~ 60L/min;
• Capacidade de carga: ≤ 10 mA (DC 5V);
• Temperatura de operação: ≤ 80 ℃;
• Pressão da água: ≤ 1.75MPa;
• Extensão do fio:16cm;
• Diâmetro do sensor: 36mm;
• Diâmetro da entrada e da saída: 26mm (3/4);
• Dimensões totais (CxLxA): 60x36x34mm;
• Peso: 58g.

Sensor de Fluxo de Água 0,3-6 l/min – Conexão Espigão 

Sensor de Fluxo de Água 0,3-6 l/min – Conexão Espigão

Especificações:

• Modelo: YF-S401;
• Tensão de funcionamento: 5 a 24VDC;
• Tensão de trabalho: 4.5V DC;
• Corrente máxima de trabalho: 15mA (DC 5V);
• Vazão de água: 0,3 a 6L/min;
• Capacidade de carga: ≤ 10 mA (DC 5V);
• Temperatura de operação: ≤ 80 ℃;
• Pressão da água: ≤ 0.8MPa;
• Extensão do fio: 15cm;
• Diâmetro do sensor: 34mm;
• Diâmetro da entrada e da saída: ~3.3mm (interior) ~7mm (exterior);
• Dimensões totais (CxLxA): 58x35x27mm;
• Peso: 27g.

Conclusão

O Sensor de Fluxo de Água / Sensor de Vazão Arduino pode ser um grande aliado no desenvolvimento de projetos maker diy, onde não utiliza-se de um sensor reed switch para realizar a leitura (como alguns esperam), mas sim de um sensor de efeito hall responsável por verificar a variação do campo elétrico e com que período ela ocorre para daí oferecer o valor da vazão.

A análise mais detalhada deste equipamento proporciona um amplo conhecimento quanto ao seu funcionamento e seus componentes, um fator bastante importante para quem deseja dominar ainda mais a área da eletrônica e da robótica na aplicação em projetos.

Conhecer a fundo o objeto de pesquisa e do trabalho a ser desenvolvido pelo projetista vai permitir descobrir o sensor que melhor vai se adaptar ao caso concreto, principalmente com relação à vazão que irá trabalhar e os tipo de conexão que estarão disponíveis.

Não esqueça de deixar seu comentário, suas experiências e sugestões logo abaixo nos comentários, esperamos que tem gostado do artigo e até o próximo.

Conheça toda Linha de Produtos Arduino no Site UsinaInfo.