Guía práctica para integrar el sensor de flujo de agua YF-S201 en tus proyectos Arduino - Tecneu

Guía práctica para integrar el sensor de flujo de agua YF-S201 en tus proyectos Arduino

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Introducción

 El sensor de flujo de agua YF-S201 es un dispositivo que se utiliza para medir cuánta agua está fluyendo a través de él. Es similar a un molino de agua:

  • Dentro del cuerpo del sensor hay una pequeña rueda de paletas en el camino del flujo de agua. Cuando el agua pasa a través del sensor, empuja las paletas de la rueda, causando que gire.
  • Dentro de la rueda de paletas hay un imán. Cada vez que la rueda de paletas da una vuelta completa, el imán pasa por un sensor de efecto Hall que está montado en la carcasa del sensor. El sensor de efecto Hall es sensible a los campos magnéticos y genera una señal eléctrica cada vez que detecta el campo magnético del imán.

Este sensor se utiliza ampliamente en diversos proyectos y aplicaciones. 

Características 

  1. Rango operativo: El YF-S201 puede medir flujos de agua que van desde aproximadamente 1 litro por minuto hasta 30 litros por minuto.

  2. Salida digital: Cada vez que una cantidad específica de agua pasa a través del sensor, este genera un pulso en su pin de salida. Contando estos pulsos, se puede determinar la cantidad de agua que ha pasado a través del sensor.

  3. Alimentación: Funciona con un rango de voltaje de 5-18V, lo que lo hace compatible con la mayoría de las placas de desarrollo de uso común.

  4. Tamaño: El YF-S201 es relativamente pequeño (aproximadamente 6cm de largo y 2cm de diámetro), lo que significa que puede caber en una amplia variedad de entornos y proyectos.

  5. Rosca: Tiene roscas de 1/2 pulgada en ambos extremos, lo que facilita su conexión a mangueras o tuberías.

  6. Durabilidad: Está hecho de plástico resistente a la corrosión, permitiendo su uso con agua limpia sin preocuparse por el óxido o la corrosión.

Conexión Física

El sensor de flujo de agua YF-S201 tiene tres cables para la conexión:

  1. Rojo: Este es el cable de alimentación (VCC) y se debe conectar a una fuente de alimentación de 5-18V. Por lo general, para Arduino se utiliza la alimentación de 5V.
  2. Negro: Este es el cable de tierra (GND) y debe estar conectado a la tierra de tu placa.
  3. Amarillo: Este es el cable de señal (SIGNAL), que enviará los pulsos a la placa Arduino. Lo puedes conectar a un pin digital que acepte interrupciones externas.

 

Instalación del Sensor

El sensor debe instalarse en línea con la tubería o manguera que transporta el agua cuyo flujo quieres medir. Debe asegurarse de que las roscas están bien selladas para evitar fugas. El agua debe fluir en la dirección indicada por la flecha en el sensor.

Obtención de lecturas

Cada vez que un volumen específico de agua pasa a través del sensor, el sensor genera un pulso. Al contar estos pulsos, podemos calcular el flujo de agua.

Aunque hay múltiples fabricantes del sensor YF-S201 y existe varianza en las hojas de datos, muchos usuarios han obtenido resultados fiables utilizando una relación específica entre la frecuencia de los pulsos (en Hertz, Hz) y el caudal (en litros por minuto, L/min). Esta relación es la siguiente:

  • Frecuencia (Hz) = 7.5 * Caudal (L/min).

La "frecuencia" aquí se refiere al número de pulsos que el sensor emite en un segundo. En otras palabras, si el sensor emite 15 pulsos en un segundo, eso se considera una frecuencia de 15 Hz.

Reorganizando la ecuación para encontrar el caudal en función de la frecuencia nos da:

  • Caudal (L/min) = Frecuencia (Hz) / 7.5

Tambien nos dice que el sensor manda 450 pulsos por litro de agua que circula por su turbina, por lo que si tenemos la cantidad de pulsos registrados en un segundo podemos saber que cantidad de agua ha circulado en total.

 

Programación

Sube el siguiente sketch a un Arduino con el YF-S201 conectado y abre el monitor serial a 9600 bauds:

 Explicación del código:

  1. #define YF_S201_PIN 2 - Esta línea define el pin de Arduino al que está conectado el sensor. En este caso, el pin es el número 2.

  2. volatile int numPulsos = 0; - Declara una variable entera llamada numPulsos para contar el número de pulsos que genera el sensor. La palabra clave volatile se usa para indicar que esta variable puede cambiar en cualquier momento, en este caso, debido a una interrupción.

  3. void setup() -  Aquí inicializamos el pin del sensor como entrada y comenzamos la comunicación serie a 9600 baudios. Luego, usamos attachInterrupt() para indicar que queremos llamar a la función contarPulsos() cada vez que el pin del sensor vaya de LOW a HIGH (debido a un pulso del sensor).

  4. void loop() - Aquí, inicializamos numPulsos en 0, esperamos un segundo mientras contamos los pulsos (gracias a la interrupción y la función contarPulsos()), y luego calculamos el caudal en litros por minuto y la cantidad total de litros que pasaron por el sensor. Estos valores se imprimen en el monitor serie.

  5. void contarPulsos() - Esta función se llama cada vez que se detecta un pulso del sensor (es decir, cada vez que un volumen específico de agua pasa a través del sensor). Cuando se llama a esta función, simplemente incrementa el valor de numPulsos.

Resultados

Notas Importantes:

  • Asegúrate de que el sensor esté siempre lleno de agua. Si hay aire en la tubería, puede afectar las lecturas.
  • Aunque el sensor es resistente, no deberías usarlo con líquidos corrosivos.
  • Asegúrate de que el agua no esté demasiado caliente, ya que el sensor tiene un límite de temperatura de 80 grados Celsius.

 Conclusiones

En este tutorial, has aprendido cómo implementar el sensor YF-S201 de forma práctica y funcional. A través de una explicación paso a paso y detallada, has adquirido los conocimientos básicos para integrar este sensor en tus propios proyectos de Arduino.

Aquí te dejo algunas ideas para proyectos futuros que se pueden realizar utilizando el sensor de flujo de agua YF-S201:

  1. Sistema de Riego Automatizado: Puedes usar el sensor YF-S201 para medir la cantidad de agua que se está utilizando para regar tus plantas. Usando esta información, podrías programar tu sistema para regar las plantas con la cantidad exacta de agua que necesitan, ahorrando agua y asegurando la salud de tus plantas.

  2. Monitoreo del Consumo de Agua en el Hogar: Usando uno o varios de estos sensores, podrías medir cuánta agua se está utilizando en diferentes áreas de tu casa. Esto podría ayudarte a reducir el desperdicio y a entender mejor tu consumo de agua.

  3. Proyecto de Arte de Agua Interactivo: Conecta el sensor a una bomba de agua y a un conjunto de luces de colores. Cuando fluye agua a través del sensor, las luces pueden cambiar de color o parpadear en un patrón específico, creando un efecto visual intrigante y hermoso.

 

Te invitamos a seguir experimentando con el sensor YF-S201. Pruébalo en diferentes contextos, combínalo con otros sensores y componentes, y descubre todo lo que puedes crear con él.

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