Arduino ZPD20V

Отличный выбор! Arduino ZPD20V — это популярный и надежный модуль датчика давления воды, часто используемый в системах мониторинга, умного дома, управления насосами и промышленной автоматизации.

Вот подробное описание, технические характеристики и совместимость.

Описание

Модуль Arduino ZPD20V — это датчик избыточного давления, предназначенный для измерения давления жидкостей (в первую очередь воды) и преобразования его в стандартный аналоговый сигнал напряжения, который может быть легко считан микроконтроллером, таким как Arduino.

• Принцип работы: В основе датчика лежит мембранный тензорезистивный чувствительный элемент. Давление жидкости воздействует на мембрану, вызывая ее деформацию. Эта деформация изменяет сопротивление встроенных тензорезисторов, что преобразуется во внутренней схеме в изменение выходного напряжения.
• Конструкция: Датчик состоит из двух основных частей:
  1. Чувствительный элемент в нержавеющем корпусе с резьбовым соединением (обычно G1/4" или G1/2") для врезки в трубопровод.
  2. Электронная плата с усилителем сигнала, которая выдает стабилизированное напряжение. Плата обычно имеет 3 провода: питание (VCC), земля (GND) и аналоговый выход (OUT или SIG).
• Ключевые преимущества:
  • Простота подключения к Arduino (через аналоговый вход).
  • Хорошая точность и стабильность.
  • Прочный корпус из нержавеющей стали.
  • Защита от переполюсовки и короткого замыкания (на многих версиях платы).
  • Нулевое напряжение на выходе при нулевом давлении (абсолютный ноль).

Технические характеристики (Typical)

Параметр | Значение / Описание :--- | :--- Модель | ZPD20V (часто встречается как "Water Pressure Sensor Transmitter") Диапазон измерения давления | 0 - 1.6 МПа (что эквивалентно 0 - 16 бар или 0 - ~232 psi). Внимание: Существуют модификации с другими диапазонами, например, 0-1.0 МПа (10 бар), 0-2.5 МПа (25 бар). Всегда уточняйте маркировку на датчике. Выходной сигнал | Аналоговое напряжение, 0.5 - 4.5В (линейно зависит от давления).
• 0.5В соответствует давлению 0 бар (абсолютный ноль).
• 2.5В соответствует давлению ~8 бар (середина шкалы).
• 4.5В соответствует давлению 16 бар (максимум). Напряжение питания | 5В постоянного тока (стандартное для Arduino). Допустимый диапазон обычно 3.3В - 12В, но 5В — оптимально. Потребляемый ток | ~10-15 мА (при питании 5В) Точность | ±1% F.S. (Full Scale — от полной шкалы) или ±0.5% (зависит от производителя) Рабочая температура | -25°C ... +85°C (для жидкости: 0°C ... +80°C) Материал корпуса | Нержавеющая сталь (SUS304/SUS316), силиконовое уплотнение Тип резьбы | G1/4" (наружная) — наиболее распространенный вариант. Также может быть G1/2" или M12x1.5. Степень защиты | IP65 (защита от пыли и струй воды) Совместимость сред | Вода, масло, воздух, другие некоррозионные жидкости и газы Срок службы | > 1 000 000 циклов

Парт-номера и аналоги

Модуль продается под разными названиями и кодами. Это часто один и тот же OEM-продукт.

Распространенные парт-номера на маркетплейсах (AliExpress, eBay и др.):

• ZPD20V (основной)
• ZPD20V 5V
• ZPD20V-5V
• Water Pressure Sensor 5V
• Pressure Transmitter 0-1.6MPa 5V
• Arduino Pressure Sensor 16Bar

Прямые аналоги от других производителей (с похожими характеристиками):

• DFRobot SEN0257 — высококачественный датчик с похожими параметрами (0-1.6 МПа, выход 0.5-4.5В), хорошо документирован.
• G1/4" Pressure Transmitter 0-1.6MPa (без указания бренда).
• Модули серии XGZP или MB с аналогичным выходным сигналом.

Совместимые модели и платформы

Датчик совместим с любой платформой, имеющей аналоговый вход (АЦП) и способной подать стабильные 5В.

1. Платы Arduino и совместимые:

• Все классические платы: Arduino Uno, Nano, Mega, Leonardo, Micro и т.д.
• Совместимые разработки: ESP8266 (например, NodeMCU, Wemos D1) — внимание: у ESP8266 АЦП на 1В, требуется делитель напряжения!
• ESP32 — имеет множество АЦП, но также рекомендуется использовать делитель или внешний АЦП для повышения точности из-за нелинейности встроенного АЦП ESP32.
• Платы от STM32, Raspberry Pi Pico (используя аналоговые пины).

2. Одноплатные компьютеры (требуется внешний АЦП):

• Raspberry Pi — не имеет встроенных аналоговых входов. Необходимо использовать внешний АЦП-модуль (например, ADS1115, MCP3008).
• Orange Pi, Banana Pi — аналогично Raspberry Pi.

3. Промышленные контроллеры и ПЛК:

• Любые контроллеры с аналоговым входом 0-5В или 0-10В (через простой делитель).

Важные замечания по подключению и использованию

1. Подключение:

   • Красный провод (VCC) -> 5V на Arduino.
   • Черный провод (GND) -> GND на Arduino.
   • Желтый/Синий/Зеленый провод (OUT/SIG) -> Любой аналоговый пин (A0-A7) на Arduino.

2. Формула для расчета давления в коде (Arduino IDE):

   // Читаем значение с аналогового пина (например, A0)
   int sensorValue = analogRead(A0);
   // Преобразуем в напряжение (если питание 5В)
   float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
   // Конвертируем напряжение в давление (бар) по формуле датчика 0.5В=0бар, 4.5В=16бар
   // Давление (бар) = (Напряжение - 0.5) * (16.0 / 4.0);
   float pressure_bar = (voltage - 0.5) * (16.0 / 4.0); // Для диапазона 0-16 бар
   // Или в МПа:
   float pressure_mpa = (voltage - 0.5) * (1.6 / 4.0); // Для диапазона 0-1.6 МПа
   
   // Защита от отрицательных значений при шумах
   if (pressure_bar < 0) {
     pressure_bar = 0;
   }
   

3. Монтаж: Используйте уплотнительную ленту (фум-ленту) или нить на резьбовое соединение для герметичности. Избегайте механических напряжений на корпусе датчика.

Вывод: Arduino ZPD20V — это отличный, экономичный и точный датчик для проектов, связанных с измерением давления воды. Его простота и надежность сделали его одним из самых популярных решений в сообществе DIY и робототехники.