🛢️ Проект: автозаполнение бака по датчику уровня воды

Датчик уровня жидкости включает насос через реле, когда вода в баке опускается ниже нижней метки, и автоматически отключает его, когда бак снова полон — без ручного контроля и риска сухого хода насоса.

Как это работает

Контактные датчики уровня воды в простейшем виде представляют собой два оголённых металлических контакта (или проводящие дорожки на небольшой плате): пока контакты сухие, цепь между ними разомкнута, а когда вода покрывает их — вода (даже обычная, не дистиллированная) выступает проводником и замыкает цепь, что Arduino видит как изменение сигнала на пине.

Главная идея этого проекта — использовать СРАЗУ ДВА датчика на разной высоте, а не один. Если использовать всего один датчик и включать/выключать насос строго по одной отметке уровня, на границе этой отметки (когда вода чуть колышется от работы самого насоса) реле будет щёлкать туда-сюда десятки раз в секунду — это называется "дребезгом" и быстро убивает и реле, и сам насос частыми пусками. Два датчика с разнесёнными порогами (нижний — "пора включать", верхний — "пора выключать") создают зазор между точками включения и выключения, который называется гистерезисом, и насос работает одним спокойным циклом вместо дребезга.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Установите нижний датчик уровня у дна бака (на минимально допустимом уровне воды) и подключите его сигнальный провод → D2.
Установите верхний датчик уровня ближе к краю бака (на желаемом максимальном уровне) и подключите его сигнальный провод → D3.
Питание обоих датчиков — VCC → 5V, GND → GND Arduino.
Подключите модуль реле: сигнал → D7, VCC/GND реле → 5V/GND Arduino. Сам насос подключается к силовым контактам реле (COM/NO) отдельно, с учётом напряжения питания конкретного насоса — эта часть схемы силовая и должна быть собрана аккуратно.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

const int lowSensorPin = 2;   // нижний датчик уровня (у дна бака)
const int highSensorPin = 3;  // верхний датчик уровня (у края бака)
const int relayPin = 7;       // пин управления реле насоса
bool pumpOn = false;          // текущее состояние насоса

void setup() {
  pinMode(lowSensorPin, INPUT);
  pinMode(highSensorPin, INPUT);
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  bool low = digitalRead(lowSensorPin) == LOW;    // вода не достаёт до нижнего датчика
  bool high = digitalRead(highSensorPin) == HIGH; // вода достала до верхнего датчика

  if (low) pumpOn = true;   // уровень упал ниже минимума — включаем насос
  if (high) pumpOn = false; // уровень достиг максимума — выключаем насос

  digitalWrite(relayPin, pumpOn ? HIGH : LOW);
  delay(1000); // пауза между проверками
}

Два датчика (нижний и верхний) вместо одного создают гистерезис по уровню — насос не будет включаться-выключаться каждую секунду на границе одной отметки.

Частые проблемы

Насос включается и сразу выключается (дребезг) — убедитесь, что верхний и нижний датчики установлены на РАЗНОЙ высоте с заметным зазором, а не на одном уровне.
Насос не включается при пустом баке — проверьте контактные площадки нижнего датчика на предмет налёта/окисления, со временем контакты могут покрываться минеральным налётом от воды и терять чувствительность.
Насос не выключается при полном баке — то же самое с верхним датчиком, плюс проверьте, что провод и контакт датчика не замкнуты случайно чем-то посторонним.
Реле щёлкает, но насос не качает — проверьте, что сам насос подключён к контактам NO реле и получает достаточное для своей модели напряжение.
Показания нестабильны — контактные датчики чувствительны к качеству воды (жёсткость, примеси); для более стабильной работы можно заменить их на ультразвуковой или ёмкостный датчик уровня.

Как улучшить проект

Добавить третий, аварийный датчик ещё выше верхнего — на случай если основной насос не сработал, включать звуковую сигнализацию.
Вывести текущее состояние (норма/заполняется/авария) на LCD1602 или светодиодную индикацию.
Добавить защиту от "сухого хода" — таймер, который принудительно выключает насос, если он работает дольше разумного времени без срабатывания верхнего датчика (например, кончилась вода в источнике).