Design, Development, and Prototyping of an Intelligent Volumetric Measurement System for Water Containers

Abstract

ABSTRACT: The aim of this thesis is to build an intelligent water volume measurement device that calculates the water volume for any shape of tank precisely by measuring the water level with an ultrasonic sensor and using a look-up-table to calculate the volume. It generates alarm signals at any desired volume. For any shape of tank, the look-up-table is entered to the processors memory using five buttons, and LCD display. The prototype gets power from mains through a USB socket even if it is not connected to a computer. The system is designed at a system-level using basic building blocks for Arduino from a Arduino Uno processor board, a keypad + LCD display shield with a LED, an ultrasonic HC-SR04 sensor unit, and an external buzzer. The prototype is tested successfully for a horizontally placed cylindrical container to have maximum 1.3%, average 0.7% error on distance and percent volume measurements. Keywords: Percent volume meter, Ultrasonic volume measurement, system level design. ………………………………………………………………………………………………………………………… ÖZ: Bu tez herhangi biçimli bir tanktaki su seviyesini ultrasonik algılayıcı ile hassaslıkla ölçerek bir tablo aracılığıyla su hacmini hesaplayan akıllı bir su hacmi ölçüm sistemi tasarlamayı ve prototipini üretmeyi amaçlamaktadır. Aygıt istenen bir hacimda alarm sinyali üretmektedir. Hacim hesap tablosu tankın biçimine göre işlemcinin belleğine bir LCD ve beş düğme aracılığıyla girilebilmektedir. Prototip, gücünü bilgisayara bağlı olmasa bile USB soket aracılığı ile şebekeden almaktadır. Aygıt Arduino-Uno işlemci kartı, LCD gösterge kartı, bir ultrasonik HC-SR04 algılayıcı birim ile bir harici alarm-sesi üretecinden oluşmaktadır. Prototip yapılan testte yatay yerleştirilmiş bir silindirik kaptaki kalan su hacmini en yüksek 1.3%, ortalama 0.7% hata ile ölçmeyi başarmıştır. Anahtar Kelimeler: Hacım yüzdesi ölçer, Ultrasonik hacım ölçümü, Sistem düzeyinde tasarım.