本方案使用 TI FDC1004 分線器和 Arduino 來測量瓶子中的液位，使用兩個粘性銅條之間的電容。

液位感應可以通過多種不同的方式完成，我們也嘗試了多種方式。有時需要的是準確的液位測量，而無需在液體內部放置任何東西。這在食品工業（用于罐中的液位感應）甚至汽車中的油箱液位感應等應用中尤其受歡迎。

我們之前曾嘗試使用激光 ToF 傳感器來實現此目的，但這并不是實現此目的的最佳方法。

我們做了什么：
我們使用電容來測量液位，通過在罐的外壁粘上兩條銅帶來測量內部的液位。這兩個銅帶測量電極之一相對于地的電容。

TI FDC1004 是一款將電容測量和 ADC 集成在一個封裝中的一體化芯片，稱之為“電容數字轉換器”。指定的應用包括接近檢測、手勢識別和液位傳感。

使用電容進行接近感應和液位感應的原理是相同的。當兩個平行的導電板以固定距離放置時，就會產生電場。在這些板的邊緣，會產生“邊緣”效果。這是電容式傳感應用的關鍵。

不同應用的電容感測可以通過不同的方式完成。在此應用中，我們使用“平行手指”方法來感測受液位影響的邊緣電場線的數量。這會導致電容的微小變化，然后測量并校準到液位高度。

我們是怎么做的？
實際應用是一個更大的設置，但為了本文，我們在一個小水瓶上演示了相同的設置。我們粘貼了兩條從Sparkfun購買的薄銅帶（5 毫米寬）。

然后我們將其中一個電極連接到系統接地，另一個連接到 FDC1004 分線板的 CIN1 通道。最好將它們直接焊接到電極本身以避免任何雜散電容。

ProtoCentral FDC1004 分線板使用 I2C 標準接口連接到 Arduino Uno。該芯片連接到 Arduino 的 SCL 和 SDA 引腳（對于 Arduino Uno，這是 A4 和 A5）。它可以連接到任何控制器或平臺的 I2C 引腳，但提供的庫僅適用于 Arduino。如果您使用的 Arduino 版本不同于 Arduino Uno，請檢查哪些引腳對應于 I2C/TWI SDA 和 SCL 線。

數據通過 Arduino 的 UART 通過 USB 發送到計算機。該數據以 100 SPS 的速率連續發送，然后在代碼中取平均值，這有助于濾除噪聲。

在這個例子中，我們剛剛將電容到水平高度轉換硬編碼到 Arduino 代碼本身，但是，校準可用于為各種高度和液體類型設置相同的值。

我們使用蠕動泵從另一個瓶子中抽取的水測試了該設置。本文下方的鏈接中附有所有必需的代碼。

注意事項

• 任何傳感或工程機制總是有它自己的一套限制。對于這個應用程序，這是我們注意到的：
• 電容式感應容易受到外部雜散電容的影響，有時會使 ADC 飽和。然而，這是使用適當的屏蔽來修復的。
• 校準是關鍵，準確校準很重要
• 環境因素對電容有巨大影響，必須對其進行屏蔽和/或適當校正。