Funktionsprinzip, Pinbelegung, Spezifikationen des Wasserdurchflusssensors YF-S201

Der Wasserdurchflusssensor YF-S201 ist ein auf dem Hall-Effekt basierendes Gerät zur Messung der Wasserdurchflussrate und des gesamten Flüssigkeitsverbrauchs in verschiedenen Systemen.In diesem Artikel werden das Funktionsprinzip, die Pinbelegung, die Spezifikationen, die Funktionen, der Betrieb, die Anwendungen und mehr des YF-S201 erläutert.

Katalog

YF-S201 Sensor Basic

Der Wasserdurchflussmesssensor YF-S201 ist ein kompakter Hall-Effekt-Durchflusssensor zur Messung der Durchflussrate und des Gesamtvolumens des durch ein Rohr fließenden Wassers.Aufgrund seiner geringen Kosten und der einfachen Schnittstelle wird es häufig in Heimwerkerelektronik, industriellen Steuerungen, Bewässerungssystemen und intelligenten Wasserüberwachungsanwendungen eingesetzt.

Im Inneren des Sensors dreht fließendes Wasser einen kleinen Rotor, in den ein Magnet eingebettet ist.Ein eingebauter Hall-Sensor erkennt jede Drehung und gibt ein digitales Impulssignal aus.Die Impulsfrequenz ist direkt proportional zur Durchflussrate, sodass Mikrocontroller wie Arduino oder ESP32 den Durchfluss und den kumulierten Wasserverbrauch einfach in Echtzeit berechnen können.Der YF-S201 wird typischerweise mit 5–18 V betrieben, unterstützt Durchflussraten von etwa 1–30 l/min und verfügt über einen standardmäßigen ½-Zoll-Rohranschluss, wodurch er leicht in bestehende Systeme integriert werden kann.

Details zur Pinbelegung des YF-S201-Sensors

Draht Farbe	Pin Name	Beschreibung
Rot	VCC (Leistung)	Vorräte Betriebsspannung für den Sensor, typischerweise 5 V DC (unterstützt bis zu ~18 V je nach Anwendung).
Schwarz	GND (Masse)	Gemeinsamkeiten Referenz;muss mit der System- oder Mikrocontroller-Masse verbunden sein.
Gelb	Signal (Digital Ausgabe)	Gibt einen Impuls aus vom Hall-Effekt-Sensor erzeugtes Signal;Pulsfrequenz ist proportional zur Wasserdurchflussmenge.

Alternativen und gleichwertiges Modell

• REES52 1/2"

• SEN0216

• YF-G1

• YF-G21

• FS200A

Spezifikationen des YF-S201-Sensors

Parameter	Spezifikation
Arbeitsspannung	Gleichstrom 4,5 V – 24 V
Normale Spannung	Gleichstrom 5 V – 18 V
Max.Arbeiten Aktuell	15 mA (DC 5 V)
Tragfähigkeit	≤ 10 mA (DC 5 V)
Durchflussratenbereich	1 – 30 l/min
Betrieb Temperatur	≤ 80 °C
Flüssigkeit Temperatur	≤ 120 °C
Betrieb Luftfeuchtigkeit	35 % – 90 % relative Luftfeuchtigkeit
Zulässig Druck	≤ 1,75 MPa
Lagerung Temperatur	−25 °C bis +80 °C
Lagerfeuchtigkeit	25 % – 95 % relative Luftfeuchtigkeit
Elektrisch Stärke	1250 V/min
Isolierung Widerstand	≥ 100 MΩ
Außengewinde Größe	1/2 Zoll
Außendurchmesser	20 mm
Einlassdurchmesser	9 mm
Auslassdurchmesser	12 mm

Funktionen des YF-S201-Sensors

Kompakt und einfach zu installieren

Der YF-S201 verfügt über eine kleine, leichte Struktur mit einer standardmäßigen 1/2-Zoll-Gewindeschnittstelle, sodass er problemlos in engen Räumen und vorhandenen Rohrleitungen montiert werden kann.Sein Dreileiteranschluss vereinfacht die Integration mit Steuerungen und Überwachungssystemen.

Hohe Dichtungsleistung

Der Sensor ist so konzipiert, dass er zuverlässig abdichtet und Leckagen während des Betriebs verhindert.Diese Funktion gewährleistet eine konstante Leistung bei Anwendungen mit kontinuierlichem Wasserfluss und unterstützt den Betrieb unter zulässigen Druckniveaus.

Hochwertiger Hall-Effekt-Sensor

Ein Präzisions-Hall-Effekt-Sensor erkennt die Drehung des internen Laufrads und wandelt sie in digitale Impulse um.Dies ermöglicht eine genaue Messung der Durchflussrate und des Gesamtwasservolumens mit guter Wiederholbarkeit.

Großer Betriebsspannungsbereich

Der YF-S201 unterstützt einen breiten Betriebsspannungsbereich und ist somit mit verschiedenen Netzteilen und Steuerungsplattformen kompatibel.Diese Flexibilität vereinfacht das Systemdesign und die Energieverwaltung.

Stabiler digitaler Impulsausgang

Der Sensor liefert ein sauberes und stabiles digitales Signal, das mithilfe der Interrupt-Pins des Mikrocontrollers leicht gelesen werden kann.Die Pulsfrequenz ist direkt proportional zur Durchflussrate und ermöglicht so eine zuverlässige Echtzeitüberwachung.

Robustes Kunststoffgehäuse

Sein robustes Kunststoffgehäuse ist beständig gegen Korrosion und Verschleiß durch Wasserfluss.Dies verbessert die Haltbarkeit und macht den Sensor für den Langzeiteinsatz in wasserbasierten Systemen geeignet.

Geringer Stromverbrauch

Der YF-S201 arbeitet mit geringem Strombedarf und eignet sich daher für energieeffiziente Designs und batteriebetriebene Systeme.

RoHS-konform

Durch die Einhaltung der RoHS-Standards wird sichergestellt, dass der Sensor die Umwelt- und Sicherheitsvorschriften erfüllt, indem gefährliche Substanzen begrenzt werden und umweltfreundliche und konforme Produktdesigns unterstützt werden.

YF-S201 Arbeitsbetrieb

Der Wasserdurchflusssensor YF-S201 ist eine praktische Lösung zur Messung der Flüssigkeitsdurchflussrate und des Gesamtwasserverbrauchs.Aufgrund seines einfachen Funktionsprinzips und der zuverlässigen Ausgabe wird es häufig mit Mikrocontrollern wie Arduino verwendet.Im Inneren des Sensors erfasst ein Hall-Effekt-Mechanismus die Rotation einer internen Turbine beim Durchströmen des Wassers und erzeugt elektrische Impulse, die direkt die Strömungsgeschwindigkeit widerspiegeln.

Die richtige Verkabelung ist der erste Schritt zu einer genauen Messung.Der Sensor verwendet drei Anschlüsse: eine Stromleitung, eine Erdungsleitung und eine Signalleitung.Bei Stromversorgung mit einer 5-V-Versorgung gibt das Signalkabel Impulssignale aus, deren Frequenz mit zunehmendem Wasserdurchfluss zunimmt.Für beste Ergebnisse wird dieses Signal mit einem unterbrechungsfähigen digitalen Pin verbunden, sodass der Mikrocontroller Impulse auch bei höheren Durchflussraten präzise zählen kann.

Auf der Softwareseite berechnet das System die Durchflussrate und das Gesamtvolumen, indem es Impulse über einen definierten Zeitraum zählt und einen Kalibrierungsfaktor anwendet.Diese Werte können dann in Liter pro Minute und kumulativ verbrauchte Liter umgerechnet werden.Die verarbeiteten Daten können auf einem LCD angezeigt, über serielle Kommunikation überwacht oder zum Auslösen automatisierter Aktionen wie Ventilsteuerung oder Wasserabschaltung verwendet werden.

YF-S201 Durchfluss- und Frequenzausgang

Fließen Rate (L/H)	Häufigkeit (Hz)	Fehler Reichweite
120	16.0	±10 % / ±5 %
240	32.5	±10 % / ±5 %
360	49.3	±10 % / ±5 %
480	65,5	±10 % / ±5 %
600	82,0	±10 % / ±5 %
720	90,2	±10 % / ±5 %

YF-S201-Sensoranwendungen

• Wasserdurchflussmessung in häuslichen Sanitärsystemen

• DIY digitale Wasserdurchflussmesser

• Arduino- und Mikrocontroller-basierte Projekte

• Intelligente Bewässerungs- und automatische Bewässerungssysteme

• Systeme zur Überwachung des Wasserverbrauchs und zur Wassereinsparung

• Industrielle Flüssigkeitsströmungsüberwachung (Niederdruckleitungen)

• Getränkeausgabe- und Verkaufsautomaten

• Überwachung und Steuerung der Pumpenleistung

• Automatische Wasserabsperr- und Leckerkennungssysteme

YF-S201 Sensor sicherer Betrieb

Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Wasserdurchflusssensors YF-S201 zu gewährleisten, ist eine ordnungsgemäße elektrische und mechanische Handhabung unerlässlich.Der Sensor sollte immer innerhalb seiner Nennspannung, typischerweise 5 V DC, mit Strom versorgt werden, um interne Schäden an der Hall-Effekt-Schaltung zu verhindern.Eine Umkehr der Strompolarität oder das Anlegen einer höheren Spannung kann den Sensor dauerhaft beschädigen und zu ungenauen Messwerten führen.

Auch die mechanische Installation spielt für den sicheren Betrieb eine entscheidende Rolle.Der Sensor muss in der richtigen Durchflussrichtung eingebaut werden, wie durch den Pfeil auf dem Gehäuse angegeben.Es sollte sicher montiert werden, um Vibrationen, Belastungen des Kunststoffgehäuses oder Belastungen der Verkabelung zu vermeiden.Übermäßige mechanische Kraft, zu festes Anziehen der Anschlüsse oder die Einwirkung plötzlicher Druckstöße können zu Rissen, Undichtigkeiten oder Sensorausfällen führen.

Der YF-S201 ist für sauberes Wasser und ähnliche niedrigviskose, nicht korrosive Flüssigkeiten konzipiert.Die Verwendung mit schmutzigem Wasser, schmutzhaltigen Flüssigkeiten oder ätzenden Chemikalien kann die interne Turbine blockieren, Dichtungen beschädigen und die Lebensdauer des Sensors verkürzen.Zum Schutz des Sensors bei Langzeitanwendungen empfiehlt sich ein einfacher Inline-Filter.

Während des Betriebs sollte die Signalleitung an einen stabilen, unterbrechungsfähigen Digitaleingang mit ordnungsgemäßer Erdung angeschlossen werden, um elektrisches Rauschen zu reduzieren.Regelmäßige Inspektionen und regelmäßige Kalibrierungen tragen dazu bei, die Messgenauigkeit aufrechtzuerhalten und einen langfristigen, sicheren Betrieb sowohl in Heimwerker- als auch in professionellen Systemen zu gewährleisten.

Mechanische Abmessungen des Sensors YF-S201

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile des YF-S201-Sensors

• Kostengünstiger und weit verbreiteter Wasserdurchflusssensor

• Einfache Dreileiterschnittstelle (VCC, GND, Signal)

• Einfache Integration mit Arduino und anderen Mikrocontrollern

• Durchfluss- und Gesamtvolumenmessung in Echtzeit

• Kompaktes und leichtes Design

• Geeignet für Anwendungen mit geringem bis mittlerem Wasserdurchfluss

• Geringer Stromverbrauch

Gute Wiederholgenauigkeit für grundlegende Überwachungsaufgaben

Einschränkungen des YF-S201-Sensors

• Begrenzte Genauigkeit im Vergleich zu Durchflussmessern in Industriequalität

• Erfordert eine Kalibrierung für präzise Messungen

• Genauigkeit wird durch Wasserdruck und Strömungsturbulenzen beeinflusst

• Nicht geeignet für Flüssigkeiten mit hoher Temperatur

• Nur für saubere, nicht korrosive Flüssigkeiten konzipiert

• Kunststoffgehäuse schränkt den Einsatz in rauen Industrieumgebungen ein

• Das Ausgangssignal kann durch elektrisches Rauschen beeinträchtigt werden

• Nicht ideal für sehr niedrige oder sehr hohe Durchflussbereiche

Fazit

Der Wasserdurchflusssensor YF-S201 bietet eine zuverlässige und kostengünstige Lösung zur Überwachung des Wasserdurchflusses und des Gesamtverbrauchs in Anwendungen mit geringem bis mittlerem Durchfluss.Sein Hall-Effekt-Sensormechanismus, der stabile digitale Impulsausgang und der große Betriebsspannungsbereich machen es für Heimwerkerprojekte, den Einsatz im Bildungsbereich und praktische Wasserüberwachungssysteme geeignet.Obwohl es im Vergleich zu Durchflussmessern in Industriequalität gewisse Einschränkungen in Bezug auf Genauigkeit und Umgebungstoleranz aufweist, können ordnungsgemäße Installation, Kalibrierung und sicherer Betrieb seine Leistung und Lebensdauer erheblich verbessern.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie viele Impulse pro Liter erzeugt der YF-S201?

Der YF-S201 erzeugt typischerweise etwa 450 Impulse pro Liter, dieser Wert kann jedoch je nach Hersteller leicht variieren und muss für genaue Ergebnisse kalibriert werden.

2. Wie lautet die genaue Formel zur Berechnung der Durchflussrate mit YF-S201?

Die Durchflussrate wird durch Zählen der Impulse pro Sekunde und Anwenden eines Kalibrierungsfaktors berechnet, der üblicherweise ausgedrückt wird als: Durchfluss (l/min) = Impulsfrequenz (Hz) ÷ Kalibrierungsfaktor.

3. Muss ich den YF-S201 für jedes Projekt kalibrieren?

Ja.Eine Kalibrierung wird empfohlen, da Rohrgröße, Wasserdruck und Sensortoleranzen die Genauigkeit beeinträchtigen können.

4. Sollte ich Interrupt oder Polling verwenden, um das YF-S201-Signal zu lesen?

Die Verwendung von Interrupts wird bevorzugt, da sie auch bei höheren Durchflussraten eine genaue Impulszählung gewährleisten.

5. Benötigt der YF-S201 einen Pull-up-Widerstand am Signalpin?

In den meisten Fällen ist kein externer Pull-up-Widerstand erforderlich, aber die Aktivierung des internen Pull-up des Mikrocontrollers kann die Signalstabilität verbessern.

6. Kann der YF-S201 mit großen Kabellängen arbeiten?

Lange Kabel können Rauschen verursachen;Die Verwendung abgeschirmter Kabel oder kurze Kabellängen verbessern die Signalzuverlässigkeit.

7. Beeinflusst die Rohrausrichtung die Genauigkeit des YF-S201?

Ja.Durch die Installation des Sensors mit geraden Rohrabschnitten vor und nach dem Sensor werden Turbulenzen reduziert und die Messkonsistenz verbessert.

8. Kann der YF-S201 einen sehr geringen Wasserdurchfluss genau messen?

Bei sehr niedrigen Durchflussraten nimmt die Genauigkeit ab, da sich die Turbine unterhalb des Mindestschwellenwerts möglicherweise nicht gleichmäßig dreht.