通過Arduino構(gòu)建一個簡單的雨量檢測系統(tǒng)

　　通過將Arduino 與雨量傳感器連接，可以輕松構(gòu)建一個簡單的雨量檢測系統(tǒng)。傳感器將檢測到任何落在其上的降雨，Arduino 板將感應(yīng)到它并可以執(zhí)行所需的操作。像這樣的系統(tǒng)可以用于許多不同的領(lǐng)域，例如農(nóng)業(yè)和汽車領(lǐng)域。降雨檢測可用于自動調(diào)節(jié)灌溉過程。此外，持續(xù)降雨數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民使用這個智能系統(tǒng)，僅在絕對需要時自動給作物澆水。類似地，在汽車領(lǐng)域，擋風玻璃刮水器可以通過使用雨水檢測系統(tǒng)實現(xiàn)全自動。和家庭自動化系統(tǒng)還可以使用雨水檢測自動關(guān)閉窗戶和調(diào)節(jié)室溫。在本教程中，我們將使用帶有蜂鳴器的 Arduino構(gòu)建一個基本的雨量傳感器。然后，您可以使用此設(shè)置在其上構(gòu)建您想要的任何東西。另外，請注意，雨量傳感器模塊根據(jù)用途也稱為雨滴傳感器或雨量計傳感器或雨水傳感器，但它們均指本項目中使用的同一傳感器，并且它們的工作原理相同。

　　所需材料

　　Arduino UNO

　　雨量傳感器

　　蜂鳴器

　　面包板

　　連接線

　　雨量傳感器

　　Raindrops 模塊由兩塊板組成，即雨板和控制板。

　　雨板模塊由兩條銅線組成，其設(shè)計方式是在干燥條件下為電源電壓提供高電阻，該模塊的輸出電壓為 5V。該模塊的電阻隨著電路板上濕度的增加而逐漸降低。隨著電阻的降低，其輸出電壓也會隨著模塊上的濕度而降低。雨板模塊由兩個用于連接控制板的引腳組成，如下圖所示。

　　控制板模塊控制靈敏度并將模擬輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。如果模擬值低于控制板的閾值，則輸出數(shù)字低，如果模擬值高于閾值，則輸出數(shù)字高。對于這種比較和轉(zhuǎn)換，使用了 LM393運算放大器比較器。運算放大器比較器是一個有趣的電路，可用于比較兩個不同的電壓值，我們已經(jīng)在該電路中使用了許多項目，如智能電子蠟燭、激光安全警報、線路跟隨機器人等等。

　　下圖所示的雨控模塊由 4 個用于連接 Arduino 的引腳組成，即 VCC、GND、D0、A0 和另外兩個用于連接雨板模塊的引腳。綜上所述，雨板模塊檢測雨水，控制板模塊用于控制靈敏度并將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

　　雨量傳感器的工作

　　雨量傳感器模塊的工作很容易理解。在陽光明媚的日子里，由于雨板模塊的干燥，它對電源電壓具有很高的抵抗力。該電壓在雨板模塊的輸出引腳上顯示為 5V。如果由 Arduino 的模擬引腳讀取，則該 5V 被讀取為 1023。下雨時，雨水會增加雨板上的濕度，進而導(dǎo)致供應(yīng)阻力減小。隨著電阻逐漸減小，輸出電壓開始下降。

　　當雨板完全濕透且其提供的電阻最小時，輸出電壓將盡可能低（約0）。如果由 Arduino 的模擬引腳讀取，則該 0V 被讀取為 0 值。如果雨板模塊部分潮濕，則該雨板模塊的輸出將與其提供的阻力有關(guān)。如果雨板模塊提供的電阻輸出為 3V，則讀取的模擬值將為 613。 找到 ADC 的公式可以由ADC = （模擬電壓值 X 1023）/5給出。通過使用此公式，您可以將任何模擬電壓轉(zhuǎn)換為 t Arduino 模擬讀取值。

　　電路原理圖

　　下面的電路圖顯示了雨滴傳感器與 Arduino 的電路連接。該設(shè)計是使用 proteus 完成的，物理模塊類似于電路圖中所示的模塊。

　　電路圖中顯示的雨量計模塊連接到控制板。控制板的 VCC 引腳連接到 5V 電源。接地引腳接地。如果需要，可以將 D0 引腳連接到 Arduino 的任何數(shù)字引腳，并且該引腳必須在程序中聲明為輸出引腳。我們使用 D0 引腳面臨的問題是我們無法獲得輸出電壓的準確值。如果輸出超過閾值電壓，則控制模塊可以感測輸出的變化。我們需要操作蜂鳴器，即使雨板模塊中的輸出電壓有相當大的變化。由于這些原因，A0 引腳連接到 Arduino 的模擬引腳，這使得監(jiān)控輸出變化變得容易。蜂鳴器，用作給用戶的信號，可以連接到 Arduino 的任何數(shù)字引腳。如果蜂鳴器需要5V以上的電壓，則嘗試連接繼電器電路或晶體管，然后將負載連接到它。

　　我們已經(jīng)介紹了關(guān)于雨量傳感器如何工作以及如何將雨量傳感器與 Arduino 接口的單獨文章，您可以查看更多詳細信息。

代碼說明

雨量傳感器的Arduino 代碼是使用 Arduino IDE 編寫的。該項目的完整代碼在頁面末尾給出。

?

#定義降雨量A0
#定義蜂鳴器 5
整數(shù)值；
詮釋集=10；

?

定義引腳 A0 為降雨，引腳 5 為蜂鳴器，并將變量“值”和“設(shè)置”聲明為整數(shù)并將其變量設(shè)置值設(shè)置為 10。該值可以根據(jù)所需的操作級別進行更改。如果您想讓蜂鳴器激活，即使在下雨的情況下也將其設(shè)置為最小值

?

無效設(shè)置（）{
  序列號.開始（9600）；
  pinMode（蜂鳴器，輸出）；
  pinMode（降雨，輸入）；
  }

?

初始化串口通訊，設(shè)置蜂鳴器。將雨量管腳設(shè)置為輸出管腳和輸入管腳。

?

無效循環(huán)（）{
 值 = 模擬讀取（降雨）；
 序列號.println(值);
值 = 地圖（值，0,1023,225,0）；

?

函數(shù)analogRead 讀取雨量傳感器的值。函數(shù)映射從輸出引腳映射雨量傳感器的值，并為變量分配一個值，范圍從 0 到 225。

?

如果（值>=設(shè)置）{
  Serial.println("檢測到雨");
  數(shù)字寫入（蜂鳴器，高）；

?

如果讀取的傳感器值大于設(shè)定值，則程序進入循環(huán)，在串行監(jiān)視器上打印消息并打開蜂鳴器

?

別的{
  數(shù)字寫入（蜂鳴器，低）；

?

　　數(shù)字寫入（蜂鳴器，低）；

　　只有當值小于設(shè)定值時，程序才進入else函數(shù)。此功能會在設(shè)定值高于傳感器值時關(guān)閉蜂鳴器，表示沒有下雨。

　　基于Arduino的雨水檢測系統(tǒng)的工作

　　該系統(tǒng)的工作方式是，當下雨時，雨水充當觸發(fā)器，打開蜂鳴器。在雨滴傳感器 Arduino 代碼中，我們定義引腳 5 和 A0 是蜂鳴器和降雨。通過這樣做，我們可以更改函數(shù)定義部分的引腳，而代碼的其余部分將保持不變。這將使程序員在編輯引腳時很容易。

　　在 void 循環(huán)中，analogRead命令從傳感器讀取值。在下一行，命令Serial.println（value）在串行監(jiān)視器上打印值。這將在調(diào)試時有所幫助。map 函數(shù)將傳入的值映射在 0 -225 之間。映射的函數(shù)格式是映射（值、最小值、最大值、最小值映射的值、最大值映射的值）。蜂鳴器將根據(jù)設(shè)定值和傳感器的輸出打開或關(guān)閉。該值在 if 函數(shù)中與設(shè)置值進行比較。如果該值大于設(shè)定值，則開啟蜂鳴器。如果該值小于設(shè)定值，蜂鳴器將關(guān)閉。

#define雨量A0

#define蜂鳴器5

int值；

詮釋集=10；

無效設(shè)置（）{

序列.開始（9600）；

pinMode（蜂鳴器，輸出）；

pinMode（降雨，輸入）；

}


無效循環(huán)（）{



值=模擬讀?。ń涤辏?；

Serial.println("LOL");


序列號.println(值);

值 = 地圖（值，0,1023,225,0）；

序列號.println(值);

if(value>=set){

Serial.println("檢測到雨");

數(shù)字寫入（蜂鳴器，高）；

}

其他 {

數(shù)字寫入（蜂鳴器，低）；

}

延遲（200）；

}
?