物联网AI MicroPython传感器学习 之 雨滴感应传感器

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一、产品简介

雨滴传感器主要用于检测是否下雨及雨量的大小，并广泛应用于汽车自动刮水系统、智能灯光系统和智能天窗系统等。该雨滴传感器可用于各种天气状况的监测，并转成数字信号DO和模拟信号AO输出。

引脚定义

• VCC：3V3～5V
• GND：电源地
• DO：TTL开关信号输出
• AO：模拟信号输出

二、技术参数

• 传感器面积5.0x4.0CM，表面采用镀镍处理，具有较好的抗氧化、导电性、耐用性；
• 采用LM393比较器输出，信号无噪音，波形好，驱动能力强，大于15mA；
• 配合电位器可调节灵敏度；
• 工作电压：3.3V - 5V
• 输出形式：数字开关量输出（0和1），模拟量AO电压输出；
• PCB尺寸：3.2CM x 1.4CM

三、软件接口

Raindrops(gpioObj) - 创建 Raindrops 驱动对象

• 函数原型：

drv = Raindrops(gpioObj)

• 参数说明：
  参数类型必选参数？说明gpioObjGPIO是输入IN,传入GPIO对象

• 返回值： Raindrops 对象成功，返回 Raindrops 对象；Raindrops 对象创建失败，抛出 Exception

• 示例代码：

from machine import Pin
import raindrops

# 初始化 GPIO
gpioObj = Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
drv = raindrops.Raindrops(gpioObj)print("raindrops inited!")

• 输出：

raindrops inited!

raindropDetect() - 检测当前是否有雨滴

• 函数功能： 通过 GPIO 读取数字开关量，无雨滴为高电平 1，有雨滴时为低电平 0
• 函数原型：

drv.raindropDetect()

• 参数说明： 无
• 返回值 开关量（数据类型：整型）
• 示例：

from machine import Pin
import raindrops

# 初始化 GPIO
gpioObj = Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
drv = raindrops.Raindrops(gpioObj)print("raindrops inited!")
detected = drv.raindropDetect()if detected ==0:print("raindrop is detected")else:print('no raindrop detected')

• 输出：

raindrop is detected

四、接口案例

在传感器表面有雨滴时，会获得开关量值，移除表面雨滴时，开关量消失。

• 示例代码：

# Python代码from machine import Pin
import raindrops
import utime   # 延时函数在utime库中if __name__ =='__main__':# 初始化 GPIO
    gpioObj = Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
    drv = raindrops.Raindrops(gpioObj)print("raindrops inited!")whileTrue:# 无限循环
        detected = drv.raindropDetect()# 周期性检查噪音值if detected ==0:print("raindrop is detected")else:print('no raindrop detected')
        utime.sleep_ms(300)

• 输出：

...
no raindrop detected
no raindrop detected
raindrop is detected
raindrop is detected
...

五、通信协议

主控芯片与雨滴感应传感器之间使用 GPIO 通讯，雨滴传感器通过 LM393 比较器对模拟信号电压进行比较，当达到阈值则输出对应开关量。
使用时感应板上没有水滴时，DO 输出高电平，感应板上滴上雨滴时，DO 输出低电平。擦掉干硬盘雨滴时，DO又恢复到高电平状态。DO TTL 数字开关量可以方便检测是否有雨状态。

六、工作原理

如下是原理图，雨滴感应板输出电压到 LM393 的 INA+ 口（U1），INA- 口接电位器，因此感应板与 R1 电阻产生分压电路输出一路电压到 INA+，二电位器产生参考电压到 INA-。
LM393 的原理是：

• 当电压输入 INA- 大于 INA+ 时输出 OUTA 与地接通（低电平）
• 当电压输入 INA- 小于 INA+ 时输出 OUTA 开路（上拉电阻高电平）

因为 OUT 引脚有一颗 R5（10K）上拉电阻，因此在开路的情况下为高电平，与地接通时时为低电平。
我们以 VCC 为 3.3V为例，当感应板无雨滴时，INA+为3.3V，INA-通过电位器输出电压假设为2V，那么 INA- < INA+，OUTA 为开路，输出高电平 1，反之输出低电平。

参考文献及购买链接

[1] LM393 DataSheet
[2] 雨滴传感器购买链接