ESP32 C3 Super Mini - Regensensor
Erfahren Sie, wie Sie einen ESP32 C3 Super Mini mit einem Regensensor verwenden, um Niederschlag zu erkennen und den Feuchtigkeitsgrad zu messen. Dieses einsteigerfreundliche Tutorial behandelt sowohl die digitale als auch die analoge Regenerkennung mit einfacher Verdrahtung und Codebeispielen.
In diesem Tutorial lernen Sie:
- Was ein Regensensor ist und wie er Niederschlag erkennt
- Wie Sie einen Regensensor mit dem ESP32 C3 Super Mini verdrahten
- Wie Sie den ESP32 C3 Super Mini programmieren, um Regen mit digitalen Signalen zu erkennen
- Wie Sie die Regenintensität mit analogen Messwerten bestimmen
- Wie Sie die korrosionsfreie Lebensdauer mit intelligenter Stromsteuerung verlängern
Nach Abschluss dieses Tutorials können Sie den Code anpassen, um Alarme, Motoren oder automatisierte Systeme zu aktivieren, wenn Regen erkannt wird.
Erforderliche Hardware
| 1 | × | ESP32 C3 Super Mini | |
| 1 | × | USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC) | |
| 1 | × | USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC) | |
| 1 | × | Regensensor | |
| 1 | × | Breadboard | |
| 1 | × | Verbindungskabel |
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Überblick über Rain Sensor
Ein Regensensor ist ein elektronisches Modul, das Niederschlag oder Schneemengen durch Feuchtigkeitserkennung auf einer Sensorplatte erkennt und misst.
Hauptmerkmale:
- Zwei Ausgabemodi: digital (Regen/kein Regen) und analog (Intensitätsstufe)
- Einstellbare Empfindlichkeit über ein eingebautes Potentiometer
- Funktioniert sowohl für die Regen- als auch für die Schneeerkennung
- Betriebsspannung: 3,3V bis 5V
- Schnelle Reaktionszeit für Echtzeit-Erkennung
- Ideal für Wetterstationen und automatisierte Systeme
Zwei Hauptkomponenten:
- Sensorplatte: Erfassungsfläche für den Außenbereich mit freiliegenden Kupferbahnen
- Elektronikmodul: Signalprozessor mit analogen und digitalen Ausgängen
Die Sensorplatte
Die Sensorplatte ist für die Platzierung im Freien vorgesehen, wo sie Regen oder Schnee ausgesetzt ist.
So funktioniert sie:
- Enthält freiliegende Kupferbahnen, die in zwei Gruppen aufgeteilt sind
- Versorgungsbahnen und Messbahnen bleiben im trockenen Zustand getrennt
- Wasser oder Schnee überbrückt die Bahnen und schließt den Stromkreis
- Jede Gruppe kann als Versorgungs- oder Messbahn dienen
- Eine größere Oberfläche sorgt für eine bessere Erkennungsgenauigkeit
Das Elektronikmodul
Das Elektronikmodul verarbeitet die Signale der Sensorplatte und wandelt sie in ESP32-kompatible Ausgänge um.
Pin-Konfiguration:
- VCC-Pin: Anschluss der Stromversorgung (3,3V bis 5V)
- GND-Pin: Masseanschluss (0V)
- DO-Pin: Digitaler Ausgang (HIGH bei Trockenheit, LOW bei Nässe)
- AO-Pin: Analoger Ausgang (variiert mit der Feuchtigkeitsintensität)
LED-Anzeigen:
- PWR-LED: Betriebsanzeige (leuchtet immer bei Stromversorgung)
- DO-LED: Regenerkennungsanzeige (leuchtet, wenn Regen erkannt wird)
Empfindlichkeitseinstellung:
- Ein eingebautes Potentiometer stellt die digitale Schwelle ein
- Im Uhrzeigersinn drehen, um die Empfindlichkeit zu erhöhen
- Gegen den Uhrzeigersinn drehen, um die Empfindlichkeit zu verringern
- Wirkt sich nur auf den DO-Pin aus, nicht auf die Messwerte des AO-Pins
So funktioniert es
Digitaler Ausgang (DO-Pin):
- Das Potentiometer legt die Schwelle für die Regenerkennung fest
- Wenn die Feuchtigkeit die Schwelle überschreitet: DO-Pin geht auf LOW, LED leuchtet
- Wenn die Feuchtigkeit unter der Schwelle liegt: DO-Pin bleibt HIGH, LED erlischt
- Ideal für einfache Projekte zur Erkennung von Regen/kein Regen
Analoger Ausgang (AO-Pin):
- Liefert kontinuierliche Messwerte des Feuchtigkeitsgrads
- Mehr Wasser auf der Platte = niedrigerer AO-Wert
- Weniger Wasser auf der Platte = höherer AO-Wert
- Unabhängig von den Einstellungen des Potentiometers
- Am besten geeignet, um die Niederschlagsintensität zu messen
Wichtiger Hinweis: Wenn Sie den Sensor über einen ESP32-GPIO-Pin versorgen (statt mit konstanten 5V/3,3V), verlängert sich die Lebensdauer des Sensors erheblich, da die elektrochemische Korrosion zwischen den Messungen reduziert wird.
Verdrahtungsdiagramm
Das Regensensor-Modul bietet flexible Verdrahtungsmöglichkeiten, je nachdem, ob Sie eine digitale Erkennung, eine analoge Messung oder beides benötigen.
Bewährte Vorgehensweise für den Stromanschluss:
- Verbinden Sie VCC mit einem ESP32-GPIO-Pin (nicht direkt mit 5V/3,3V)
- Versorgen Sie den Sensor nur während der Messungen mit Strom
- Dies minimiert die elektrochemische Korrosion und verlängert die Lebensdauer des Sensors
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| Regensensor-Pin | ESP32 C3 Super Mini Pin |
|---|---|
| VCC | GPIO2 |
| GND | GND |
| DO | GPIO6 |
| AO | A5 (GPIO5 / ADC1_CH5) |
ESP32 C3 Super Mini Code - Wert vom DO-Pin lesen
Dieser Code zeigt, wie Sie Regen mit dem digitalen Ausgang des Regensensors erkennen.
Was der Code macht:
- Versorgt den Regensensor nur während der Messung über GPIO2 mit Strom
- Liest das digitale Signal vom DO-Pin, um Regen zu erkennen
- Zeigt den Status der Regenerkennung im seriellen Monitor an
- Minimiert die Sensorkorrosion durch intelligente Stromsteuerung
- Liefert Echtzeit-Meldungen zu Regen/kein Regen
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Mini? Absolvieren Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Code übernehmen: Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn in der Arduino IDE
- Board auswählen: Wählen Sie ESP32 C3 Super Mini im Board-Menü
- ESP32 anschließen: Verbinden Sie Ihren ESP32 C3 Super Mini über ein USB-C-Kabel
- Hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Upload, um den Code auf den ESP32 zu übertragen
- Sensor testen: Tropfen Sie Wasser auf die Platte des Regensensors
- Seriellen Monitor öffnen: Stellen Sie die Baudrate auf 115200 ein, um die Ergebnisse zu sehen
- Empfindlichkeit einstellen: Drehen Sie bei Bedarf das Potentiometer, um die Erkennung fein abzustimmen
- Profi-Tipp: Testen Sie die Empfindlichkeitseinstellung mit unterschiedlichen Wassermengen, um die perfekte Schwelle für Ihre Anwendung zu finden
Wenn die DO-LED unabhängig vom Vorhandensein von Wasser ständig an oder aus bleibt, drehen Sie das Potentiometer im oder gegen den Uhrzeigersinn, um die Empfindlichkeitsschwelle für Ihre Umgebung zu kalibrieren.
ESP32 C3 Super Mini Code - Wert vom AO-Pin lesen
Dieser Code zeigt, wie Sie die Regenintensität mit dem analogen Ausgang des Regensensors messen.
Was der Code macht:
- Versorgt den Sensor nur während der Messungen über GPIO2 mit Strom
- Liest analoge Werte vom AO-Pin, um den Feuchtigkeitsgrad zu messen
- Zeigt die Regenintensität als Zahl im seriellen Monitor an
- Niedrigere Werte bedeuten mehr Wasser auf der Sensorplatte
- Höhere Werte bedeuten trockenere Bedingungen
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Mini? Absolvieren Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Code übernehmen: Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn in der Arduino IDE
- Board auswählen: Wählen Sie ESP32 C3 Super Mini im Board-Menü
- ESP32 anschließen: Verbinden Sie Ihren ESP32 C3 Super Mini über ein USB-C-Kabel
- Hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Upload, um den Code auf den ESP32 zu übertragen
- Mit Wasser testen: Geben Sie nach und nach Wassertropfen auf die Sensorplatte
- Seriellen Monitor öffnen: Stellen Sie die Baudrate auf 115200 ein, um die analogen Messwerte zu sehen
- Änderungen beobachten: Beobachten Sie, wie die Werte sinken, wenn die Feuchtigkeit zunimmt
- Profi-Tipp: Notieren Sie die Trocken- und Nasswerte Ihres Sensors, um eigene Bereiche für die Regenintensität festzulegen (leichter Regen, mäßiger Regen, starker Regen)
※ Notiz:
Dieses Tutorial verwendet die Funktion analogRead(), um Werte von einem ADC (Analog-Digital-Wandler) zu lesen, der mit einem Sensor oder Bauteil verbunden ist. Der ADC des ESP32 C3 Super Mini eignet sich für Projekte, die keine hohe Genauigkeit erfordern. Für Projekte mit präzisen Messungen sollten Sie jedoch Folgendes beachten:
- Der ADC des ESP32 C3 Super Mini ist nicht vollkommen genau und muss für korrekte Ergebnisse eventuell kalibriert werden. Jedes ESP32 C3 Super Mini Board kann leicht abweichen, daher ist eine Kalibrierung für jedes einzelne Board notwendig.
- Die Kalibrierung kann schwierig sein, besonders für Anfänger, und liefert nicht immer genau die gewünschten Ergebnisse.
Für Projekte mit hoher Präzision sollten Sie einen externen ADC (z. B. ADS1115) mit dem ESP32 C3 Super Mini verwenden oder einen anderen Arduino wie den Arduino Uno R4 WiFi einsetzen, der einen zuverlässigeren ADC besitzt. Wenn Sie den ADC des ESP32 C3 Super Mini dennoch kalibrieren möchten, lesen Sie den ESP32 ADC Calibration Driver.
Anwendungs- und Projektideen
Hier sind praktische Möglichkeiten, Ihren ESP32 C3 Super Mini Regensensor in realen Projekten einzusetzen:
- Smart-Home-Automatisierung: Fenster und Dachfenster automatisch schließen, wenn Regen erkannt wird
- Gartenbewässerungssystem: Automatische Sprinkler bei Regen abschalten, um Wasser zu sparen
- Wetterstation: Ein komplettes Wetterüberwachungssystem mit Aufzeichnung der Niederschlagsdaten bauen
- Auto-Warnsystem: Sie per Smartphone benachrichtigen, wenn es zu regnen beginnt und die Autofenster offen sind
- Wäschetrocknungs-Monitor: Warnen, wenn die Wäsche im Freien hereingeholt werden muss
- Gewächshaus-Steuerung: Belüftung und Bewässerung abhängig von der Regenerkennung anpassen
- Intelligente Regenschirm-Erinnerung: Erinnerungen senden, einen Regenschirm mitzunehmen, wenn Regen erkannt wird
Video Tutorial
Sehen Sie sich das folgende Video an, um eine visuelle Schritt-für-Schritt-Anleitung zu diesem ESP32 C3 Super Mini Regensensor-Projekt zu erhalten.
Fordern Sie sich selbst heraus
Bringen Sie Ihre Fähigkeiten mit dem ESP32 C3 Super Mini Regensensor mit diesen Herausforderungen auf die nächste Stufe:
- Einfach: Fügen Sie eine LED hinzu, die bei erkanntem Regen über den digitalen Ausgang aufleuchtet
- Einfach: Erstellen Sie mithilfe analoger Schwellwerte unterschiedliche Warnmeldungen für leichten und starken Regen
- Mittel: Speichern Sie Niederschlagsdaten mit Zeitstempeln auf einer SD-Karte, um das Wetter langfristig aufzuzeichnen
- Mittel: Senden Sie per WLAN-Verbindung E-Mails oder Push-Benachrichtigungen, wenn Regen erkannt wird
- Fortgeschritten: Bauen Sie eine komplette Wetterstation, die den Regensensor mit Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren kombiniert
- Fortgeschritten: Erstellen Sie ein Vorhersagesystem, das Niederschlagsmuster verfolgt und mit maschinellem Lernen Prognosen erstellt