ESP32 - Regen-Sensor
Der Regensensor ist in der Lage, das Niveau von Regen bzw. Schnee zu erkennen und zu messen. Der Regensensor liefert zwei Ausgänge: einen digitalen Ausgang (LOW/HIGH) und einen analogen Ausgang.
In diesem Tutorial werden wir lernen, wie man einen ESP32 und einen Regensensor verwendet, um Regen zu erkennen und zu messen. Genauer gesagt werden wir Folgendes behandeln:
- Wie man den Regen-Sensor mit einem ESP32 verbindet.
- Wie man den ESP32 programmiert, den Regen zu erkennen, indem man das digitale Signal vom Regen-Sensor ausliest.
- Wie man den ESP32 programmiert, den Regenstand zu messen, indem man das analoge Signal vom Regen-Sensor ausliest.
Anschließend können Sie den Code so ändern, dass ein Motor oder eine Warnung aktiviert wird, wenn Regen oder Schnee erkannt wird.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Über Regensensor
Der Regensensor kann verwendet werden, um das Vorhandensein von Regen zu erkennen oder den durch den Regen verursachten Wasserstand zu messen. Der Regensensor bietet zwei Ausgabemöglichkeiten über einen digitalen Ausgangspin und einen analogen Ausgangspin.
Der Regensensor besteht aus zwei Teilen:
- Die Sensorauflage
- Das elektronische Modul
Das Sensor-Pad
Die Sensorplatte wird außen platziert und kann Regen oder Schnee ausgesetzt sein (z. B. auf dem Dach). Die Sensorplatte verfügt über eine Reihe freiliegender Kupferbahnen, die in zwei Gruppen unterteilt sind: Leistungsbahnen und Messspuren. Diese Leistungsbahnen und Messspuren sind nicht verbunden, es sei denn, sie werden durch Wasser oder Schnee überbrückt. Es gibt keinen Unterschied zwischen der Leistungsbahn und der Messspur. Sie können eine als Leistungsbahn wählen und die andere wird zur Messspur.
Das elektronische Modul
Das elektronische Modul des Regensensors wandelt das Signal vom Sensorpad in einen analogen oder digitalen Wert um, der vom ESP32 gelesen werden kann. Es umfasst vier Pins:
- VCC-Pin: Es muss mit VCC verbunden werden (3,3 V bis 5 V).
- GND-Pin: Es muss mit GND verbunden werden (0 V).
- DO-Pin: Es ist ein digitaler Ausgangspin. Es ist HIGH, wenn kein Regen erkannt wird und LOW, wenn Regen erkannt wird. Der Schwellwert für die Regen-Erkennung kann mithilfe eines eingebauten Potentiometers angepasst werden.
- AO-Pin: Es ist ein analoger Ausgangspin. Der Ausgangswert sinkt, wenn mehr Wasser im Sensorpad vorhanden ist, und steigt, wenn weniger Wasser im Sensorpad vorhanden ist.
Außerdem verfügt es über zwei LED-Anzeigen:
- Ein PWR-LED-Indikator für die Stromversorgung.
- Ein DO-LED-Indikator für den Regenstatus am DO-Pin: Er leuchtet, wenn Regen vorhanden ist.
Wie es funktioniert
Für den DO-Pin:
- Das Modul verfügt über ein integriertes Potentiometer zur Einstellung des Schwellenwerts (Empfindlichkeit).
- Wenn die Intensität den Schwellenwert überschreitet, wird der Regen erkannt, der Ausgangspin des Sensors ist LOW, und die DO-LED ist eingeschaltet.
- Wenn die Intensität unter dem Schwellenwert liegt, wird der Regen NICHT erkannt, der Ausgangspin des Sensors ist HIGH, und die DO-LED ist ausgeschaltet.
Für den AO-Pin:
- Je mehr Wasser im Sensorpad vorhanden ist, desto niedriger ist der am AO-Pin abgelesene Wert.
- Je weniger Wasser im Sensorpad vorhanden ist, desto höher ist der am AO-Pin abgelesene Wert.
Beachten Sie, dass das Potentiometer den Wert am AO-Pin nicht beeinflusst.
Verdrahtungsdiagramm
Wie oben erwähnt, sollte der VCC-Pin des Sensors mit 3,3 V oder 5 V verbunden werden. Wenn wir diesen Pin direkt mit dem 3,3-V- oder 5-V-Pin des ESP32 verbinden, verkürzt sich die Lebensdauer des Sensors aufgrund elektrochemischer Korrosion. Der beste Weg ist es, den VCC-Pin des Regen-Sensors an einen Ausgangspin des ESP32 anzuschließen. Wir können diesen Pin so programmieren, dass der Regen-Sensor nur beim Auslesen mit Strom versorgt wird. Dies kann den Einfluss der elektrochemischen Korrosion minimieren.
Da das Regen-Sensor-Modul zwei Ausgänge hat, können Sie je nach Bedarf entscheiden, ob Sie einen oder beide davon verwenden möchten.
- Wie man ESP32 und Regensensor mit Steckbrett verbindet
Das Regensensor-Modul bietet zwei Ausgänge. Sie können je nach Bedarf entweder einen der beiden Ausgänge oder beide verwenden.
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Wenn Sie nicht wissen, wie Sie ESP32 und andere Komponenten mit Strom versorgen, finden Sie Anleitungen im folgenden Tutorial: Wie man ESP32 mit Strom versorgt.
- Wie man ESP32 und Regen-Sensor mit dem Schraubklemmen-Breakout-Board verbindet screw terminal block breakout board
ESP32-Code - Wert vom DO-Pin auslesen
Schnelle Schritte
- Falls dies das erste Mal ist, dass Sie ESP32 verwenden, sehen Sie sich wie man die Umgebung für ESP32 in der Arduino IDE einrichtet an.
- Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn in der Arduino IDE.
- Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Upload-Schaltfläche, um den Code auf den ESP32 hochzuladen.
- Gießen Sie etwas Wasser auf den Regensensor.
- Sehen Sie das Ergebnis im Serial Monitor.
Bitte beachten Sie, dass Sie das Potentiometer einstellen können, um die Empfindlichkeit des Sensors fein abzustimmen, falls Ihnen auffällt, dass der LED-Status dauerhaft eingeschaltet bleibt oder ausgeschaltet bleibt, auch wenn der Sensor dem Regen ausgesetzt ist.
ESP32-Code - Wert vom AO-Pin auslesen
Schnelle Schritte
- Kopiere den obigen Code und öffne ihn mit der Arduino IDE
- Klicke auf die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino IDE, um den Code auf den ESP32 hochzuladen
- Gieße etwas Wasser auf den Regen-Sensor
- Sieh dir das Ergebnis im Seriellen Monitor an
※ Notiz:
Diese Anleitung verwendet die analogRead()-Funktion, um Werte von einem ADC (Analog-zu-Digital-Wandler) zu lesen, der an einen Regensensor angeschlossen ist. Der ESP32-ADC ist gut geeignet für Projekte, die keine hohe Genauigkeit benötigen. Für Projekte, die präzise Messungen benötigen, beachten Sie bitte:
- Der ESP32-ADC ist nicht völlig genau und könnte eine Kalibrierung für korrekte Ergebnisse benötigen. Jede ESP32-Platine kann etwas unterschiedlich sein, daher müssen Sie den ADC für jedes einzelne Board kalibrieren.
- Die Kalibrierung kann schwierig sein, insbesondere für Anfänger, und liefert möglicherweise nicht immer die gewünschten exakten Ergebnisse.
Für Projekte, die eine hohe Präzision benötigen, ziehen Sie in Erwägung, einen externen ADC (z. B. ADS1115) mit dem ESP32 zu verwenden oder einen Arduino zu verwenden, der einen zuverlässigeren ADC hat. Wenn Sie den ESP32-ADC dennoch kalibrieren möchten, lesen Sie die ESP32 ADC Calibration Driver
Video Tutorial
Wir erwägen die Erstellung von Video-Tutorials. Wenn Sie Video-Tutorials für wichtig halten, abonnieren Sie bitte unseren YouTube-Kanal , um uns zu motivieren, die Videos zu erstellen.