【CW32模塊使用】雨滴傳感器

雨滴傳感器主要是用來檢測是否下雨及雨量的大小。主要用于汽車智能燈光（AFS）系統(tǒng)、汽車自動雨刷系統(tǒng)、智能車窗系統(tǒng)。

該雨滴傳感器基本上是一塊板，上面以線形形式涂覆鎳。雨滴傳感器常見的工作原理是通過檢測水滴的導(dǎo)電性來判斷是否下雨。它是利用兩個電極之間的電導(dǎo)性變化來測量水滴的存在。這兩個電極之間會有一個空氣間隙，正常狀態(tài)下是斷路狀態(tài)。當(dāng)水滴接觸到電極上時，水滴的導(dǎo)電性會導(dǎo)致電流通過水滴形成電流回路，從而改變電極之間的電阻值。也就改變了其兩端的壓降。

01模塊來源

資料下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/10bjbsmcOh2N7YGDS3PquPw

提取碼：psfm

02 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3.3V-5V

探測距離：1米

輸出方式: DO接口為數(shù)字量輸出 AO接口為模擬量輸出

讀取方式：ADC與數(shù)字量（0和1）

管腳數(shù)量：4 Pin（2.54mm間距排針）

以上信息見廠家資料文件

03移植過程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【判斷當(dāng)前雨水采集板上是否有水的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊應(yīng)如何實現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

該模塊基于LM393運算放大器。它包括電子模塊和“收集”雨滴的印刷電路板。當(dāng)雨滴積聚在電路板上時，它們會形成并聯(lián)電阻路徑，該路徑可通過運算放大器進行測量。

控制板上有兩個指示燈，電源指示燈PWR-LED和輸出信號指示燈DO-LED。電源指示燈在通電后常亮，沒有雨的時候出信號指示燈不亮；雨滴上去，候出信號指示燈亮。雨滴板和控制板是分開的，方便將線引出，大面積的雨滴板，更有利于檢測到雨水。

控制板上有兩個輸出，數(shù)字輸出DO，模擬輸出AO。接上5V電源電源燈亮，感應(yīng)板上沒有水滴時，DO輸出為高電平，滴上一滴水，DO輸出為低電平，刷掉上面的水滴，又恢復(fù)到輸出高電平狀態(tài)，靈敏度可以通過藍(lán)色的可變電阻調(diào)節(jié)。

AO模擬輸出，連接到單片機的的模擬輸入口，通過比對模擬值轉(zhuǎn)化為的數(shù)字值大小，可以檢測滴在上面的雨量大小，雨水越大，電阻值越小，模擬值轉(zhuǎn)化為的數(shù)字值越大。不同的值對應(yīng)是降雨量的多少毫米，則需要實體測量，雨滴板的放置方式不同結(jié)果都不同，這里不作研究。

其對應(yīng)的原理圖，AO輸出為雨滴傳感器直接輸出的電壓，所以為模擬量；DO為經(jīng)過LM393進行電壓比較后，輸出高低電平，所以為數(shù)字量。具體原理見光敏電阻光照傳感器章節(jié)的資料。

傳感器原理圖

因此DO引腳可以配置為GPIO的輸入模式，AO引腳需要配置為ADC模擬輸入模式。

3.2引腳選擇

想要使用ADC，需要確定使用的引腳是否有ADC外設(shè)功能。可以通過手冊進行查看。在用戶手冊439頁。

這里選擇使用PA5的附加ADC功能。

有ADC功能的引腳

模塊接線圖

3.3查移植至工程

模塊工程參考入門手冊工程模板

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_raindrop.c與bsp_raindrop.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_raindrop.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_raindrop.h"
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：raindrop_gpio_config * 函 數(shù) 說 明：初始化雨滴傳感器引腳 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void raindrop_gpio_config(void){    GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體
    RCC_RAINDROP_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時鐘    RCC_RAINDROP_ADC_ENABLE();         // 使能ADC時鐘
    GPIO_InitStruct.Pins = BSP_RAINDROP_GPIO_PIN_DO;      // GPIO引腳    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;               // 輸入模式    GPIO_Init(BSP_RAINDROP_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);  // 初始化
    ANALOG_GPIO_ENABLE();                // PA05設(shè)定為模擬輸入
    /* ADC配置 */    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC單通道轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體
    // 配置ADC初始化結(jié)構(gòu)體    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //單通道單次轉(zhuǎn)換模式    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 時鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個ADC時鐘周期    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA參考電壓    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //關(guān)閉跟隨器    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //關(guān)閉內(nèi)置溫度傳感器    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不觸發(fā)DMA    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果右對齊    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //轉(zhuǎn)換結(jié)果累加不使能
    //ADC模擬看門狗通道初始化    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
    //配置單通道轉(zhuǎn)換模式    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 單通道ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果溢出保存    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = BSP_RAINDROP_ADC_CHANNEL; // 選擇ADC轉(zhuǎn)換通道，AIN5:PA05    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置
    ADC_Enable(); //ADC使能
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動ADC轉(zhuǎn)換}

/********************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：ADC_GET * 函 數(shù) 功 能：讀取一次ADC值 * 傳 入 參 數(shù)：無 * 函 數(shù) 返 回：測量到的值 * 作       者：LCKFB * 備       注：**********************************************************/uint32_t ADC_GET(void){    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動ADC轉(zhuǎn)換
    uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數(shù)據(jù)
    return adcValue;}/********************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：get_adc_value * 函 數(shù) 功 能：讀取ADC值 * 傳 入 參 數(shù)： * 函 數(shù) 返 回：測量到的值 * 作       者：LC * 備       注：無**********************************************************/unsigned int get_adc_value(void){    return ADC_GET();}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：get_raindrop_percentage_value * 函 數(shù) 說 明：讀取雨滴AO值，并且返回百分比 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：返回百分比 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/unsigned int get_raindrop_percentage_value(void){    int adc_max = 4095;    uint32_t adc_new = 0;    int Percentage_value = 0;    int i = 0;        int count = 3;
        for( i = 0; i < count; i++)        {                adc_new += get_adc_value();                delay_1ms(100);        }
        adc_new = adc_new /  count;        delay_1ms(100);

    Percentage_value = ( 1.0f - ( (float)adc_new / (float)adc_max ) ) * 100;    return Percentage_value;}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：get_raindrop_do_value * 函 數(shù) 說 明：讀取雨滴DO值，返回0或者1 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回： * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/unsigned char get_raindrop_do_value(void){    return GPIO_ReadPin(BSP_RAINDROP_GPIO_PORT, BSP_RAINDROP_GPIO_PIN_DO);}

在文件bsp_raindrop.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#ifndef _BSP_RAINDROP_H__#define _BSP_RAINDROP_H__
#include "board.h"
#define RCC_RAINDROP_GPIO_ENABLE()     __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()#define RCC_RAINDROP_ADC_ENABLE()      __RCC_ADC_CLK_ENABLE()
#define BSP_RAINDROP_GPIO_PORT         CW_GPIOA
#define BSP_RAINDROP_GPIO_PIN_AO       GPIO_PIN_5#define BSP_RAINDROP_GPIO_PIN_DO       GPIO_PIN_6
#define ANALOG_GPIO_ENABLE()           PA05_ANALOG_ENABLE()
#define BSP_RAINDROP_ADC_CHANNEL       ADC_ExInputCH5
 //采樣次數(shù)#define SAMPLES         30
void raindrop_gpio_config(void);unsigned int get_raindrop_percentage_value(void);#endif

?04移植驗證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_raindrop.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 開發(fā)板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    //ADC接口初始化    raindrop_gpio_config();
    while(1)    {        printf("雨水百分比 = %d%%rn", get_raindrop_percentage_value() );        delay_ms(500);    }}

上電現(xiàn)象：輸出檢測雨滴大小程度的百分比。

可以調(diào)節(jié)電阻來控制靈敏度

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/13_dHMHkiy7zD-ZlScbpZiw?pwd=LCKF

提取碼：LCKF