基于CW32模塊的雨滴傳感器設計
以下文章來源于CW32生態社區，作者CW32
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、汽車自動雨刷系統、智能車窗系統。
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電性來判斷是否下雨。它是利用兩個電極之間的電導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，正常狀態下是斷路狀態。當水滴接觸到電極上時，水滴的導電性會導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
模塊實物展示：
工作電壓：3.3V-5V
探測距離：1米
讀取方式：ADC與數字量（0和1）
以上信息見廠家資料文件
03移植過程
我們的目標是將例程移植至CW32F030C8T6開發板上【判斷當前雨水采集板上是否有水的功能】。首先要獲取資料，查看數據手冊應如何實現讀取數據，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。當雨滴積聚在電路板上時，它們會形成并聯電阻路徑，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，數字輸出DO，模擬輸出AO。接上5V電源電源燈亮，感應板上沒有水滴時，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，又恢復到輸出高電平狀態，靈敏度可以通過藍色的可變電阻調節。
??AO模擬輸出，連接到單片機的的模擬輸入口，通過比對模擬值轉化為的數字值大小，可以檢測滴在上面的雨量大小，雨水越大，電阻值越小，模擬值轉化為的數字值越大。不同的值對應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果都不同，這里不作研究。
??其對應的原理圖，AO輸出為雨滴傳感器直接輸出的電壓，所以為模擬量；DO為經過LM393進行電壓比較后，輸出高低電平，所以為數字量。具體原理見光敏電阻光照傳感器章節的資料。
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外設功能?？梢酝ㄟ^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 名 稱：raindrop_gpio_config * 函 數 說 明：初始化雨滴傳感器引腳 * 函 數 形 參：無 * 函 數 返 回：無 * 作 者：LC * 備 注：無 ******************************************************************/ void raindrop_gpio_config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結構體 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設定為模擬輸入 /* ADC配置 */ ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; // ADC初始化結構體 ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure; // ADC看門狗結構體 ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure; // ADC單通道轉換結構體 // 配置ADC初始化結構體 ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode; //單通道單次轉換模式 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; //關閉跟隨器 ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable; //關閉內置溫度傳感器 ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable; //不觸發DMA ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight; //ADC轉換結果右對齊 ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable; //轉換結果累加不使能 //ADC模擬看門狗通道初始化 ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure); //配置單通道轉換模式 ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull; // 單通道ADC轉換結果溢出保存 ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = BSP_RAINDROP_ADC_CHANNEL; // 選擇ADC轉換通道，AIN5:PA05 ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure; // ADC初始化結構體 ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure; // ADC看門狗結構體 ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure); // 初始化配置 ADC_Enable(); //ADC使能 ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE); //啟動ADC轉換 } /********************************************************** * 函 數 名 稱：ADC_GET * 函 數 功 能：讀取一次ADC值 * 傳 入 參 數：無 * 函 數 返 回：測量到的值 * 作 者：LCKFB * 備 注： **********************************************************/ uint32_t ADC_GET(void) { ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE); //啟動ADC轉換 uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數據 return adcValue; } /********************************************************** * 函 數 名 稱：get_adc_value * 函 數 功 能：讀取ADC值 * 傳 入 參 數： * 函 數 返 回：測量到的值 * 作 者：LC * 備 注：無 **********************************************************/ unsigned int get_adc_value(void) { return ADC_GET(); } /****************************************************************** * 函 數 名 稱：get_raindrop_percentage_value * 函 數 說 明：讀取雨滴AO值，并且返回百分比 * 函 數 形 參：無 * 函 數 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 名 稱：get_raindrop_do_value * 函 數 說 明：讀取雨滴DO值，返回0或者1 * 函 數 形 參：無 * 函 數 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 #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%% ", get_raindrop_percentage_value() ); delay_ms(500); } }
上電現象：輸出檢測雨滴大小程度的百分比。
可以調節電阻來控制靈敏度
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原文標題：【CW32模塊使用】雨滴傳感器
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