Để đo lượng mưa và đưa ra các số liệu thống kê thì thiết bị được sử dụng là cảm biến mưa. Vậy loại sensor này có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu trong nội dung bài viết dưới đây nhé.
Cảm biến mưa là gì?
Cảm biến mưa (Rain water sensor) là một thiết bị chuyên dụng có khả năng nhận biết được giọt nước, trời mưa, lượng mưa hoặc các môi trường có nước.
Cảm biến mưa hoạt động tương tự như một công tắc. Khi có hạt mưa rơi trên bề mặt của tấm cảm biến thì mô-đun cảm biến sẽ đọc dữ liệu từ tấm cảm biến để xử lý và chuyển nó thành đầu ra kỹ thuật số hoặc tín hiệu tương tự. Tín hiệu đầu ra được truyền về sử dụng để điều khiển một thiết bị nào đó như mái che, còi báo, hay điều khiển motor, … tùy theo mục đích của từng trường hợp.
Hiện nay, có nhiều loại cảm biến mưa được cung cấp trên thị trường nhưng đại đa số chỉ là bo mạch nhỏ Arduino. Bo mạch thường là dùng để phục vụ cho thí nghiệm, nghiên cứu khoa học và chưa ứng dụng nhiều trong thực tiễn.
Cảm biến mưa còn được gọi là cảm biến báo nước mưa, cảm biến trời mưa, bộ báo có nước mưa, bộ báo trời mưa,…
Cấu tạo của cảm biến mưa
Cảm biến mưa có cấu tạo gồm hai bộ phận chính đó là đệm cảm biến và mô-đun cảm biến. Khi nước mưa rơi trên bề mặt của tấm cảm biến thì module cảm biến sẽ đọc dữ liệu để xử lý và chuyển thành đầu ra dạng tín hiệu tương tự (Analog) hoặc kỹ thuật số (Digital). Đó là lý do mà đầu ra cảm biến báo mưa sẽ có dạng tín hiệu là tương tự (Analog-AO) và kỹ thuật số (Digital-DO).
Đối với mạch cảm biến báo mưa sẽ gồm 2 bộ phận chính đó là:
- Bộ phận cảm biến mưa được gắn ngoài trời để tiếp xúc với hạt nước mưa
- Bộ phận mạch lập trình và điều chỉnh độ nhạy cần được che chắn và đặt bên trong.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến mưa
Cảm biến mưa hoạt động dựa theo cách so sánh hiệu điện thế của mạch cảm biến nằm ngoài trời với một giá trị định trước. Giá trị định trước này thay đổi được thông qua 1 biến trở màu xanh. Từ kết quả so sánh thì bộ xử lý sẽ phát ra tín hiệu đóng hoặc ngắt rơ le qua chân DO.
Khi xuất hiện nước trên bề mặt cảm biến (trời mưa), độ dẫn điện của tấm bên ngoài sẽ tốt hơn khiến cho điện trở giảm xuống. Chân DO sẽ được kéo xuống thấp (0V), đèn LED màu đỏ sẽ được bật sáng lên.
Khi trời không mưa, độ dẫn điện của vật liệu sẽ kém khiến cho điện trở cao, chân DO của module cảm biến mưa được giữ ở mức cao (khoảng từ 5V-12V). Vì vậy, đầu ra của cảm biến mưa chủ yếu phụ thuộc vào điện trở. Bạn nên dùng các loại rơ le kích ở mức phù hợp với mục đích sử dụng để kích hoạt chức năng mong muốn.
Các thông số kỹ thuật của cảm biến mưa
Dưới đây là thông số kỹ thuật cơ bản của một cảm biến báo mưa:
- Điện áp sử dụng: 5V
- Đèn báo hiệu nguồn và đầu ra: Đèn led báo nguồn có xanh), đèn led cảnh báo mưa có màu đỏ. LED sáng lên khi không có mưa đầu ra cao. Khi có mưa, đầu ra thấp nên đèn LED tắt.
- Nguyên lý hoạt động: Nước rơi vào board sẽ tạo ra môi trường dẫn điện làm giảm điện trở.
- Tín hiệu đầu ra: Digital TTL (0VDC / 5VDC) và đầu ra Analog A0 trả giá trị điện áp tuyến tính theo lượng nước tiếp xúc với cảm biến.
- Độ nhạy có thể được điều chỉnh thông qua một chiết áp nên bạn có thể điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Ưu điểm cảm biến báo mưa
- Cảm biến siêu nhạy, đưa ra thông báo nhanh chóng khi phát hiện trời mưa.
- Dễ dàng đấu nối với các thiết bị điều khiển
- Chi phí mua cảm biến mưa không cao nhưng hiệu quả mang lại rất tốt.
- Tuổi thọ cao, lắp đặt ngoài trời không cần hộp che
- Tốn ít chi phí bảo hành, bảo dưỡng.
- Tính an toàn cao, an toàn với trẻ nhỏ và người già và dễ dàng lắp đặt ở vị trí phù hợp.
Ứng dụng của cảm biến mưa là gì?
Trong thực tế, cảm biến báo mưa được dùng như một thiết bị bảo quản nước. Nó có thể được kết nối với hệ thống tưới tiêu để tắt hệ thống trong trường hợp xuất hiện mưa.
Cảm biến mưa còn ứng dụng để làm thiết bị hỗ trợ tự động hóa trong kéo giá phơi quần áo, tự động đóng cửa khi trời mưa, …
Cảm biến này còn được ứng dụng để bảo vệ các bộ phận bên trong xe hơi chống lại lượng mưa, bật tắt tự động gạt nước kính chắn gió.
Cảm biến mưa còn ứng dụng trong các thiết bị vệ tinh thông tin liên lạc chuyên dụng để kích hoạt một máy thổi mưa khi mở cửa cấp liệu ở trên không, nhờ đó sẽ loại bỏ các giọt nước khỏi màng bọc mylar để giữ áp suất cũng như không khí khô trong ống dẫn sóng.
Trên đây là những thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của cảm biến mưa. Mong rằng bài viết sẽ giúp bạn biết thêm nhiều kiến thức hữu ích để phục vụ cho đời sống và học tập.
