制作雨水传感器

常见问答 | 2025-10-14 09:50:46 | 阅读数（3498）

自制雨水传感器：低成本实现智能环境监测

雨水传感器在智能家居、农业灌溉、气象监测等领域发挥着重要作用。本文提供一套完整的低成本雨水传感器制作方案，结合基础电子元件与开源硬件平台，帮助掌握从原理设计到实际应用的全流程技术。

一、核心元件选型与工作原理

雨水传感器的核心功能在于检测液体接触引发的电信号变化。其导电性能稳定且成本低廉。当水滴接触铜箔表面时，会改变电极间的电阻值，通过电压比较器LM393将模拟信号转换为数字信号输出。

配套控制模块选用Arduino UNO开发板，该平台具备10位模数转换器（ADC），可精确检测0-5V电压变化。系统供电采用9V层叠电池配合AMS1117稳压模块，确保5V稳定电压输出。数据显示模块选用1602 LCD屏，实时显示湿度百分比与触发状态。

二、电路设计与制作流程

材料清单：

制作雨水传感器

双面覆铜板（5×5cm）

LM393比较器模块

Arduino UNO R3开发板

10kΩ可调电阻

3mm红色LED指示灯

1N4007整流二极管

蜂鸣器模块（5V有源型）

制作步骤：

感应电极制作

使用雕刻刀在覆铜板刻蚀出间距2mm的平行梳状电极，电极宽度保持1mm以增强灵敏度。用无水乙醇清洁表面氧化物后，涂覆透明环氧树脂作为防水层，注意保留电极接触区域。

信号处理电路搭建

将电极输出端接入LM393的同相输入端，反相输入端连接可调电阻构成参考电压。调节电位器使基准电压处于1.2-1.5V区间，输出端通过1kΩ电阻连接Arduino的A0模拟输入引脚。

报警模块集成

数字输出引脚D9驱动三极管2N2222控制蜂鸣器，D10连接LED电路。添加220Ω限流电阻保护发光元件，并联续流二极管避免感性负载冲击。

三、系统编程与校准

上传Arduino IDE开发环境编写的主控程序：

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
const int sensorPin = A0;
const int buzzer = 9;
const int led = 10;
void setup() {
  pinMode(buzzer, OUTPUT);
  pinMode(led, OUTPUT);
  lcd.begin(16, 2);
}
void loop() {
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Moisture:");
  lcd.print(voltage,2);
  lcd.print("V");
  if(voltage > 2.8) {
    digitalWrite(buzzer, HIGH);
    digitalWrite(led, HIGH);
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("RAIN DETECTED!");
  } else {
    digitalWrite(buzzer, LOW);
    digitalWrite(led, LOW);
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("STATUS:NORMAL ");
  }
  delay(500);
}

校准方法：

干燥状态下调节电位器使输出电压≤1.2V

滴加0.1ml蒸馏水后电压应≥3.0V