아두이노 강우량 센서 원리와 이용방법 / 강우량 / 빗물 / 우량센서

브랜든 2017-03-07 (화) 18:21 3년전 9055  

안녕하세요! 메카솔루션입니다.

 

최근에 봄을 알리는 가 내리는 관계로,

오늘은와 관련된 센서를 소개합니다. 

 



바로 강우량센서 입니다.

 

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이 센서는 센싱 패널에 비가 닿는 것을 감지해서 신호를 주는 센서입니다.

 

 

센서를 이용하기에 앞서

강우량강수량 차이가 무엇일까?

 

 

기상청에 따르면

강우량[降雨量]는 순수하게 ""만 내린 것을 측정한 값을 나타내며,

강수량[降水量]은 비나 눈, 우박 등과 같이 구름으로부터 땅에 떨어져 내린 강수의 양을 말합니다.

참고로 일정 기간 동안에 내린 눈의 양강설량[降雪量]이라고 합니다.





센서의 프로그램 코드입니다.

 


// lowest and highest sensor readings: const int sensorMin = 0;     // sensor minimum const int sensorMax = 1024;  // sensor maximum void setup() {  // initialize serial communication @ 9600 baud:  Serial.begin(9600);   } void loop() {  // read the sensor on analog A0: int sensorReading = analogRead(A0);  // map the sensor range (four options):  // ex: 'long int map(long int, long int, long int, long int, long int)' int range = map(sensorReading, sensorMin, sensorMax, 0, 3);  // range value:  lcd.setCursor(0,0);    switch (range) { case 0:    // Sensor getting wet    lcd.print("Flood       ");    break; case 1:    // Sensor getting wet    lcd.print("Rain Warning");    break; case 2:    // Sensor dry - To shut this up delete the " Serial.println("Not Raining"); " below.    lcd.print("Not Raining ");    break;  }  delay(1);  // delay between reads }

 

밖에서 인식이 되는지 확인하기 위해,

이 프로그램 코드에 LCD코드를 추가한 뒤,  

물뿌리개로 비를 대처해서 확인해보았습니다.

 

 

 

빗물이 없을 때에는 Not Raining

비가 인식이 되면 Rain Warning

비가 많이 인식이 될 경우에는 Flood

로 나타나게 됩니다.

 

테스트 할 때 모듈이나 아두이노 보드는 물에 닿으면 안됩니다.

 

 

동작 원리는 어떻게 될까요?

그림을 통해 알아보도록 하겠습니다.


엄밀히 말하면 공기의 저항(절연)도 있지만, 편의상 공기의 저항을 무한대( ∞ )로 표기하겠습니다.

 

 

아무것도 없을 때는 니켈(도체)로 구성된 판이 서로 떨어져 있으므로,

전류가 흐르지 않습니다.

 

 

하지만, 빗물에는 먼지나, 기타 기체 등 불순물이 용해(포함)되어 있으므로

전류가 흐를 수 있게 되고, 빗물이 많이 감지될 수록 저항값이 떨어지게 됩니다.

 

그러므로, 빗물이 많이 감지될수록 아두이노에 감지되는 값이 점점 낮아집니다.

 

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오늘의 궁금증

Q1. 공기의 절연(전기가 흐르지 않음)이 얼만큼 될까?

 

이 해답을 구하기 위해서는 송배전 공학분야로 가게 됩니다.

사진을 하나 볼까요?

 


 

위 같은 현상을 코로나 현상이라고 합니다.

(흔히 알고 있는 지구과학에 나오는 태양대기의 가장 바깥층을 구성하는 것과는 다른 의미입니다.)

 

코로나 현상은 임계전압 이상의 전압이 가해지면 공기의 절연이 파괴되어

낮은 소리와 엷은 빛을 내면서 방전되는 현상입니다.

 

765KV의 매우 높은 전압이 걸리는 송전탑에 나타나는 현상이죠.

 

 

Q2. 증류수는 전기가 안 흐른다?


 

 

물의 분자는 H(수소) 두 와 0(산소)로 이루어져 있습니다.
 

앞서 잠깐 언급했었지만, 일반적인 물이나 빗물에는

칼슘, 마그네슘, 철 및 나트륨과 같은 용해된 무기물(미네랄)이 포함되어 있습니다.

 

 

 

이러한 물을 끓여서 발생하는 수증기를 냉각시켜고

응축된 미네랄이 없는 순수한 액체증류수라고 합니다.

 

여기서 중요한 것은 전기가 흐르는 원리를 알아야 됩니다.

전기는 물질 안에 있는 전자나 자유전자가 움직임에 의해 생기는 에너지입니다.

 

증류수는 H2O의 구조로 공유결합된 분자만 있으므로,

최외각 전자나 자유 전자가 없기 때문에 전류가 흐르지 않습니다.

 

 

즉, 순수한 물(증류수) 분자 자체에서는 전자가 남는게 없어서 전류가 흐르지 않습니다.

 

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하나를 배우다가 열을 알게 되는 여러분 대단합니다!

읽어주셔서 감사합니다.

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