### 3.3.6 Regenwasserüberwachung #### 3.3.6.1 Übersicht ![Img](./media/top1.png) Wenn der Wassersensor Regen erkennt, sendet er ein Signal an das micro:bit-Board, um verschiedene Aktionen auszulösen. Zum Beispiel kann der micro:bit-Lautsprecher einen Alarm ausgeben, um Benutzer darauf hinzuweisen, dass es regnet, und die aktuelle Regenmenge wird in Echtzeit auf dem OLED angezeigt. Dies ist besonders nützlich im Freien oder in Umweltanwendungen, sodass Benutzer notwendige Schutzmaßnahmen ergreifen können. Darüber hinaus kann ein Regenwasserüberwachungssystem, bestehend aus Wassersensor, OLED-Anzeige und micro:bit-Board, Lecks in Dächern oder Gebäuden erkennen, um Schäden durch Wassereintritt zu verhindern. Insgesamt ist es ein multifunktionales und effektives Werkzeug, das das Vorhandensein von Regenwasser in verschiedenen Anwendungen erkennen kann. ![Img](./media/bottom1.png) #### 3.3.6.2 Komponentenkenntnisse ![Img](./media/2top.png) **Wassersensor** ![Img](./media/steam.png) Der Wassersensor kann das Vorhandensein von Wasser erfassen und wird daher typischerweise in Regenwasser-Erkennungssystemen eingesetzt. Wenn Regenwasser mit der leitfähigen Fläche (Erfassungsbereich) auf dem Sensor in Kontakt kommt, sendet er ein Signal an das Entwicklungsboard (micro:bit usw.), um verschiedene Aktionen auszulösen. Je mehr Wasser sich im Erfassungsbereich befindet, desto größer wird der analoge Wert. ![Img](./media/cou41.png) **Schaltplan:** ![Img](./media/couy41.png) Er erkennt die Wassermenge über die freiliegenden parallelen Leiterbahnen auf der Leiterplatte. Je mehr Wasser vorhanden ist, desto mehr Leiterbahnen werden verbunden. Mit zunehmender Kontaktfläche für die Leitfähigkeit steigt die Spannung am Anschluss 2 des Erfassungsbereichs allmählich an, und desto größer ist der an der Signalklemme S erkannte Analogwert. Zusätzlich zu Wasser kann er auch Wasserdampf in der Luft erfassen. **Parameter:** - Betriebsspannung: DC 3.3V~5V - Betriebsstrom: (Max)1.5mA@5V - Maximale Leistung: 0.075W - Signaltyp: Analoges Signal ![Img](./media/2bottom.png) #### 3.3.6.3 Benötigte Komponenten | ![Img](./media/microbitV2.png)| ![Img](./media/ExpansionBoard.png) |![Img](./media/OLED.png) | | :--: | :--: | :--: | | micro:bit V2 Hauptplatine ×1 | micro:bit shield ×1 |OLED-Display ×1 | |![Img](./media/steam1.png)|![Img](./media/usb.png) |![Img](./media/4pin.png)| | Wassersensor ×1 |micro USB-Kabel ×1|4-Pin-Kabel ×1 | |![Img](./media/3pin.png)|![Img](./media/batterycase.png)|![Img](./media/AAbattery.png)| |3-Pin-Kabel ×1 |Batteriehalter ×1|AA-Batterien(**selbst bereitgestellt**) ×6| #### 3.3.6.4 Verdrahtungsdiagramm ⚠️ **Achten Sie beim Verdrahten bitte auf die Drahtfarben.** | OLED display | Drahtfarbe | micro:bit shield Pin | micro:bit Board Pin | | :--: | :--: | :--: | :--: | | GND | black | G | G | | VCC | red | V2 | V | | SDA | blue | 20 | P20 | | SCL | green | 19 | P19 | | Wassersensor | Drahtfarbe | micro:bit shield Pin | micro:bit Board Pin | | :--: | :--: | :--: | :--: | | G | black | G | G | | V | red | V1 | V | | S | yellow | 1 | P1 | ![Img](./media/couj6.png) #### 3.3.6.5 Programmablauf ![Img](./media/flow-chart-6.png) #### 3.3.6.6 Testcode ⚠️ **Beachten Sie, dass der Schwellenwert in der Bedingung “if()...else if()...” je nach tatsächlicher Situation angepasst werden kann.** **Vollständiger Code:** ![Img](./media/couj06.png) ![Img](./media/line1.png) **Kurze Erklärung:** ① Initialisieren der OLED-Pixel, OLED löschen. Setzen Sie den Anfangswert der Variablen rain auf 0, und die 5×5-LED-Matrix zeigt ![Img](./media/ab3.png). ![Img](./media/cou18.png) ② Die vom Wassersensor gelesene Regenmenge wird der Variable rain zugewiesen, und das OLED zeigt die Regenmenge in einer Zeile an. ![Img](./media/cou19.png) ③ Entscheidungsanweisung: if()...else if()...else... Wenn die erkannte Regenmenge größer als 15% und kleiner als 60% ist, zeigt die 5×5-LED-Matrix ![Img](./media/ab2.png) und der Lautsprecher gibt einen C3 flat Ton als Warnung aus. ![Img](./media/cou20.png) Wenn die erkannte Regenmenge größer oder gleich 60% ist, zeigt die 5×5-LED-Matrix ![Img](./media/ab5.png) und der Lautsprecher gibt einen B5 sharp Ton als Warnung aus. ![Img](./media/cou21.png) Andernfalls zeigt die 5×5-LED-Matrix ![Img](./media/ab3.png) und der Lautsprecher bleibt stumm. ![Img](./media/cou22.png) ④ Verzögerung 1000ms (1s). ![Img](./media/cou05.png) #### 3.3.6.7 Testergebnis ![Img](./media/4top.png) Nach dem Anschließen der Verdrahtung und dem Einschalten über das micro USB-Kabel schließen Sie die externe Stromversorgung (6 AA-Batterien) an, um eine ausreichende Stromversorgung sicherzustellen. Für die Windows 10 App einfach auf Download klicken. Für den Browser die “.hex”-Datei auf das micro:bit-Board übertragen. Nach dem Hochladen des Testcodes auf das micro:bit-Board zeigt das OLED die erkannte Regenmenge in Echtzeit an. (**Zum Beispiel: Verwenden Sie eine feuchte Hand, um den Erfassungsbereich des Wassersensors zu berühren, um fallenden Regen zu simulieren**) Wenn die erkannte Regenmenge größer als 15% und kleiner als 60% ist, zeigt die 5×5-LED-Matrix ![Img](./media/ab2.png) und der Lautsprecher gibt einen C3 flat Ton als Warnung aus. Wenn die erkannte Regenmenge größer oder gleich 60% ist, zeigt die 5×5-LED-Matrix ![Img](./media/ab5.png) und der Lautsprecher gibt einen B5 sharp Ton als Warnung aus. Andernfalls, wenn die erkannte Regenmenge kleiner als 15% ist, zeigt die 5×5-LED-Matrix ![Img](./media/ab3.png) und der Lautsprecher bleibt stumm. ![Img](./media/dongtu-6.gif) ⚠️ **Hinweis: Die Bausteine im Experiment sind in diesem Kit nicht enthalten.** (**Tipp:** Wenn kein Ergebnis angezeigt wird, drücken Sie bitte die Reset-Taste des micro:bit-Boards.) ![Img](./media/4bottom.png)