3.3.6 Monitoraggio delle acque piovane

3.3.6.1 Panoramica

Quando il sensore di pioggia rileva la presenza di pioggia, invia un segnale alla scheda micro:bit per attivare varie azioni. Ad esempio, il diffusore sonoro del micro:bit può emettere un allarme per avvisare gli utenti della pioggia e la quantità corrente di precipitazione verrà visualizzata in tempo reale sull’OLED. Ciò è particolarmente utile in ambienti esterni o meteorologici, permettendo agli utenti di adottare le necessarie misure preventive. Inoltre, un sistema di monitoraggio delle acque piovane, composto da sensore di pioggia, display OLED e scheda micro:bit, può rilevare perdite in tetti o edifici per prevenire danni causati dall’intrusione dell’acqua.

Nel complesso, è uno strumento multifunzionale ed efficace che può rilevare la presenza di acqua piovana in varie applicazioni.

3.3.6.2 Conoscenze sui componenti

Sensore di pioggia

Il sensore di pioggia può rilevare la presenza di acqua ed è tipicamente impiegato nei sistemi di rilevamento delle precipitazioni. Quando l’acqua piovana entra in contatto con il pad conduttivo (area di rilevamento) sul sensore, invia un segnale alla scheda di sviluppo (micro:bit, ecc.) per attivare varie azioni. Più acqua è presente nell’area di rilevamento, maggiore sarà il valore analogico restituito.

Schema elettrico:

Rileva la quantità di acqua tramite le linee parallele esposte sul circuito stampato. Più acqua è presente, più fili risulteranno connessi. Man mano che aumenta l’area di contatto per la conduzione, la tensione in uscita al pin 2 dell’area di rilevamento aumenterà gradualmente, e maggiore sarà il valore analogico rilevato al terminale di segnale S. Oltre all’acqua, può rilevare anche il vapore acqueo presente nell’aria.

Parametri:

• Tensione di esercizio: DC 3.3V~5V

• Corrente di esercizio: (Max)1.5mA@5V

• Potenza massima: 0.075W

• Tipo di segnale: Segnale analogico

3.3.6.3 Componenti necessari

scheda principale micro:bit V2 ×1	shield per micro:bit ×1	Display OLED ×1
sensore di pioggia ×1	cavo micro USB ×1	cavo a 4 pin ×1
cavo a 3 pin ×1	portabatterie ×1	Batterie AA(fornite dall’utente) ×6

3.3.6.4 Diagramma di collegamento

⚠️ Quando esegui i collegamenti, presta attenzione al colore dei fili.

OLED display	wire color	micro:bit shield pin	micro:bit board pin
GND	black	G	G
VCC	red	V2	V
SDA	blue	20	P20
SCL	green	19	P19

sensore di pioggia	wire color	micro:bit shield pin	micro:bit board pin
G	black	G	G
V	red	V1	V
S	yellow	1	P1

3.3.6.5 Flusso del codice

3.3.6.6 Codice di prova

⚠️ Nota: la soglia nella condizione “if()…else if()…” può essere modificata in base alla situazione reale.

Codice completo:

Breve spiegazione:

① Inizializza i pixel dell’OLED, pulisce l’OLED. Imposta il valore iniziale della variabile rain a 0, e la matrice LED 5×5 mostra .

② Assegna la quantità di pioggia letta dal sensore di pioggia alla variabile rain, e l’OLED mostra la quantità di pioggia su una riga.

③ Istruzione di giudizio: if()…else if()…else…

Quando la quantità di pioggia rilevata è maggiore del 15% ma inferiore al 60%, la matrice LED 5×5 visualizza e il diffusore sonoro riproduce la nota C3 bemolle come avviso.

Se la quantità di pioggia rilevata è maggiore o uguale al 60%, la matrice LED 5×5 mostra , e il diffusore sonoro riproduce la nota B5 diesis come avviso.

Altrimenti, la matrice 5×5 mostra con il diffusore silenzioso.

④ Ritardo 1000ms (1s).

3.3.6.7 Risultato del test

Dopo aver eseguito i collegamenti e aver alimentato tramite cavo micro USB, collegare l’alimentazione esterna (6 batterie AA) per garantire una fornitura di energia sufficiente.

Per l’App di Windows 10, basta cliccare Download. Per il browser, inviare il file “.hex” alla scheda micro:bit.

Dopo aver caricato il codice di prova sulla scheda micro:bit, l’OLED mostra in tempo reale la quantità di pioggia rilevata. (Ad esempio: usa una mano umida per toccare l’area di rilevamento del sensore di pioggia per simulare la caduta della pioggia)

Quando la quantità di pioggia rilevata è maggiore del 15% ma inferiore al 60%, la matrice LED 5×5 visualizza e il diffusore sonoro riproduce la nota C3 bemolle come avviso. Se la quantità di pioggia rilevata è maggiore o uguale al 60%, la matrice LED 5×5 mostra , e il diffusore sonoro riproduce la nota B5 diesis come avviso. Altrimenti, quando la quantità di pioggia rilevata è inferiore al 15%, la matrice 5×5 mostra con il diffusore silenzioso.

⚠️ Nota: i mattoncini da costruzione nell’esperimento non sono inclusi in questo kit.

(Suggerimento: Se non si osserva alcun risultato, premere il pulsante di reset della scheda micro:bit.)