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摘要：本文主要是通过物理的作用原理，利用物理中的电流、电压、电阻传感模式，对汽车的雨刮器的控制系统进行设计和研究，以达到雨刮器的智能控制作用。利用电阻雨滴传感器将雨水转换为想信号启发器，再经过A/D 转换后送入单片机控制器中，以此来判断采集到的雨量情况：然后根据雨量的大小来控制刮水器的工作效率。雨水大，雨刮电动机工作在高速状态；雨量小，雨刮电动机工作在低速状态；无雨则不工作，从而实现了汽车刮水器的智能自动控制。
关键词：电阻雨滴传感器；A/D；自动；智能刮水器
前言
随着经济水平的提高，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分。但是目前大部分中、低档汽车的雨刮控制器均需手动控制，本就处于雨水天气，加上驾驶人需要手动控制雨刮器，就更加容易使驾驶员分心，易酿成交通事故。
目前市面上也有一些自动雨刮器，但是其成本相对手动的来说过于偏高，因此，现阶段，自动刮水器暂时还尚未全面普及。本文针对雨刮器的工作原理和成本控制，设计了一款价格适中，符合中低端消费人群的智能刮水器。
1 设计思路
传统的雨刮控制器是依据肉眼观察前窗上的雨水量多少来手动控制刮水器的刮刷档位，本文拟选择一种雨量传感器来替代肉眼的观察。雨滴传感器将接收到的雨量转换为相应大小的电信号，并输入到对应的处理器中，进而控制电机以不同的速度和方向旋转，驱动雨刷器机构以合适的速度刮刷汽车前窗玻璃上的雨水，达到清洁的目的，系统框图如图1所示。
设计采用电阻式雨滴传感器，利用电阻雨滴传感器将采集到的不同雨量转换为电压信号，此时为模拟信号，经过A/D 转换以后变为相应的数字信号，送入CPU 即单片机控制器中，经分析比较，判断此时的雨量情况：若是无雨，雨刮电动机不工作；若是小雨，雨刮电动机工作在间歇档位状态；若是中雨，雨刮电动机低速来回刮刷；若是大雨，雨刮电动机高速来回刮刷。
图2：雨滴传感器外形示意图
2.1.2 雨滴传感器电路处理电路
雨滴传感器电路处理电路包括雨滴传感器、信号处理电路和A/D 转换电路三大部分，其电路图如图3所示。雨滴传感器与R10 电阻串联，经5V 电压分压后输出电压信号，送入A/D 转换芯片ADC0832中，经A/D 转换以后输出相应的数字信号，进入单片机中进行处理。
图五 电机驱动电路
刮水器的电机选用直流永磁电动机，雨滴传感器依据检测到的雨滴量不同，使得单片机输出不同的PWM 信号，以此控制直流电机工作在不同的转速（低速、高速）。因为电机的转速与电机两端的电压成正比，若在一个矩形波的电压周期中，电机的平均电压时间长，即占空比q 较大时，对应电机两端的电压较大，其转速就较大，对应在大雨状态；若占空比q 较小时，对应电机两端的电压较小，其转速就较小，对应在小雨状态。
结束语:利用电阻雨滴传感器制作的智能刮水器，电路结构简单、成本较低、性价比较高，在雨天可实现刮水器的智能自动控制，解放了司机的双手，减少了手工动作，使得行车更加安全，可应用在中低档型的汽车车型中。
参考文献：
[1]贺理，龙永红，滕峻林，等.基于PWM 的机车雨刮控制器的设计[J].湖南工业大学学报，2010，24（06）：84-88.
[2]任国清，孔慧芳，张晓雪.汽车智能刮水器控制系统设计方案汽车[J].汽车电器，2013，（04）：14-17.
[3]刘海陵，顾松山.车用红外感雨器的设计[J].南京气象学院学报，2006，29（06）：855-858.
论文作者:杨杰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第13期
论文发表时间:2017/12/18
标签：雨滴论文; 传感器论文; 雨量论文; 电压论文; 电动机论文; 雨刮器论文; 电阻论文; 《建筑科技》2017年第13期论文;