Sensor de lluvia

Un sensor o interruptor de lluvia es un dispositivo que se activa con la lluvia. Existen dos aplicaciones principales para los sensores de lluvia. La primera es un dispositivo de ahorro de agua conectado a un sistema de riego automático que provoca que el sistema se apague en caso de lluvia. La segunda es un dispositivo utilizado para proteger el interior de un automóvil de la lluvia y para el funcionamiento automático de los limpiaparabrisas .

El sensor de lluvia funciona según el principio de reflexión interna total. Una luz infrarroja que incide en un ángulo de 45 grados sobre una zona despejada del parabrisas se refleja y es detectada por el sensor ubicado en el interior del vehículo. Cuando llueve, el cristal mojado provoca que la luz se disperse y que una menor cantidad de luz se refleje de vuelta al sensor.

Otra aplicación en las antenas de comunicaciones satelitales profesionales consiste en activar un soplador de lluvia en la abertura de la alimentación de la antena, para eliminar las gotas de agua de la cubierta de mylar que mantiene el aire seco y presurizado dentro de las guías de onda.

Los sensores de lluvia para sistemas de riego están disponibles en versiones inalámbricas y cableadas. La mayoría utiliza discos higroscópicos que se hinchan con la lluvia y se contraen al secarse. Un interruptor eléctrico se activa o desactiva mediante la acción de los discos higroscópicos, y la velocidad de secado se ajusta controlando la ventilación que llega a ellos. Sin embargo, también se comercializan sensores eléctricos que utilizan sondas de tipo cubeta basculante o de conductancia para medir la precipitación. Tanto las versiones inalámbricas como las cableadas emplean mecanismos similares para suspender temporalmente el riego mediante el controlador de riego. En concreto, se conectan a los terminales del sensor del controlador o se instalan en serie con el circuito común de la electroválvula, impidiendo así la apertura de cualquier válvula cuando se detecta lluvia.

Algunos sensores de lluvia para riego también incluyen un sensor de congelación para evitar que el sistema funcione a temperaturas bajo cero, especialmente en aquellos casos en los que los sistemas de riego se siguen utilizando durante el invierno.

Se requiere algún tipo de sensor en los nuevos sistemas de riego de césped en Florida , ^{[ 1 ]} Nueva Jersey , Minnesota , ^{[ 2 ]} Connecticut y la mayor parte de Texas .

En 1958, la división Cadillac Motor Car de General Motors experimentó con un interruptor sensible al agua que activaba varios motores eléctricos para cerrar la capota descapotable y subir las ventanillas abiertas de un modelo Eldorado Biarritz especialmente construido , en caso de lluvia. El primer dispositivo de este tipo parece haberse utilizado con el mismo propósito en un prototipo denominado Le Sabre , construido entre 1950 y 1951.

El sensor automático de lluvia de General Motors para techos convertibles estaba disponible como opción instalada por el concesionario durante la década de 1950 para vehículos como el Chevrolet Bel Air. ^{[ 3 ]}

Para el año modelo 1996, Cadillac volvió a equipar sus autos con un sensor de lluvia automático; esta vez para activar automáticamente los limpiaparabrisas y ajustar su velocidad según las condiciones. ^{[ 4 ]}

En diciembre de 2017, Tesla comenzó a implementar una actualización OTA (2017.52.3) que permitía a sus vehículos AP2.x utilizar las cámaras integradas para detectar la lluvia de forma pasiva sin necesidad de un sensor específico.

La mayoría de los vehículos con esta función tienen una posición automática en la columna de control. ^{[ 5 ]}

Los sensores de lluvia modernos más comunes se basan en el principio de reflexión interna total . En todo momento, se proyecta luz infrarroja en el parabrisas desde el interior, con un ángulo de 45 grados. Si el cristal está seco, el ángulo crítico para la refracción interna total es de aproximadamente 42°. Este valor se obtiene mediante la fórmula de refracción interna total.

${\displaystyle \sin(\theta _{\text{c}})={\frac {n_{1}}{n_{2}}}}$

dónde${\displaystyle n_{1}=1}$es el valor aproximado del índice de refracción del aire para infrarrojos ^{[ 6 ]} y${\displaystyle n_{2}=1.5}$es el valor aproximado del índice de refracción del vidrio, también para infrarrojos. ^{[ 7 ]} Dado que el ángulo de incidencia de la luz es de 45°, toda la luz se refleja y el detector recibe la máxima intensidad.

Si el vidrio está mojado, el ángulo crítico cambia a alrededor de 60° porque el índice de refracción del agua es mayor que el del aire (${\displaystyle n_{1}=1.3}$). ^{[ 8 ]} En ese caso, debido a que el ángulo de incidencia es de 45°, no se obtiene reflexión interna total. Parte del haz de luz se transmite a través del vidrio y la intensidad medida para la reflexión es menor: el sistema detecta agua y los limpiaparabrisas se encienden.

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