家里小灰灰有个智能功能——智能雨刮，在下雨的时候可以自动开启雨刮，并能根据雨量大小自己调节速度。听上去非常智能，但最近这智能雨刮有点智障，该开不开，不该开的时候突然刮起来吓了一跳。鉴于此，我觉得有必要搞清楚一下这货究竟是啥原理，看看有没有办法找到问题。先上小灰灰靓照：

在了解自动雨刮前，有必要先了解一下雨刮的工作原理，度娘上找了一下，大致原理如下：

 

电机里的原理参考下面的视频：视频来源：https://www.sohu.com/a/316832991_513558

 

弄清雨刮的原理后，接下来就是怎么控制雨刮的自动启停。找度娘前，我自己的设想是在汽车的挡风玻璃两边装上对射光栅，一边发射光线后，通过挡风玻璃的反射后落在另一端的接收器上，如果有雨水落在挡风玻璃上，则因为出现折射无法落在另一侧的接收器上，于是判定有雨，雨刮开启。根据对射组没有接收的数量多少，判定雨量多少，从而控制雨刮速度。类似如下：

再百度一下，发现和我想的居然差不多，只是采用的不是对射光栅，而是靠行车记录仪边上一个小小的光学感应器实现。原理倒也是所设想的全反射原理。

先复习一下高中学的折射与反射。

光射在玻璃上发生了折射和反射，如果入射角比较小，基本上都通过玻璃透过去了，θ1入射进玻璃，经过折射后，透过玻璃还是θ1；当入射角变大，到一定程度，从光密的玻璃到光疏的空气时会出现折射临界，光不再透出车外；继续增大入射角就出现了全反射。通过调节合适的角度（可以根据车玻璃的折射率进行计算，θ=arcsin(1/n)，n是玻璃的折射率。），发光二级管发出的光通过挡风玻璃全反射到接收器上。当下雨的时候，由于玻璃上有了水，折射面的折射率出现了变化，这时候从发光二极管发出的光线就无法全部到达接收器。

简单来说就是，假设晴天，通过设置好的角度，原来发出的100份光，能有99份被全反射后接收。当有雨水出现时，由于折射率变化，出现折射或散射等，只有70份光到达接收区域，这个时候就可以判定有雨了。如果只有50份光到达接收区域，那就是中雨了，如果少于30份，那就是暴雨了。（这里面的临界数值只是举例。）再通过转化，就可以给雨刮控制器发送不同响应信号，从而控制雨刮启停和快慢。

小灰灰上实现这个自动雨刮功能的感应装置就是这个区域的这个小圆圈，就在行车记录仪边上。

通过这个原理就可以发现，其实不一定是要下雨，如果有别的东西挡住了这个感光区域，或者有鸟屎，都会导致感应出现异常。正常情况下感应到异常雨刮就会启动，把阻挡物刮走，当然如果把这个感应器装太高了，导致雨刮刮不到，那就真成智障雨刮了。如果这块区域出现刮不干净的鸟屎什么的雨刮自动控制效果自然就有问题。

嗯，这块感光区域擦干净了，等下次下雨再看看效果。

另外就是弄清这个原理后，需要好好想想，还有没有类似的应用场景。场景条件应该是条件如下：

条件1：至少两种环境介质有较大折射率差异，1个是空气，另一个是水或者玻璃、厚塑料或者别的透明物质；

条件2：场景中会出现折射率变化，泼水或者水干了，或者透明介质本身折射率出现了变化等等；

条件3：最好不是判定有无，而是判定变化，如果仅是有无，比如有没有被遮挡什么的，可能就一组对射传感器就搞定了，比如传送带上有没有物品的判定；
条件4：光学传感器要能连接控制器，所以需要有电源才行。

嗯，多想想，可能啥时候就发现了新的应用场景，搞不定也能弄个啥小发明呢。

另外查了资料看到还有另外一种自动雨刮控制方式，是采用的电容式传感器，根据水和玻璃的介电常数差异，判定是否有雨水，以及雨水的多少。感觉方法挺靠谱的，但有个问题是电容传感器如果贴在玻璃外层就会被雨刮刮走，刮坏，如果装在里面那啥效果都没有

。所以这个方法貌似又不太靠谱了。但也可以想想有没有类似的应用场景，只要没有雨刮就行，但没有雨刮的话，好像复位又成了问题。