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智慧型光感式汽車雨刷控制系統

為了解決toyota原廠換雨刷的問題，作者張廷宇 這樣論述：

摘要　　汽車雨刷的主要功能為刮除附著於擋風玻璃上的水漬與汙垢，以提供駕駛者清晰的視野。當下雨時，駕駛者須以人為判斷前擋風玻璃承受落雨量之模糊程度，故採用手動方式調整雨刷啟動旋鈕，如此不僅使駕駛者分心，亦使玻璃落雨量刮除之清晰度不一，兩者均與駕駛安全相關，因此雨刷系統性質屬於主動性安全裝置。本論文以一個光學探測鏡和不可見的紅外光源LED，配合特殊設計之光導管，將入射光發射至光導管內部並均勻分佈於前擋風玻璃，使大部分的擴散光均已超過臨界入射角的方式，在擋風玻璃內發生全反射現象。而此全反射之紅外光傳回感測器時具有一定值，若遇擋風玻璃表面有雨滴，則全反射效果會降低，使感測器之響應值降低。此外，本研究

將感測電路與雨刷馬達控制電路模組化，透過感測電路光調制功能可偵測光源之固定震盪頻率2.2 KHz，並配合帶通濾波器可抑除外界光雜訊，將訊號傳送至微控制器，並以微控制器作為訊號處理的判斷單元，使雜訊降低且提高判斷準確性，並可依所得響應值高低來研判是否為下雨情形與雨勢大小，送出訊號至控制電路驅動雨刷馬達。經實驗得知信號大小判別之門檻值(Threshold Yt)設定0.025較佳，能使雨刷適時反應符合行車安全需求。本系統以頻率方式調制光源，經實驗証明可有效阻絕外在環境光雜訊對感測信號之干擾。最終由線上實驗驗證本系統能依雨勢大小，即時有效的自動調整雨刷速度；其反應時間分別為：中雨(時雨量4.1016

mm/hr )0.008秒、大雨(時雨量29.297 mm/hr )0.004秒、小霧(時雨量0.1054 mm/hr )5.8秒、大霧(時雨量0.5859 mm/hr)4.3秒。因此本系統可因應外界環境變化使雨刷控制系統達到自動開啟與自行調整速度之功能。