Détecteur de pluie

Certains capteurs d'irrigation utilisent des augets basculants, comme les pluviomètres. Dans celui-ci, un collecteur de pluie la dirige vers une sorte de petite balançoire tape-cul formée de deux réceptacles métalliques de petite taille de part et d’autre d’un axe horizontal. Lorsque l'auget horizontal est plein, il bascule vers le bas et c'est l'autre qui devient horizontal. Tant qu'il pleut, ce mouvement de va-et-vient actionne un interrupteur qui fait cesser l'arrosage[2]. Contrairement à un pluviomètre, ce n'est pas l'accumulation totale de pluie qui est recherchée mais le taux instantané ou l'atteinte d'un seuil.

Des sondes à variation de conductance électrique sont un autre mécanisme électromécanique de détection des précipitations.

Les détecteurs de pluie les plus simples utilisent des disques hygroscopiques qui gonflent en présence de pluie et se rétractent à nouveau en séchant[3]. Un interrupteur électrique est actionné ou libéré par le mouvement d'une pile de ces disques et le taux de séchage est généralement ajusté en contrôlant la ventilation de la pile ce qui permet de calibrer le seuil de déclenchement du système.

Diagramme montrant l'opération d'un détecteur optique de pluie : trajet du faisceau lumineux de l'émetteur 1 au récepteur 2 par temps sec en haut et par pluie en bas.

Les détecteurs modernes les plus courants sont basés sur le principe de la réflexion interne totale[4]. À tout moment, une lumière infrarouge est diffusée à un angle de 45 degrés vers le verre fermant le capteur depuis l'intérieur[4]. Si le verre est sec, l'angle critique de réfraction interne totale est d'environ 42°. Cette valeur est obtenue avec la formule de réfraction interne totale :

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

où ${\displaystyle n_{1}=1}$ est la valeur approximative de l'indice de réfraction de l'air pour l'infrarouge[5] et ${\displaystyle n_{2}=1.5}$ est la valeur approximative de l'indice de réfraction du verre, également pour l'infrarouge[6]. Dans ce cas, comme l'angle d'incidence de la lumière est de 45°, toute la lumière est réfléchie et le détecteur reçoit une intensité maximale.

Lorsque le verre est mouillé, l'angle critique passe à environ 60° car l'indice de réfraction de l'eau est supérieur à celle de l'air (${\displaystyle n_{1}=1.3}$[7]). Parce que l'angle incident est de 45°, la réflexion interne totale n'est pas obtenue[4]. Une partie du faisceau lumineux traverse le verre et l'intensité de la réflexion est plus faible ce qui signale au système qu'il pleut. Ceci déclenche alors un interrupteur qui interrompt l'irrigation, déclenche les essuie-glaces ou enclenche la soufflerie de l'antenne de communication selon le cas.