Un actuador lineal controlado con un sensor de temperatura y humedad tiene muchísimas aplicaciones prácticas. Por ejemplo, una aplicación práctica sería montar sistemas de acuaponía e hidroponía donde haya que controlar la humedad – el sensor detectará cuando la temperatura y la humedad alcancen un umbral determinado y, automáticamente, abrirá/cerrará una puerta mediante un actuador lineal. Este proyecto es una actividad divertida para programadores principiantes o aficionados que quieran aprender lo básico de la programación en Arduino para controlar un actuador lineal.
Este artículo forma parte de una serie de Progressive Automations, centrada en brindarte los conocimientos necesarios para usar actuadores lineales, microcontroladores y sensores en tu próximo proyecto de automatización. ¿Te gustaría controlar un actuador lineal con un sencillo teclado o con algo más avanzado, como varios sensores ultrasónicos para detectar movimiento cercano? ¡Lo tenemos todo cubierto! Este artículo te guía para emparejar el sensor de temperatura adecuado con un actuador y explica cómo funciona. ¡Empecemos!
¿Qué es un sensor digital de temperatura y humedad?
Un sensor digital de temperatura y humedad es un sensor básico y de muy bajo costo que puede utilizarse para medir la temperatura y la humedad del aire circundante. El sensor de temperatura y humedad LC-226 de Progressive Automations utiliza un sensor capacitivo de humedad y un termistor para generar señales que un microcontrolador puede leer.
El componente de medición de humedad es un sustrato que retiene la humedad con electrodos aplicados en la superficie. Cuando el sustrato absorbe vapor de agua del aire circundante, libera iones, lo que incrementa la conductividad entre los electrodos. El cambio de resistencia entre los dos electrodos es proporcional a la humedad relativa. Así, una mayor humedad relativa disminuye la resistencia entre los electrodos, mientras que una menor humedad relativa la aumenta.
El LC-226 puede alimentarse con una fuente de 5 VDC y tiene las siguientes especificaciones de temperatura y humedad:
- Rango de medición de humedad: 20% - 90% (humedad relativa)
- Error de medición de humedad: +5% (humedad relativa)
- Rango de medición de temperatura: 0 – 50°C
- Error de medición de temperatura: +2°C
Qué necesitarás
Veamos cómo puedes vincular un sensor de temperatura con un actuador para la aplicación que elijas. Aquí tienes la lista de lo que necesitarás:
- 1 x relé de 2 canales
- 1 x Arduino Uno
- 1 x actuador lineal (12 VDC con consumo máximo de 10 A)
- 1 x PS-20-12 Fuente de alimentación de 12 VDC
- 1 x LC-226 Sensor de temperatura y humedad
- Cables puente hembra a macho
Se puede usar cualquier actuador lineal, pero asegúrate de que la fuente de alimentación esté dimensionada para el voltaje y el consumo de corriente del actuador lineal y que pueda manejar los requisitos de potencia bajo carga.
Cableado
Conectar un actuador lineal a un relé es sencillo. En este caso, hemos utilizado una placa de relés de 2 canales. El cableado consta de cuatro pasos: actuador a relé, sensor a Arduino, relé a fuente de alimentación y actuador a relé.
Ten en cuenta que, si usas un sensor remoto de temperatura y humedad con un actuador en un entorno húmedo, el controlador debe estar bien protegido o instalado fuera de la instalación. El sensor está diseñado para soportar la humedad, pero tu controlador Arduino no. Para estas aplicaciones, hay carcasas con clasificación IP disponibles para el Arduino. Como alternativa, lleva cables desde tu controlador exterior hasta el sensor de humedad ubicado en el interior, donde se leen la temperatura y la humedad.
Paso 1: Arduino al relé
- Arduino (Pin 7) a Relé (IN1)
- Arduino (Pin 8) a Relé (IN2)
- Arduino (5V) a Relé (VCC)
- Arduino (GND) a Relé (GND)
Paso 2: Sensor de temperatura y humedad al Arduino
- Sensor (+) a Arduino (5V)
- Sensor (-) a Arduino (GND)
- Sensor (OUT) a Arduino (Pin 2)
Paso 3: Relé a fuente de alimentación
- Relé (NO2) a Fuente de alimentación (-12VDC/GND)
- Relé (NC2) a Fuente de alimentación (+12VDC)
- Relé (NC1) a Relé (NC2)
- Relé (NO1) a Relé (NO2)
Paso 4: Actuador al relé
- Actuador (positivo) a Relé (COM1)
- Actuador (negativo) a Relé (COM2)
Programación del Arduino
Para usar el sensor de temperatura con un actuador, descarga la biblioteca DHT desde el IDE de Arduino. Esta biblioteca permite usar comandos simples para obtener lecturas de humedad o temperatura. Una vez descargada la biblioteca DHT, añade el siguiente código a un proyecto nuevo: Código de actuador lineal controlado por temperatura y humedad.
Todo el código anterior al bucle void setup() configura los pines según tu cableado e incluye la configuración de la biblioteca DHT. Si decides usar un modelo diferente de Arduino, haz coincidir los números de pin con el código. Además, puedes establecer los valores de temperatura para cuando el actuador deba abrirse o cerrarse (open_door_temp y close_door_temp). Al principio, ajusta los valores cerca de la temperatura ambiente para poder comprobar si el código funciona usando simplemente un secador de pelo u otra fuente de calor para alcanzar la temperatura de activación.
El bucle de código void setup() configura los relés como salidas y se asegura de que estén desactivados al encender por primera vez. También se inicializa el Monitor Serie, suponiendo que tienes el Arduino conectado por USB a un portátil/escritorio para las pruebas iniciales.
El bucle principal del código toma lecturas del sensor usando los comandos dht.readHumidity(), dht.readTemperature() y dht.readTemperature(true) y guarda esos valores en una variable de tipo float para realizar algunas conversiones. Los valores se convierten a Celsius y Fahrenheit y se imprimen en el Monitor Serie de Arduino.
Por último, estas lecturas se comparan con los valores de temperatura umbral para determinar si el actuador lineal debe abrirse o cerrarse. Los relés se ponen a nivel alto según corresponda; de lo contrario, el actuador permanece detenido y el Arduino continúa monitoreando las lecturas de temperatura y humedad.
Conclusión
Usar un sensor de temperatura con un actuador es una excelente manera de aprender a programar un Arduino y ha demostrado ser una incorporación muy útil en muchas aplicaciones. ¡Seguro que encuentras otras aplicaciones además de la acuaponía e hidroponía para añadir este sensor! Aunque te mostramos cómo controlar un actuador lineal de 12 VDC, nada te impide usar un actuador lineal industrial y de alta potencia para aplicaciones más exigentes; solo asegúrate de hacer coincidir la fuente de alimentación con el actuador lineal.
Si tienes alguna consulta o comentario sobre este artículo o cualquiera de nuestros productos, ¡no dudes en ponerte en contacto con nosotros!