Un actuador lineal controlado con un sensor de temperatura y humedad tiene muchas aplicaciones principales. Por ejemplo, una aplicación práctica sería instalar acuaponía e hidroponía donde es necesario controlar la humedad: el sensor detectaría cuando la temperatura y la humedad alcanzan un cierto umbral y abriría/cerraría automáticamente una puerta mediante un actuador lineal. Este proyecto es una actividad divertida para programadores novatos o aficionados que deseen aprender los conceptos básicos de la codificación Arduino para controlar un actuador lineal .
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Este artículo es parte de una serie de Progressive Automations, que se enfoca en brindarle el conocimiento necesario para utilizar actuadores lineales, microcontroladores y sensores en su próximo proyecto de automatización. ¿Le gustaría controlar un actuador lineal usando un teclado simple o algo más avanzado como múltiples sensores ultrasónicos para detectar movimiento cercano? ¡Te tenemos cubierto! Este artículo le explica cómo emparejar el sensor de temperatura correcto con un actuador y cómo funciona este sensor. ¡Empecemos!
¿Qué es un sensor digital de temperatura y humedad?
Un sensor digital de temperatura y humedad es un sensor básico y de costo ultrabajo que se puede utilizar para detectar la temperatura y la humedad en el aire circundante. El sensor de temperatura y humedad LC-226 de Progressive Automations utiliza un sensor de humedad capacitivo y un termistor para emitir señales que un microcontrolador puede leer.
El componente sensor de humedad es un sustrato que retiene la humedad con electrodos aplicados a la superficie. Cuando el sustrato absorbe vapor de agua del aire circundante, el sustrato libera iones, lo que aumenta la conductividad entre los electrodos. El cambio de resistencia entre los dos electrodos es proporcional a la humedad relativa. Así, una humedad relativa más alta disminuye la resistencia entre los electrodos, mientras que una humedad relativa más baja aumenta la resistencia.
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
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Que necesitarás
Repasemos cómo se puede vincular un sensor de temperatura con un actuador para cualquier aplicación que elija. Aquí hay una lista de lo que necesitará:
- 1 relé de 2 canales.
- 1 Arduino Uno.
- 1 x actuador lineal (12 V CC con consumo de corriente máximo de 10 A)
- 1 fuente de alimentación PS-20-12 de 12 V CC.
- 1 sensor de temperatura y humedad LC-226.
- Cables de puente hembra a macho
Se puede utilizar cualquier actuador lineal, pero asegúrese de que la fuente de alimentación esté clasificada para el voltaje y el consumo de corriente del actuador lineal y pueda manejar los requisitos de energía cuando esté bajo carga.
Alambrado
Cablear 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.
Tenga en cuenta que un sensor remoto de temperatura y humedad con un actuador instalado en un ambiente húmedo debe tener su controlador adecuadamente protegido o instalado fuera de la configuración. El sensor está diseñado para manejar la humedad, pero su controlador Arduino no. Hay carcasas con clasificación IP disponibles para Arduino para estas aplicaciones. Alternativamente, pase cables desde su controlador exterior hasta el sensor de humedad ubicado en el interior, donde se leen la temperatura y la humedad.
Paso 1: Arduino a 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 para Arduino
- Sensor (+) a Arduino (5V)
- Sensor (-) a Arduino (GND)
- Sensor (SALIDA) a Arduino (Pin 2)
Paso 3: Relé a la fuente de alimentación
- Relé (NO2) a fuente de alimentación (-12 VCC/GND)
- Relé (NC2) a fuente de alimentación (+12 VCC)
- Relé (NC1) a Relé (NC2)
- Relé (NO1) a Relé (NO2)
Paso 4: Actuador a Relé
- Actuador (positivo) a relé (COM1)
- Actuador (negativo) a relé (COM2)
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Programando el Arduino
Para usar el sensor de temperatura con un actuador, descargue la biblioteca DHT desde el IDE de Arduino. Esta biblioteca permitirá el uso de comandos cortos para recuperar una lectura de humedad o temperatura. Una vez que se haya descargado la biblioteca DHT, agregue el siguiente código a un nuevo proyecto: Código de actuador lineal controlado por temperatura y humedad .
Todo el código antes del bucle void setup() configura la configuración de pines según su cableado e incluye la configuración de la biblioteca DHT. Si decide utilizar un modelo de Arduino diferente, haga coincidir los números de pin con el código. Además, puede configurar los valores de temperatura para cuando el actuador debe abrirse o cerrarse (open_door_temp y close_door_temp). Inicialmente, establezca los valores más cerca de la temperatura ambiente para que pueda probar si el código funciona simplemente usando un secador de pelo u otra fuente de calor para alcanzar la temperatura de activación.
El bucle de código void setup() establece la configuración del relé como salidas y garantiza que se desactiven cuando se encienden por primera vez. El monitor serie también se inicializa, asumiendo que tiene el Arduino conectado vía USB a una computadora portátil/de escritorio para la prueba inicial.
El bucle de código principal toma lecturas del sensor usando los comandos dht.readHumidity(), dht.readTemperature() y dht.readTemperature(true) y almacena esos valores en una variable flotante que se usará para 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 umbral de temperatura para determinar si el actuador lineal debe abrirse o cerrarse. Los relés se configuran en alto en consecuencia; de lo contrario, el actuador permanece estacionario 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 adición de aplicación muy útil. ¡También puede encontrar otras aplicaciones además de acuaponía e hidroponía a las que agregar este sensor! Aunque le mostramos cómo controlar un actuador lineal de 12 VCC, nada le impide utilizar un actuador lineal industrial de alta potencia para aplicaciones más exigentes; solo asegúrese de hacer coincidir la fuente de alimentación con el actuador lineal.
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