Un vérin linéaire contrôlé par un capteur de température et d’humidité possède de nombreuses applications majeures. Par exemple, une application pratique consiste à configurer des systèmes d’aquaponie et d’hydroponie où l’humidité doit être maîtrisée – le capteur détectera lorsque la température et l’humidité atteignent un certain seuil et ouvrira/fermera automatiquement une porte à l’aide d’un vérin linéaire. Ce projet est une activité ludique pour les programmeurs débutants ou les amateurs qui souhaitent apprendre les bases du codage Arduino pour contrôler un vérin linéaire.
Cet article fait partie d’une série de Progressive Automations, qui vise à vous donner les connaissances nécessaires pour utiliser des vérins linéaires, des microcontrôleurs et des capteurs dans votre prochain projet d’automatisation. Souhaitez-vous contrôler un vérin linéaire avec un simple clavier ou quelque chose de plus avancé, comme plusieurs capteurs ultrasoniques pour détecter un mouvement à proximité ? Nous avons ce qu’il vous faut ! Cet article vous explique comment associer le bon capteur de température à un actionneur et comment fonctionne ce capteur. Commençons !
Qu’est-ce qu’un capteur numérique de température et d’humidité ?
Un capteur numérique de température et d’humidité est un capteur de base, ultra économique, qui peut être utilisé pour mesurer la température et l’humidité de l’air ambiant. Le capteur de température et d’humidité LC-226 de Progressive Automations utilise un capteur d’humidité capacitif et une thermistance pour délivrer des signaux qu’un microcontrôleur peut lire.
Le composant de détection d’humidité est un substrat retenant l’humidité avec des électrodes appliquées à sa surface. Lorsque la vapeur d’eau de l’air ambiant est absorbée par le substrat, celui-ci libère des ions, ce qui augmente la conductivité entre les électrodes. La variation de résistance entre les deux électrodes est proportionnelle à l’humidité relative. Ainsi, une humidité relative plus élevée diminue la résistance entre les électrodes, tandis qu’une humidité relative plus faible l’augmente.
Le LC-226 peut être alimenté par une source de 5 VDC et présente les spécifications de température et d’humidité suivantes :
- Plage de mesure de l’humidité : 20 % - 90 % (humidité relative)
- Erreur de mesure de l’humidité : +5 % (humidité relative)
- Plage de mesure de la température : 0 – 50 °C
- Erreur de mesure de la température : +2 °C
Ce dont vous aurez besoin
Passons en revue la façon de relier un capteur de température à un actionneur pour l’application de votre choix. Voici la liste de ce qu’il vous faut :
- 1 x relais 2 canaux
- 1 x Arduino Uno
- 1 x vérin linéaire (12 VDC avec consommation max. de 10 A)
- 1 x PS-20-12 alimentation 12 VDC
- 1 x LC-226 capteur de température et d’humidité
- Fils Dupont femelle-mâle
Tout vérin linéaire peut être utilisé, mais assurez-vous que l’alimentation est dimensionnée pour la tension et la consommation de courant du vérin linéaire et qu’elle peut couvrir les besoins en puissance sous Charge.
Câblage
Le câblage d’un vérin linéaire vers un relais est simple. Dans cet exemple, nous avons utilisé une carte relais 2 canaux. Le câblage se fait en quatre étapes : actionneur vers relais, capteur vers Arduino, relais vers alimentation et actionneur vers relais.
Sachez qu’un capteur de température et d’humidité déporté associé à un actionneur installé dans un environnement humide doit avoir son contrôleur correctement protégé ou installé hors de la zone. Le capteur est conçu pour supporter l’humidité, mais votre contrôleur Arduino ne l’est pas. Des boîtiers avec indice de protection (IP) sont disponibles pour l’Arduino dans ces applications. Sinon, faites passer des câbles depuis votre contrôleur externe vers le capteur d’humidité situé à l’intérieur, là où la température et l’humidité sont mesurées.
Étape 1 : Arduino vers relais
- Arduino (Pin 7) vers relais (IN1)
- Arduino (Pin 8) vers relais (IN2)
- Arduino (5V) vers relais (VCC)
- Arduino (GND) vers relais (GND)
Étape 2 : Capteur de température et d’humidité vers Arduino
- Capteur (+) vers Arduino (5V)
- Capteur (-) vers Arduino (GND)
- Capteur (OUT) vers Arduino (Pin 2)
Étape 3 : Relais vers alimentation
- Relais (NO2) vers alimentation (-12VDC/GND)
- Relais (NC2) vers alimentation (+12VDC)
- Relais (NC1) vers relais (NC2)
- Relais (NO1) vers relais (NO2)
Étape 4 : Actionneur vers relais
- Actionneur (positif) vers relais (COM1)
- Actionneur (négatif) vers relais (COM2)
Programmer l’Arduino
Pour utiliser le capteur de température avec un actionneur, téléchargez la bibliothèque DHT depuis l’IDE Arduino. Cette bibliothèque permet d’employer de courtes commandes pour récupérer une mesure d’humidité ou de température. Une fois la bibliothèque DHT téléchargée, ajoutez le code suivant à un nouveau projet : Code de vérin linéaire contrôlé par température et humidité.
Tout le code avant la boucle void setup() configure l’attribution des broches selon votre câblage et inclut l’initialisation de la bibliothèque DHT. Si vous choisissez un autre modèle d’Arduino, adaptez les numéros de broches dans le code. En outre, vous pouvez définir les valeurs de température auxquelles l’actionneur doit s’ouvrir ou se fermer (open_door_temp et close_door_temp). Au début, fixez des valeurs proches de la température ambiante afin de tester le bon fonctionnement du code en utilisant simplement un sèche-cheveux ou une autre source de chaleur pour atteindre la température d’activation.
La boucle de code void setup() définit les relais en sorties et s’assure qu’ils sont désactivés au premier démarrage. Le moniteur série est également initialisé, en supposant que l’Arduino est connecté via USB à un ordinateur portable/de bureau pour les premiers tests.
La boucle principale lit les valeurs du capteur avec les commandes dht.readHumidity(), dht.readTemperature() et dht.readTemperature(true), et stocke ces valeurs dans une variable flottante pour certaines conversions. Les valeurs sont converties en Celsius et en Fahrenheit, puis affichées dans le Moniteur série de l’Arduino.
Enfin, ces relevés sont comparés aux valeurs de seuil de température afin de déterminer si le vérin linéaire doit s’ouvrir ou se fermer. Les relais sont alors passés à l’état haut en conséquence ; sinon, l’actionneur reste immobile et l’Arduino continue de surveiller les mesures de température et d’humidité.
Conclusion
Utiliser un capteur de température avec un actionneur est une excellente façon d’apprendre à programmer un Arduino, et c’est une addition très utile à de nombreuses applications. Vous pouvez aussi trouver bien d’autres usages, au-delà de l’aquaponie et de l’hydroponie, pour ajouter ce capteur ! Bien que nous vous ayons montré comment contrôler un vérin linéaire 12 VDC, rien ne vous empêche d’utiliser un vérin linéaire industriel et puissant pour des applications plus exigeantes – assurez-vous simplement d’adapter l’alimentation au vérin linéaire.
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