Un attuatore lineare controllato con un sensore di temperatura e umidità ha moltissime applicazioni. Per esempio, un caso pratico è l’uso in sistemi acquaponici e idroponici in cui l’umidità deve essere controllata: il sensore rileva quando temperatura e umidità raggiungono una certa soglia e apre/chiude automaticamente una porta utilizzando un attuatore lineare. Questo progetto è un’attività divertente per programmatori alle prime armi o hobbisti che vogliono imparare le basi della programmazione Arduino per controllare un attuatore lineare.
Questo articolo fa parte di una serie di Progressive Automations, che punta a fornirti le conoscenze necessarie per utilizzare attuatori lineari, microcontrollori e sensori nel tuo prossimo progetto di automazione. Ti piacerebbe controllare un attuatore lineare con un semplice tastierino oppure con qualcosa di più avanzato, come più sensori a ultrasuoni per rilevare movimenti nelle vicinanze? Ci pensiamo noi! Questo articolo ti guida nella scelta del sensore di temperatura giusto da abbinare a un attuatore e spiega come funziona. Iniziamo!
Che cos’è un sensore digitale di temperatura e umidità?
Un sensore digitale di temperatura e umidità è un sensore semplice e molto economico, utilizzabile per rilevare la temperatura e l’umidità dell’aria circostante. Il sensore di temperatura e umidità LC-226 di Progressive Automations utilizza un sensore di umidità capacitivo e un termistore per generare segnali leggibili da un microcontrollore.
Il componente per la misura dell’umidità è un substrato che trattiene l’umidità con elettrodi applicati sulla superficie. Quando il vapore acqueo viene assorbito dal substrato dall’aria circostante, il substrato rilascia ioni che aumentano la conducibilità tra gli elettrodi. La variazione di resistenza tra i due elettrodi è proporzionale all’umidità relativa: a umidità relativa più alta corrisponde una resistenza inferiore tra gli elettrodi, mentre a umidità relativa più bassa la resistenza aumenta.
L’LC-226 può essere alimentato con una sorgente a 5 VDC e presenta le seguenti specifiche di temperatura e umidità:
- Intervallo di misura dell’umidità: 20% - 90% (umidità relativa)
- Errore di misura dell’umidità: +5% (umidità relativa)
- Intervallo di misura della temperatura: 0 – 50°C
- Errore di misura della temperatura: +2°C
Cosa ti servirà
Vediamo come collegare un sensore di temperatura a un attuatore per l’applicazione che preferisci. Ecco l’elenco di ciò che ti serve:
- 1 x Relè a 2 canali
- 1 x Arduino Uno
- 1 x Attuatore lineare (12VDC con assorbimento di corrente max. 10 A)
- 1 x PS-20-12 Alimentatore 12VDC
- 1 x LC-226 Sensore di temperatura e umidità
- Cavi jumper femmina-maschio
Si può usare qualsiasi attuatore lineare, ma assicurati che l’alimentatore sia dimensionato per la tensione e l’assorbimento di corrente dell’attuatore lineare e che possa gestire i requisiti di potenza sotto carico.
Cablaggio
Collegare un attuatore lineare a un relè è semplice. In questo caso, abbiamo utilizzato una scheda relè a 2 canali. Il cablaggio prevede quattro passaggi: attuatore al relè, sensore ad Arduino, relè all’alimentatore e attuatore al relè.
Tieni presente che, se un sensore di temperatura e umidità remoto con un attuatore è installato in un ambiente umido, il controller deve essere adeguatamente protetto o collocato all’esterno dell’impianto. Il sensore è progettato per gestire l’umidità, ma il tuo controller Arduino no. Per queste applicazioni sono disponibili custodie con Grado di protezione IP per Arduino. In alternativa, fai passare cavi dal controller esterno al sensore di umidità posizionato all’interno, dove vengono lette temperatura e umidità.
Passaggio 1: Arduino al relè
- Arduino (Pin 7) al relè (IN1)
- Arduino (Pin 8) al relè (IN2)
- Arduino (5V) al relè (VCC)
- Arduino (GND) al relè (GND)
Passaggio 2: Sensore di temperatura e umidità ad Arduino
- Sensore (+) ad Arduino (5V)
- Sensore (-) ad Arduino (GND)
- Sensore (OUT) ad Arduino (Pin 2)
Passaggio 3: Relè all’alimentatore
- Relè (NO2) all’alimentatore (-12VDC/GND)
- Relè (NC2) all’alimentatore (+12VDC)
- Relè (NC1) a Relè (NC2)
- Relè (NO1) a Relè (NO2)
Passaggio 4: Attuatore al relè
- Attuatore (positivo) al relè (COM1)
- Attuatore (negativo) al relè (COM2)
Programmare Arduino
Per usare il sensore di temperatura con un attuatore, scarica la libreria DHT dall’IDE di Arduino. Questa libreria consente di usare comandi brevi per ottenere le letture di umidità e temperatura. Una volta scaricata la libreria DHT, aggiungi il seguente codice a un nuovo progetto: Codice per attuatore lineare controllato da temperatura e umidità.
Tutto il codice prima del ciclo void setup() configura i pin in base al tuo cablaggio e include l’impostazione della libreria DHT. Se decidi di usare un modello di Arduino diverso, allinea i numeri dei pin con il codice. Inoltre, puoi impostare i valori di temperatura ai quali l’attuatore deve aprire o chiudere (open_door_temp e close_door_temp). Inizialmente, imposta valori vicini alla temperatura ambiente così potrai testare il funzionamento del codice semplicemente usando un asciugacapelli o un’altra fonte di calore per raggiungere la temperatura di attivazione.
Il ciclo di codice void setup() imposta i relè come uscite e assicura che siano disattivati all’accensione. Viene anche inizializzato il Monitor Seriale, presupponendo che l’Arduino sia collegato via USB a un laptop/desktop per i test iniziali.
Il ciclo principale legge i valori dal sensore usando i comandi dht.readHumidity(), dht.readTemperature() e dht.readTemperature(true) e li memorizza in variabili float da utilizzare per alcune conversioni. I valori vengono convertiti in Celsius e Fahrenheit e stampati sul Monitor Seriale di Arduino.
Infine, queste letture vengono confrontate con le soglie di temperatura per determinare se l’attuatore lineare deve aprire o chiudere. I relè vengono impostati su stato alto (HIGH) di conseguenza; altrimenti, l’attuatore rimane fermo e l’Arduino continua a monitorare le letture di temperatura e umidità.
Conclusione
Usare un sensore di temperatura con un attuatore è un ottimo modo per imparare a programmare Arduino e si è dimostrato un’aggiunta molto utile alle applicazioni. Potresti trovare molti altri usi oltre ad acquaponica e idroponica a cui abbinare questo sensore! Anche se ti abbiamo mostrato come controllare un attuatore lineare da 12VDC, nulla ti impedisce di usare un attuatore lineare industriale ad alta potenza per applicazioni più impegnative: assicurati solo di abbinare correttamente l’alimentatore all’attuatore lineare.
Se hai domande o commenti su questo articolo o su qualsiasi nostro prodotto, non esitare a contattarci!