Een lineaire actuator die wordt aangestuurd met een temperatuur‑ en vochtigheidssensor kent veel belangrijke toepassingen. Een praktische toepassing is bijvoorbeeld aquaponics en hydroponics, waar de vochtigheid moet worden geregeld – de sensor detecteert wanneer temperatuur en vochtigheid een bepaalde drempel bereiken en opent/sluit automatisch een deur met een lineaire actuator. Dit project is een leuke activiteit voor beginnende programmeurs of hobbyisten die de basis van Arduino‑code willen leren om een lineaire actuator te bedienen.
Dit artikel maakt deel uit van een serie van Progressive Automations, gericht op het voorzien van de kennis die u nodig heeft om lineaire actuators, microcontrollers en sensoren in uw volgende automatiseringsproject te gebruiken. Wilt u een lineaire actuator bedienen met een eenvoudig toetsenpad of iets geavanceerders, zoals meerdere ultrasone sensoren om nabij beweging te detecteren? Wij hebben wat u nodig hebt! Dit artikel laat zien hoe u de juiste temperatuursensor koppelt aan een actuator en hoe deze sensor werkt. Laten we beginnen!
Wat is een digitale temperatuur‑ en vochtigheidssensor?
Een digitale temperatuur‑ en vochtigheidssensor is een basis, ultragoedkope sensor die kan worden gebruikt om temperatuur en vochtigheid in de omringende lucht te meten. De LC-226 temperatuur‑ en vochtigheidssensor van Progressive Automations gebruikt een capacitieve vochtigheidssensor en een thermistor om signalen uit te sturen die een microcontroller kan lezen.
De vochtigheidsmeetcomponent is een vochtvasthoudend substraat met elektroden op het oppervlak. Wanneer waterdamp uit de omringende lucht door het substraat wordt opgenomen, geeft het substraat ionen af, waardoor de geleiding tussen de elektroden toeneemt. De verandering in weerstand tussen de twee elektroden is evenredig met de relatieve vochtigheid. Een hogere relatieve vochtigheid verlaagt dus de weerstand tussen de elektroden, terwijl een lagere relatieve vochtigheid de weerstand verhoogt.
De LC‑226 kan worden gevoed met een 5 VDC‑bron en heeft de volgende temperatuur‑ en vochtigheidsspecificaties:
- Bereik vochtigheidsmeting: 20% – 90% (relatieve vochtigheid)
- Fout vochtigheidsmeting: ±5% (relatieve vochtigheid)
- Bereik temperatuurmeting: 0 – 50°C
- Fout temperatuurmeting: ±2°C
Wat u nodig hebt
Laten we doornemen hoe u een temperatuursensor kunt koppelen aan een actuator voor elke gewenste toepassing. Hier is een lijst met wat u nodig hebt:
- 1 x 2‑kanaals relais
- 1 x Arduino Uno
- 1 x Lineaire actuator (12 VDC met max. 10 A stroomafname)
- 1 x PS-20-12 12 VDC‑voeding
- 1 x LC-226 temperatuur‑ en vochtigheidssensor
- Female‑naar‑male jumperkabels
Elke lineaire actuator kan worden gebruikt, maar zorg ervoor dat de voeding geschikt is voor de spanning en de Stroomafname van de lineaire actuator en het vermogensverbruik onder Belasting aankan.
Bedrading
Het bedraden van een lineaire actuator naar een relais is eenvoudig. In dit geval hebben we een 2‑kanaals relaisbord gebruikt. De bedrading bestaat uit vier stappen: actuator naar relais, sensor naar Arduino, relais naar voeding en actuator naar relais.
Houd er rekening mee dat een externe temperatuur‑ en vochtigheidssensor met een actuator in een vochtige omgeving een controller moet hebben die voldoende beschermd is of buiten de opstelling is geïnstalleerd. De sensor is ontworpen om vochtigheid aan te kunnen, maar uw Arduino‑controller niet. Behuizingen met IP‑klassificatie zijn voor deze toepassingen beschikbaar voor de Arduino. Als alternatief kunt u kabels vanaf uw externe controller naar de binnen geplaatste vochtigheidssensor voeren, waar de temperatuur en vochtigheid worden gemeten.
Stap 1: Arduino naar relais
- Arduino (Pin 7) naar Relais (IN1)
- Arduino (Pin 8) naar Relais (IN2)
- Arduino (5V) naar Relais (VCC)
- Arduino (GND) naar Relais (GND)
Stap 2: Temperatuur‑ en vochtigheidssensor naar Arduino
- Sensor (+) naar Arduino (5V)
- Sensor (-) naar Arduino (GND)
- Sensor (OUT) naar Arduino (Pin 2)
Stap 3: Relais naar voeding
- Relais (NO2) naar Voeding (-12VDC/GND)
- Relais (NC2) naar Voeding (+12VDC)
- Relais (NC1) naar Relais (NC2)
- Relais (NO1) naar Relais (NO2)
Stap 4: Actuator naar relais
- Actuator (positief) naar Relais (COM1)
- Actuator (negatief) naar Relais (COM2)
Arduino programmeren
Om de temperatuursensor met een actuator te gebruiken, downloadt u de DHT‑bibliotheek vanuit de Arduino IDE. Deze bibliotheek maakt het mogelijk om met korte commando’s een meting voor de vochtigheid of temperatuur op te halen. Nadat de DHT‑bibliotheek is gedownload, voegt u de volgende code toe aan een nieuw project: Temperatuur‑ en vochtigheidsgestuurde lineaire actuatorcode.
Alle code vóór de lus void setup() stelt de pinconfiguratie in op basis van uw bedrading en bevat de setup van de DHT‑bibliotheek. Als u besluit een ander Arduino‑model te gebruiken, stem dan de pinnummers af met de code. Bovendien kunt u de temperatuurwaarden instellen waarop de actuator moet openen of sluiten (open_door_temp en close_door_temp). Stel de waarden in het begin dichter bij kamertemperatuur in, zodat u kunt testen of de code werkt door simpelweg een föhn of andere warmtebron te gebruiken om de activeringstemperatuur te bereiken.
De code‑lus void setup() stelt de relaisconfiguratie in als uitgangen en zorgt ervoor dat ze gedeactiveerd zijn bij de eerste inschakeling. De seriële monitor wordt ook geïnitialiseerd, ervan uitgaande dat u de Arduino via USB met een laptop/desktop hebt verbonden voor de eerste test.
De hoofdlus van de code leest de sensor uit met de commando’s dht.readHumidity(), dht.readTemperature() en dht.readTemperature(true) en slaat deze waarden op in een float‑variabele voor enkele conversies. De waarden worden geconverteerd naar Celsius en Fahrenheit en worden afgedrukt in de seriële monitor van de Arduino.
Tot slot worden deze metingen vergeleken met de drempelwaarden voor de temperatuur om te bepalen of de lineaire actuator moet openen of sluiten. De relais worden dienovereenkomstig hoog gezet; zo niet, dan blijft de actuator stationair en blijft de Arduino de temperatuur‑ en vochtigheidswaarden monitoren.
Conclusie
Een temperatuursensor gebruiken met een actuator is een geweldige manier om te leren hoe u een Arduino programmeert en is gebleken een zeer nuttige toevoeging te zijn. U kunt naast aquaponics en hydroponics ook tal van andere toepassingen vinden om deze sensor aan toe te voegen! Hoewel we hebben laten zien hoe u een 12 VDC lineaire actuator bedient, staat niets u in de weg om een industriële, krachtige lineaire actuator te gebruiken voor veeleisendere toepassingen – zorg er alleen voor dat de voeding overeenkomt met de lineaire actuator.
Als u vragen of opmerkingen heeft over dit artikel of over een van onze producten, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen!