Un sensore del punto di rugiada con ENS210

Il "punto di rugiada" è un parametro fisico usato anche per le previsioni meteo. Esso non solo contribuisce a indicare il rischio di crescita della muffa ma anche della corrosione di oggetti in acciaio. La ventilazione e il riscaldamento offrono un buon controllo del punto di rugiada. Tuttavia, per raggiungere bene lo scopo occorre che esso sia determinato in sufficiente anticipo. Il dispositivo intelligente presentato qui possiede proprio tale funzionalità.

Introduzione

Il dispositivo presentato in questo articolo è uno strumento di misura molto preciso. L'alta precisione di misurazione della temperatura e dell'umidità lo rende utile in molte applicazioni. Il sensore utilizzato, l'ENS210 è, probabilmente, il più preciso sensore precalibrato attualmente disponibile sul mercato. La temperatura viene misurata con una precisione di +/-0.2°C in un intervallo compreso tra 0°C e 70°C, senza alcuna calibrazione. Ciò rende l'ENS210 estremamente adatto da usare come riferimento per la calibrazione di sensori per la temperatura e l'umidità.

Cos'è il "punto di rugiada"?

Il punto di rugiada è calcolato eseguendo dei calcoli sulla temperatura e sull'umidità relativa. Per approfondimenti si può consultare il relativo link [1]. Inoltre, la differenza tra il punto di rugiada e la temperatura attuale restituisce un'ottima indicazione se la crescita della muffa o la corrosione possono verificarsi.

Figura 1: il minuscolo sensore ENS210

Figura 1: il minuscolo sensore ENS210

Attenzione alle saldature

Il chip del sensore ENS210 è estremamente piccolo, nel suo contenitore di soli 2x2 mm (vedi figura 1). Fortunatamente, come si può vedere nella foto in figura 2, con qualche sforzo si può riuscire a saldare il piccolo chip su un pezzo di breadboard o mille fori. Per evitare la frustrazione nelle operazioni di saldatura, Elektor Labs ha deciso di progettare la breakout board (e-BoB) con il sensore, evitando i rischi di un possibile danneggiamento del chip o, addirittura, di perderlo.

Figura 2: un improvvisato metodo di montaggio dell'ENS210 sulla breadboard, ma del tutto riuscito

Figura 2: un improvvisato metodo di montaggio dell'ENS210 sulla breadboard, ma del tutto riuscito

L'e-BoB Elektor ENS210

Il semplicissimo schema dell'e-BoB ENS210 è raffigurato in figura 3. Questo segue le specifiche del produttore, che consiglia una linea di alimentazione disaccoppiata a 3.3 V (C1) e, opzionalmente, i resistori di pull-up R1 e R2 sulle linee SDA e SCL, come parte dell'interfaccia I2C. R1 e R2 sono alimentati a 3.3 V e dovrebbero essere montati:

  • quando non sono presenti altri pull-up sulle linee SDA e SCL del sistema;
  • quando è necessario un limite di tensione a 5 V sul bus I2C , come l'ATMEGA con le sue resistenze di pull-up interne.

In nessun caso il sensore dovrebbe essere usato senza resistenze di pull-up su SDA e SCL. Infine, tutto la comunicazione e l'alimentazione dell'ENS210 a 3.3 V avviene tramite un connettore a 4 vie (K1).

Figura 3: schema circuitale dell'e-Bob ENS210. R1 e R2 sono opzionali

Figura 3: schema circuitale dell'e-Bob ENS210. R1 e R2 sono opzionali

La connessione Arduino

Si è effettuato il collegamento del sensore ENS210 a Arduino UNO per creare un pratico dispositivo per la misura del punto di rugiada. Grazie all'uso dell'embedded, l'hardware richiesto per il progetto è semplice. L'unico sforzo è richiesto per il cablaggio al display LCD. La figura 4 mostra lo schema del misuratore del punto di rugiada a lettura diretta. Il programma risultante, lo sketch, è liberamente scaricabile [2]. L'ENS210 fornisce una completa interfaccia I2C, pertanto nessun hardware aggiuntivo è richiesto. Tutte le misure e i risultati appaiono sul display e sono anche inviati al monitor seriale o al plotter seriale dell'IDE di Arduino. Il formato di output è selezionabile tramite un pulsante. Viene utilizzato un elegante display LCD a 3 righe con retroilluminazione bianca, ma è possibile usare qualsiasi altro tipo di dispositivo. Esso è implementato nello sketch ENS210_3L_34. Con poche funzioni aggiuntive si può usare la libreria standard "Liquid-Crystal". Si può estendere il progetto prevedendo la funzione di data logger, aggiungendo anche dei pulsanti per il suo controllo. I dati misurati si dovrebbero memorizzare in EEPROM.

Figura 4: il progetto di un sistema host "Arduino"' per il sensore ENS210. Esso, combinati a un display LCD, costituisce uno strumento interessante per l'analisi delle aree potenzialmente influenzate dalla crescita della muffa e dalla corrosione. Se la funzione boost del display non è richiesta, si devono omettere C1, C2, D1, D2, R1 e collegare il pin 24 al pin 25

Figura 4: il progetto di un sistema host "Arduino"' per il sensore ENS210. Esso, combinati a un display LCD, costituisce uno strumento interessante per l'analisi delle aree potenzialmente influenzate dalla crescita della muffa e dalla corrosione. Se la funzione boost del display non è richiesta, si devono omettere C1, C2, D1, D2, R1 e collegare il pin 24 al pin 25

Elenco componenti

  • Resistenze
    • R1; R2 = vedi testo
  • Condensatori
    • C1 = 100nF
  • Semiconduttori
    • IC1 = ENS210-LQFM
  • Varie
    • K1 = morsetto SIL a 4 pin, passo 0,1"
    • PCB

>>>Leggi anche: Il Kit di ESPertino: temperatura e umidità sotto controllo con il DHT11

Web links

[1] Teoria del punto di rugiada: https://en.wikipedia.org/wiki/Dew_point
[2] Sketches di Arduino: www.elektormagazine.com/180306-01

 

Elektor Post

Una risposta

  1. SeggeTauli 26 giugno 2019

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