Domotique : Création d’un hygromètre

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Mise à jour le 15/02/2020 : 

Construction d'un hygromètre - RedOhm -

Construction d’un hygromètre – RedOhm –

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Sommaire .

 

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Définition et utilité d’un hygromètre

Définition d’un hygromètre 

Un hygromètre est un appareil qui sert à mesurer l’humidité relative de l’air (l’hygrométrie relative). Ces appareils utilisent la température de condensation de la vapeur d’eau dans l’air (appelée point de rosée), des modifications de la capacité ou de la résistance électrique pour mesurer les différences d’humidité. Le premier hygromètre brut fut inventé par le polymathe de la Renaissance italienne Leonard de Vinci en 1480. En 1755, Jean-Henri Lambert a créé une version plus moderne et en 1783, Horace Bénédict de Saussure, physicien et géologue suisse, inventa le premier hygromètre utilisant le cheveu humain pour mesurer l’humidité.

Principaux modèles hygromètre 

  • bobine de papier métallique
  • A cheveux
  • A condensation
  • Hygromètre capacitif
  • Hygromètre résistif

Capteur d’impédance variable avec le modéle capacitif 

On mesure la capacité d’un condensateur dont le diélectrique est hydrophile. Pour mesurer l’humidité de l’air, on utilise généralement l’oxyde d’aluminium comme diélectrique. Le condensateur doit avoir une armature poreuse pour faciliter le passage de l’air dans le diélectrique. On utilise une électrode craquelée pour obtenir cette caractéristique. Un pont de Sauty relie les différentes cellules. Le pont est ensuite alimenté par un courant alternatif de haute fréquence (une fréquence élevée favorise une plus faible consommation d’énergie). La tension ainsi générée nous indique le pourcentage d’humidité. Cette technique de mesure offre des performances correctes (±2 % d’erreur) pour une gamme variant entre 5 et 99 % d’humidité relative3.

Cette méthode s’applique aussi aux solides. La capacité diélectrique de l’eau est de 80 et celle des solides est généralement inférieure à 5. La caractéristique diélectrique influencera donc la capacité électrique. En comparant la capacité d’un échantillon sec et d’un échantillon humide, on obtient une droite. On peut alors trouver le pourcentage d’humidité dans notre solide selon sa capacité.

 

Humidité ou mauvaise humidité pour qui ?

L’humidité relative de l’air est l’expression en pourcentage de la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air. Un intérieur trop humide ou trop sec n’est pas recommandé car il est dangereux pour votre santé, mais également celle de vos animaux et plantes. Il faut être vigilent notamment en hiver : par exemple, un chauffage qui tourne à plein régime est souvent synonyme d’assèchement de l’air. Il est donc important de connaître les valeurs critiques de l’humidité relative et ce qui régit le subtil équilibre entre température et humidité.

Les effets de l’humidité sur la santé

Un logement trop humide, une teneur en eau trop élevée a des répercussions sur la santé ,  comme  les  maladies respiratoires , les douleurs articulaires , des problèmes de circulation

Pour plus d’information : passeportsante.net

Stockage de filament pour l’impression 3D.

Dans le cas de l’impression 3D, plus particulièrement sur les filaments, la concentration d’humidité excessive peut provoquer une longue liste de problèmes

Dégradation des filaments: Les filaments hygroscopiques sont susceptibles d’absorber une grande partie de l’eau, car les molécules d’eau se lient aux molécules des polymères, formant ainsi des liens intermoléculaires forts. Ces liaisons peuvent entraîner des micro-ruptures internes qui affaiblissent la structure même du filament.

Obstruction de l’extrudeur / HotEnd: L’humidité concentrée dans le filament lors du chauffage dans le HotEnd s’évapore, provoquant des trous à l’intérieur du filament, ce qui en fait une pâte bouchant le Barrel (Heat Break) ou la busel (Nozzle). Ce problème est très courant lorsque l’on utilise des filaments de nylon présentant des taux d’humidité élevés (>20 %).

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Choix pour notre application du capteur d’humidité et de T° Grove 101020019

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Ce capteur de température et d’humidité (version pro DHT22) compatible Grove utilise une thermistance CTN et un capteur capacitif et délivre une sortie digitale. Sa précision est supérieure à celle du capteur SEN11301P.

Descriptif du module 101020019

Interface : compatible Grove
Alimentation : 3,3 à 6 Vcc
Consommation : 1,5 mA
Plage de mesure température : -40°C à 80°C (±0,5°C)
Plage de mesure pour humidité : 5 à 99% HR (±2%)
Temps de réponse : 6 à 20 secondes
Dimensions : 40 x 20 x 11 mm
Connectique non compatible :  avec Tinker Kit
Référence Seeedstudio : 101020019 (remplace SEN51035P)

Information complementaire :

Impact de l’exposition aux produits chimiques.
Le capteur d’humidité capacitif possède une couche chimique qui, avec la prolifération de produits chimiques, peut modifier sa sensibilité. Une forte concentration de pollution chimique, comme l’éthanol, entraînera une destruction progressive de la couche sensible du capteur jusqu’à sa mise hors service.

Influence de la température sur le capteur.
L’installation de ce capteur doit être autant que possible éloignée des composants électroniques qui sont  source de chaleur.

Impact de la lumière.
Une exposition prolongée au soleil ou un fort rayonnement ultraviolet aura pour effet de dégrader les performances du capteur.

Dépassement des capacités physique du capteur.
Placé dans des conditions de travail extrême ou des limites du capteur, pour que celui-ci puisse revenir dans les plages de conditions de fonctionnement normale, il faut maintenir deux heures dans des conditions d’humidité de 45 ℃ et <10% HR (sec); suivi par des conditions d’humidité de 20-30 ℃ et> 70% HR à maintenir plus de cinq heures.

Précautions de câblage.
La qualité du fil de signal affectera la qualité de la sortie de tension, il est recommandé d’utiliser un câble blindé de bonne qualité.

 

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Fourniture pour la réalisation de hygromètre

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Capteur d’humidité et de T° Grove 101020019 – 1 piece 

  • Ce capteur de température et d’humidité (version pro DHT22) compatible Grove utilise une thermistance CTN et un capteur capacitif et délivre une sortie digitale.
Capteur d'humidité et de T° Grove 101020019 piece pour l'hygromètre- RedOhm -

Capteur d’humidité et de T° Grove 101020019 piece pour l’hygromètre- RedOhm –

 

ou

Capteur de T° et d’humidité DHT22

  • Le capteur de température et d’humidité DHT22 (ou RHT03) communique avec un microcontrôleur via un port série. Le capteur est calibré et ne nécessite pas de composants supplémentaires pour pouvoir être utilisé .
    Conseil de RedOhm : Vous devrez placer une résistance de 10 kohms entre le VCC et la broche de données pour améliorer le signal de transmission de données.
Capteur d'humidité et de T° DTH22 pour l'hygromètre

Capteur d’humidité et de T° DTH22 pour l’hygromètre

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Afficheur LCD I2C RGB Gravity DFR0464 – 2 pieces 

  • Afficheur LCD 2 x 16 caractères noirs à rétro-éclairage RGB se raccordant via le bus I2C sur un microcontrôleur. Le rétro-éclairage RGB propose 16 millions de couleurs et différents effets paramétrables via le programme Arduino.
Afficheur LCD I2C RGB Gravity DFR0464

Afficheur LCD I2C RGB Gravity DFR0464

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  Multiplexeur I2C ADA2717 – 1 piece 

  • Module multiplexeur basé sur un TCA9548A permettant de raccorder jusqu’à 8 modules I2C avec la même adresse sur le même bus I2C d’un microcontrôleur.
Multiplexeur I2C ADA2717 piece pour l'hygromètre- RedOhm -

Multiplexeur I2C ADA2717 piece pour l’hygromètre- RedOhm –

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Module relais Grove 103020005 ou equivalent 

Ce module relais compatible Grove agit comme un interrupteur normalement ouvert et permet de commuter des charges plus élevées que ce que permettent les cartes Arduino ou compatibles.

Module relais Grove 103020005

Module relais Grove 103020005

Caractéristiques:

  • Interface : compatible Grove
  • Pouvoir de coupure : 10 A/30 Vcc
  • Indicateur de contact : led
  • Dimensions : 42 x 24 x 20 mm
  • Température de service : 0°C à +40°C
  • Référence Seeedstudio : 103020005

 

 

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Schéma de cablage de l’hygromètre

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Module seeed schema de principe-V2 de l’hygromètre 

Module seeed  schema de principe-V2 de l'hygromètre - RedOhm -

Module seeed schema de principe-V2 de l’hygromètre – RedOhm –

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Module DTH22 seul schéma de principe de l’hygromètre 

 

Module  DTH22 seul schema de principe de l'hygromètre - RedOhm -

Module DTH22 seul schema de principe de l’hygromètre – RedOhm –

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Ignorez simplement la broche 3, elle n’est pas utilisée. Vous devrez placer une résistance de 10 kohms entre le VCC et la broche de données.

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Schéma de principe pour le cablage du DTH22 seul

Schéma de principe pour le cablage du DTH22 seul - RedOhm -

Schéma de principe pour le cablage du DTH22 seul – RedOhm –

 

 

 

 

 

 

 

 

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Programme de gestion des afficheurs et pilotage du relais d’asservissement

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 lien utile et information technique 

 

Fournisseur   : 

Information technique :

  • Définition et principe de fonctionnement d’un hygromètre : wikipedia
  • Probleme d’humidité pour l’impression 3D : filament2print

 

 

 

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