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How To testa di prelievo per sensori Air Quality

A cosa serve

Da bibliografia I sensori per il particolato di tipo OPC evidenziano come principale fonte di errore l'elevata umidità relativa (> 85%). Nelle condizioni di elevata umidità relativa infatti il computo della dimensione della particella viene alterato essendo questa generalmente igroscopica. Bisogna anche ridurre gli effetti dinamici del vento che alterano il flusso di aria nello strumento regolato solo da una apposita ventola.

Principio di funzionamento

L'umidità relativa è definita come il rapporto della densità del vapore contenuto nella miscela e la densità del vapore saturo alla temperatura della miscela. L'obiettivo è quello di ridurre l'umidità relativa. Il numeratore non è semplice da modificare mentre risulta facile modificare il denominatore elevando la temperatura e quindi aumentando la densità di vapore saturo. Quindi una riduzione di umidità relativa si realizza quando necessario riscaldando opportunamente l'aria. E' stata creata quindi una stanza all'interno della quale l'aria è convogliata da una ventola con numero di giri regolabile per garantire il ricambio permanente dei campioni d'aria. La stanza è termoregolata tramite un elemento riscaldante da 36w termicamente connesso a un dissipatore e una ventola per aumentare l'efficienza dello scambio di calore e l'omogenizzazione dell'aria nella stanza. L'uscita del flusso d'aria deve essere dimensionato in modo da no avere nessun effetto di pressurizzazione nella stanza, ma al tempo stesso permettere principalmente solo l'uscita dell'aria esterna prelevata. Viene impostata l'umidità massima richiesta. all'interno della stanza è posto un sensore di temperatura e di umidità. Dall'umidità misurata tramite la formula di Tetens diretta e inversa vine calcolata la temperatura necessaria per ottenere l'umidità richiesta. Nel caso in cui la temperatura calcolata sia superiore a quella misurata viene attivato il riscaldatore comandato tramite un PID.

Alla camera è possibile collegare tutti i sensori con la presa d'aria predisposta.

Funzionalità

Tramite l'encoder e il display è possibile impostare:

• umidità massima richiesta
• temperatura massima possibile (per protezione)
• velocità della ventola di prelievo
• ventola di prelievo on/off
• 3 parametri del PID
• salvataggio di tutti i parametri in modo permanente

La funzione di salvataggio permette di conservare i parametri impostati a un riavvio. Con una pressione lunga del bottone dell'encoder si esce dalla modalità impostazione (altrimenti raggiunta anche dopo un timeout) ed è possibile visualizzare sul display tutti i parametri di funzionamento.

Implementazione hardware

Materiale

• alimentatore 12V 50w
• ponte H ibt_2
• sensore I2C temperatura e umidità HIH della Honeywell
• microcontrollore esp8266 Wemos D1 mini
• display oled Wemos
• modulo alimentazione Wemos
• millefori Wemos
• encoder
• ventola 4cm. 12V
• ventola 12cm. 12V
• dissipatore
• resistenza 4 ohm 50w

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Implementazione software

Firmware

https://github.com/r-map/rmap/blob/master/arduino/sketchbook/domotica/sample_head/sample_head.ino

Test di funzionamento

http://liste.raspibo.org/wws/d_read/meteo/testa_prelievo/grafici/temperatura_e_umidita.png