En esta entrada vamos a construir un psicrómetro de precisión, utilizando una placa ZUM y dos sensores de temperatura. Como la placa ZUM incorpora Bluetooth, es muy fácil utilizar el terminal para visualizar los datos. Además, vamos a añadir una salida proporcional analógica de 0-5 V que corresponde al 0-100% de humedad, con la que podremos alimentar y controlar automatismos externos. Medir la humedad en algunas industrias es primordial, como por ejemplo en agricultura, donde es fundamental conocer su valor y que éste sea preciso y fiable. ¡Sigue leyendo y consigue que tus setas crezcan fuertes y sanas!
Para construir el conjunto, nos basaremos en el psicrómetro manual, pero modificaremos los sensores de mercurio por sensores digitales, añadiremos la lógica necesaria para resolver la fórmula de la humedad basada en la diferencia entre termómetro seco y húmedo y, además, generaremos una salida de tensión con el valor de humedad.
Escogiendo los sensores
Dependiendo del entorno que utilicemos, las características que tendrán que tener diferirán. En un entorno industrial, por ejemplo en la cría de setas con humedades del 87 al 97% y esporas taponando los sensores, estos se vuelven poco fiables e imprecisos, por lo que los sensores que utilicemos tienen que cumplir una cierta cantidad de características:
- Precisión
- Fiabilidad
- Posibilidad de comprobar la validez de la medida fácilmente
Es por esto, que escogemos un sensor de temperatura estanco DS18B20.
Preparando los materiales
Para construir este proyecto necesitarás:
| Nombre | Unidades |
| BQ ZUM Core | 1 |
| Sensor temperatura estanco (1-Wire) | 2 |
| Caja estanca | 1 |
| Prensaestopa | 3 |
| Resistencias 4,7 KΩ 1/4 W | 2 |
| Mecha (venta en droguerías) | 2 |
| Cable unifilar | |
| Fuente de alimentación (6-17 V) | |
| Tubo termoretráctil (opcional) | 2 |
| Ventilador (opcional) | 1 |
| Protector ventilador (opcional) | 1 |
Una vez que tenemos los materiales, ¡podemos empezar con el montaje del conjunto!
Empieza el montaje. Preparando la caja y los sensores de temperatura.
En la caja estanca haremos 3 taladros, en nuestro caso del 12, para colocar los prensaestopas. En este caso, no es importante la precisión, ya que se utilizarán para pasar los cables por ellos y mantener el conjunto estanco.
Preparando los sensores de temperatura
Los sensores de temperatura tienen que llevar una resistencia (cada uno) de 4,7 KΩ entre el cable de alimentación (VCC) y el cable de señal. Además, colocaremos terminales hembra en los cables, para facilitar la conexión con la placa ZUM.
Podemos cubrir el conjunto utilizando el tubo termoretráctil, para evitar contactos y cortocircuitos.
Conexión de la electrónica y carga del código en la placa
Para comenzar, introducimos los cables de los sensores a través del prensaestopa y anclamos el conjunto a la tapa de la caja estanca. También introducimos la ZUM dentro de la caja.
El sensor de temperatura que hará de sensor seco se conectará al pin digital 4 y el húmedo al pin 5, así como los cables de corriente y tierra en su pin correspondiente.
Conectaremos el cable que utilizamos como salida analógica con el valor de humedad en el pin 6, ya que es un pin PWM y podremos simular esta señal. En caso de no necesitar controlar PLC con este método, podremos evitar esta parte.
El código realizado da una alta precisión en medidas de humedad en entornos con temperaturas de 10 a 24 ºC, ya que la tabla de presión de vapor de agua que está cargada está optimizada para estos valores. Para el cálculo de la humedad, precisamos conocer el valor de la presión del agua en mmHg, para ello podemos utilizar tablas como esta.
Puedes descargar el código compartido en GitHub, o bien desde la sección de descargas del post.
Testeando el sistema
Aunque el conjunto se ha probado y es conocida su eficiencia, puede ser que algo haya salido mal. Para comprobar que efectivamente no es así, unimos ambas sondas de temperatura para confirmar que marcan lo mismo, ya que el sistema se basa en la diferencia de temperatura entre la sonda húmeda y seca.
A continuación, utilizando el monitor serie del IDE de Bitbloq, Arduino o una app móvil, comprobaremos que la temperatura que nos dan las sondas es la misma, de esta manera verificamos que si hay un error no es de ninguna de las sondas.
Cosas a tener en cuenta al finalizar el proceso
Al igual que en los higrómetros analógicos, necesitamos mantener húmeda una de las sondas. Para ello, utilizamos una mecha sumergida en agua.
Además, cuanto mayor sea la corriente de aire que circule por el conjunto, mayor será la precisión, por lo que se puede añadir un ventilador para aumentar el flujo de aire.
Para montar el conjunto, hemos creado un soporte de aluminio en el que acoplar todos los elementos, pero… ¡puedes utilizar cualquier sistema que se te ocurra!