Sensore di umidita´ Honeywell HIH-4030

Alla ricerca di un sensore di umidità buono ed economico, ne ho passati alcuni in rassegna. La maggior parte dei sensori economici sono di tipo resistivo: la resistenza del sensore varia in funzione dell’umidità relativa. Quanto più è alta l’umidità, minore è la resistenza e quindi maggiore sarà la tensione in uscita da un partitore. Altri sensori sono invece di tipo capacitivo, altri ancora, pur fornendo un’uscita digitale, integrano all’interno sempre un sensore di uno dei due tipi su menzionati.

In un primo momento ho adocchiato e acquistato un componente a buon mercato (circa €1,80) distribuito dalla Rapid Online nel Regno Unito e proveniente dal mercato asiatico (Mobicon). Tale sensore è identificato con la sigla HCZ-J3, esternamente ha la forma che ricorda quella di un quarzo e ha due pin ai capi dei quali si misura la resistenza:

Tale sensore ha però una curva di risposta non lineare e fortemente influenzata dalla temperatura, come si può vedere nel suo datasheet:

Questo ovviamente porta a notevoli complicazioni nel momento in cui dovremo andare a scrivere un software, specie su un microcontrollore, destinato ad una visualizzazione del valore di umidità relativa: dovremo metterci, tabella in mano, a cercare in qualche modo di linearizzare le curve, magari suddividendole in più segmenti retti e quindi armarci di tanta pazienza e tempo.

Un sensore del genere quindi, a mio modesto parere, è piuttosto inadatto ad uno strumento di misura  “casalingo” se pur non destinato ad essere precisissimo (eppure sensori del genere è possibile trovarli anche in alcuni strumenti di misura). Può tornare utile, invece, nei casi in cui non abbiamo bisogno di visualizzare un valore di umidità  preciso bensì di azionare qualche automatismo (es.: condizionatore, estrattori di aria, ventole ecc) che possa in qualche modo regolare l’umidità ambiente in maniera approssimativa. Tra l’altro il prezzo di tale sensore è davvero basso, per cui può tornare utile in molte occasioni.

Girovagando ho trovato qualcosa che faceva al caso mio: abbastanza economico, preciso, con poca dipendenza dalla temperatura e soprattutto con una risposta lineare: Honeywell HIH-4030.

La curva (curva?!) di risposta di tale sensore è praticamente lineare, il che semplifica il lavoro in maniera notevole:

Tale sensore ha 3 pin (alimentazione, massa, uscita), ha una buona resistenza agli agenti chimici, è molto preciso e consuma pochissimo ma… è un componente SMD! Niente paura! La SparkFun ha difatti realizzato una breakout board che ha già montato tale sensore e fornisce una piedinatura standard col passo da 2.54mm:

Tale componente può essere acquistato in Italia da Robot-Italy.

Sul datasheet viene indicato che la tensione in uscita (Vout), alla temperatura di 25°C, varia in funzione della tensione di alimentazione (Vsupply) e dell’Umidità Relativa (RH – espressa già in valore percentuale) secondo la formula:

Supponendo di voler utilizzare questo sensore alimentandolo a 5V la formula  diventa:

Chi ha fatto lo studio delle funzioni vede bene che questa è proprio l’equazione di una retta in cui il valore 0,8 è il valore dell’intercetta (il sensore fornisce 0,8Volts quando il valore di umidità relativa è dello 0% – questo con alimentazione a 5V e temperatura esterna di 25°C). Da tale funzione mi pare abbastanza semplice ricavarsi il valore di umidità relativa una volta letta la tensione in uscita con un microcontrollore:

Avendo a bordo della nostra scheda anche un sensore di temperatura, volendo possiamo effettuare la compensazione del valore di umidità relativa sfruttando la formula fornita sempre sul datasheet (T espressa in °C):

Oltre al datasheet di tale sensore e di quello esposto prima, potete scaricare un foglio in cui, tramite excel, ho disegnato la curva di risposta del sensore con l’equazione.

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