Arduino controlando sistemas de uma câmara climática - Ajuda

Olá garagistas, bom dia, boa tarde e boa noite.
Conforme viram no título do tópico, estou a montar uma câmara climática para utilizá-la no Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento Farmacêutico da Universidade Federal de São João del - Rei.

Nada mais é do que uma estufa passível de controles da umidade relativa e temperatura.

Estou projetando este equipamento pois infelizmente não temos verba para adquirir uma profissional, que sairia pela bagatela de aprox. R$10,000.

A câmara contará com uma estrutura reforçada de MDF de A100xL70xP50cm (vide modelo 3d)

Em seu interior teremos uma resistência a seco de potência ainda não definida e um sistema de desumidificação que será montado a partir de uma pastilha termoelétrica(Peltier 12715).

Eu nunca trabalhei na prática com Arduino mas já tenho uma boa familiaridade com sistemas elétricos e gostaria de aprender Arduino durante o desenvolvimento desse projeto, sendo que pretendo utilizá-lo para controlar e integrar os sistemas de aquecimento e desumidificação.

Gostaria de contar com a ajuda dos mais experientes aqui do fórum ao me nortearem e orientarem-me no desenvolvimento da montagem e programação do Arduino ao efetuar o controle dos sistemas.

Pretendo utilizar este esquema para o desumidificador

Já comprei e estou aguardando chegar:

Peltier 12715  aprox.130w

Arduino Uno R3 Atmega328p + Atmega16U2

Ventoinha 4000RPM c/ rolamento 

Abaixo deixo um esboço da câmara com suas medidas e alguns detalhes do interior

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Respostas a este tópico

Boa noite, 

Qual será a faixa de umidade e qual a faixa de temperatura?

Pode contar com a minha ajuda. 

Temperatura: entre 30°C e 70°C
Umidade Relativa do ar: entre 35% e 70% (Claro que a umidade ambiente poderá influenciar muito e não terei valores exatamente precisos)

Desde já agradeço o apoio e disponibilidade, José Gustavo.

Bom dia, 

Supondo que a temperatura variasse entre 40°C e 70°C, seria mais simples. Pois assim sempre teria que aquecer o ambiente. Se a temperatura da sala for maior do que 30°C, terá que esfriar. Correto?

O mesmo se aplica para o controle de umidade. Se o clima estiver muito seco, terá que umidificar?

Sim, concordo. Mas ela ficará num laboratório climatizado.

Para a umidade também haverá um sistema de umidificação, o mesmo será composto por algum difusor parecido com esse que ainda estou a analisar qual será comprado.

Bom dia MVP,

pode contar com minha ajuda também.

Só para adiantar pois acredito que será inevitável o uso de um um sensor de umidade,

não recomendo usar os sensores das famílias DHTxx  pois são imprecisos e 

pela minha experiencia tem alta ocorrência e defeito.

Para esta finalidade existem vários fabricantes, mas recomendo os sensores da fabricante Sensirion:

https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Sensirion%20PDFs/HT_AN_...

(SHTxx) pois tenho utilizado-os e mostram bem precisos e seguros.

Outras observações. Não ligue a pastilha Peltier sem dissipador, e lembre-se que a corrente 

de consumo da pastilha é bem alto. Então precisará de uma boa fonte de alimentação para ela.

Geralmente usa-se 12V para alimenta-la, e a corrente pode chegar até 6 A. (72W).

RV

Obrigado pelas dicas!
Sim, o uso de um sensor de umidade é imprescindível mesmo, estava buscando alguns modelos no aliexpress mas o valor do frete está complicando as coisas rsrsrsrsrs.

O peltier possuirá dissipador com certeza. Estou pensando em utilizar os dissipadores de CPU junto do próprio cooler que os acompanha, será que seria o suficiente?

O lado frio também possuirá dissipador, maior inclusive que o do lado quente, dessa forma tenho uma maior superficie de contato para condensação da umidade do ar que será soprado por outra ventoinha contra essa peça.

Boa noite, Mineirin.

Estive buscando os sensores que vc me recomendou e vi que existe uma gama grande de sensores SHTxx.

De acordo com sua experiência, qual dos modelos vc recomendaria para minha finalidade?(prezando por um menor custo, se possível).

Agradeço agora e sempre.

Salve Mineirin RV, tudo bom?

Se não lhe for incômodo, gostaria que me ajudasse quanto a aquisição dos sensores de umidade. Tenho olhado no Aliexpress mas o preço está bem alto. No Ebay encontro valores menores, além disso também consegui um cupom de desconto generoso que é válido se dia 1/06.

Pois bem, encontrei neste Link um sensor SHT31 por aprox. R$43 e supostamente da sensirion, pelo preço acho que não.

 Será que esse sensor posicionado em algum ponto estratégico da Câmara fará um bom trabalho? 

Vi que sua precisão é de cerca de 1.5%  enquanto os da família SHT1x tem cerca de 3% - 4%

Pessoal, embora ainda não tenha a maioria dos itens, ja gostaria de ir me planejando quanto ao uso do arduino no quesito conexões, módulos adicionais(se necessário), sensores e etc.

Como eu citei no tópico, não tenho familiaridade nenhuma com arduino e conto com o apoio de vocês.

Para já organizar os itens necessários gostaria de um direcionamento na escolha dos componentes pertinentes ao arduino

1. Considerando a Resistência(seja 127v ou 220v) - Eu necessitaria de um módulo de relés para que o arduino ative a resistencia?

2. O sistema termoelétrico de peltier composto pela pastilha e 2 ventoinhas(arrefecimento da porção aquecida e outra p/ deslocamento de ar para condensação) - penso que o ideal seria usar um sensor de temperatura no lado frio para controlar o acionamento da pastilha e deixar a ventoinha da condensação ligada constantemente, quando necessária a redução de umidade. Fora dessa situação este sistema permaneceria totalmente inativo.

3. O difusor de névoa(para aumentar umidade) que deverá ser ativado mediante detecção de umidade dentro da câmara, assim como o aparato de desumidificação.

4. Os sensores de umidade e temperatura

Já tenho adquirido:

-Peltier 12715

-Ventoinha 4000RPM c/ rolamento (refrigeração do lado quente da pastilha)

(Dissipador do lado quente irei solicitar junto ao setor de TI da universidade, um conjunto de dissipador + cooler CPU)

-Arduino Uno R3 (Chip ATMEGA16U2 + MEGA328P)

Para os sensores de temperatura, penso em adquirir aqueles tipo NTC, consigo utilizá-los direto no arduino? (Um para o interior da câmara e outro para manter a temperatura do lado frio da pastilha constante)

Para o sensor de umidade pretendo utilizar algum do tipo SHT, sugerido pelo Mineirin.

Será que podem em auxiliar na lista de componentes? Tem alguma coisa que deixei passar batido?

Boa noite Marcus,

Recomendo que monte as várias partes do projeto. Estude, aprenda a usar e depois monte tudo junto! 

Vai por mim! 

Um tanto de gente daqui do Lab, inexperientes e ansiosos, já querem montar tudo junto e aí não funciona. 

Sobre sensores de temperatura recomendo o DS18B20. 

São baratos, bons, confiáveis e muito fáceis de usar. 

Recomendo um sensor para o interior da camara climática (ou mais de um se achar necessário) e um outro para medir a temperatura externa (talvez seja útil). 

Já pode comprar e fazendo testes! 

https://wiki.dfrobot.com/Gravity__DS18B20_Temperature_Sensor__Ardui...

http://wiki.sunfounder.cc/index.php?title=DS18B20_Temperature_Senso...

https://wiki.eprolabs.com/index.php?title=DS18B20_Temperature_Sensor

https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library

Usando vários sensores DS18B20 ao mesmo tempo!  Use o endereço de cada sensor. 

https://lastminuteengineers.com/multiple-ds18b20-arduino-tutorial/

 DS18B20 datasheet:

https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf

Sensor De Temperatura Ds18b20 Prova Dágua P/ Projeto Arduino

Excelente achado, José!

Gostei muito dessa proposta de usar mais de um sensor no mesmo barramento. Pelo que li nos materiais que vc mandou, consigo usar os dados de cada um para controlar diferentes sistemas mesmo que estejam os sensores no mesmo barramento, correto?

Já irei iniciar a cotação para adquri-los.

Após a recepção dos dados desses sensores, como deveria fazer o acionamento dos sistemas independentes como a desumidificadora e a resistencia? Isso tem me deixado um pouco em dúvida. Na minha concepção eu acho que terei de utilizar um módulo de relés para acioná-los, estou correto ou existem maneiras mais adequadas?

(lembrando que independente do modo como será feito, tenho que pensar primeiro no custo).

Boa noite ,

Muito interessante o seu projeto. Trabalho em uma indústria farmacêutica que tem algumas Câmeras climáticas, para esse projeto você vai utilizar ar refrigerado para retirar a Umidade do ar ?

Fluxo da câmera climática.

Mine caldeira : Gera vapor para aumentar a umidade e Temperatura.

Resistência e Ar refrigerado : controla temperatura e Umidade do ar.

Criando um controle PID. fica muito bom !

Att,     

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