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COMPONENTS AIR QUALITY SENSOR
64 - ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015
necessaria e operano con un’alimentazione singola a 5V
DC. I dispositivi sono progettati per resistere alla penetrazio-
ne di acqua e di vari gas e non presentano isteresi durante
il rilevamento di livelli di umidità relativa tra il 5% e il 95%.
Generalmente i sensori di umidità resistivi sono facili da imple-
mentare e sostituire sul campo, possono essere utilizzati senza
calibrazione in una varietà di situazioni e garantiscono un rip-
ple molto basso e una isteresi minima.
Rilevamento Plug and Play
Measurement Specialties con la serie di moduli plug-and-play
HTG3500 offre rilevamenti combinati di umidità e temperatu-
ra. I moduli sono disponibili con diverse meccaniche e due
valori di alimentazione. Tra le caratteristiche, si segnalano
la tensione di uscita dipendente dall’umidità, secondo una
relazione altamente lineare, e la calibrazione entro il ±3% @
55% RH. Il segnale di temperatura è rappresentato dall’usci-
ta diretta di un termistore NTC. Questi due segnali semplifi-
cano il collegamento con un eventuale microcontrollore.
I valori di resistenza NTC possono essere tradotti in tempe-
ratura utilizzando uno dei molti approcci disponibili. Letture
precise possono essere ottenute anche su un intervallo di tem-
peratura ridotto utilizzando la relazione quadratica:
Dove
RT - resistenza NTC in Ω alla temperatura T in K
RN - resistenza NTC in Ω a temperatura nominale T in K
T, TN = temperatura in K
b = valore Beta, costante specifica del materiale dell’NTC
Se è necessaria una maggiore precisione, su una gamma più
ampia, è possibile utilizzare l’equazione di Steinhart-Hart. Que-
sta è l’equazione standard per determinare la resistenza di un
termistore a una data temperatura:
Dove
T = temperatura in K
R = resistenza NTC in Ω a temperatura T in K
A, B, C = coefficienti Steinhart-Hart riportati nella scheda tec-
nica dell’HTG3500
In alternativa, Measurement Specialties ha definito una serie
di tabelle di look-up che forniscono la resistenze per tempera-
ture da -40 °C a 110 °C con incrementi di 1 °C.
Rilevamento ambientale e IoT
Gli edifici intelligenti possono essere considerati parte dell’In-
ternet of Things (IoT), concetto che avrà una ricaduta fonda-
mentale su ogni aspetto del monitoraggio ambientale. Tale mo-
nitoraggio abbraccia non solo la qualità dell’aria, ma anche la
qualità delle acque, del suolo, le condizioni meteorologiche e
molto altro ancora. Le applicazioni possono includere: il con-
trollo dei processi industriali, il monitoraggio dei rifiuti, l’agri-
coltura, la gestione della supply chain, la sicurezza stradale,
ferroviaria o aerea, la conservazione della fauna selvatica e
l’ecologia, solo per citarne alcune. Le previsioni degli esper-
ti, per quanto riguarda il numero di dispositivi collegati alla
rete IoT, variano in un intervallo piuttosto ampio, che spazia
da poco più di 20 miliardi a oltre 50 miliardi di “oggetti” con-
nessi entro il 2020. Per i sensori di monitoraggio nei prossimi
anni quindi si prevedono opportunità straordinarie. La società
americana Sensorcon recentemente ha sviluppato uno stru-
mento multi-sensore chiamato utilizzabile attra-
verso uno smartphone. La società descrive il prodotto come
“il primo computer di rilevamento di tipo mobile, indossabi-
le, programmabile mai realizzato”. Il dispositivo incorpora, tra
l’altro, un rilevatore di monossido di carbonio, un termometro
senza contatto, un rilevatore di perdite di gas, un luxmetro, una
stazione meteo, uno strumento di diagnosi e un analizzatore di
respiro. Un giornalista ha descritto l’oggetto come “il coltellino
svizzero delle misure ambientali”. L’azienda sta utilizzando la
propria tecnologia di base per creare piccoli sensori climatici
di tipo application-specific capaci di comunicare con i disposi-
tivi intelligenti che utilizzano la tecnologia Bluetooth.
L’avvento di questo sensore costituisce un buon esempio del-
la direzione che potrebbe seguire lo sviluppo della tecnologia
dei sensori personali e portatili. Come esemplificazione di ciò
che si intende con “collegato” nel mondo IoT è possibile pen-
sare a un monitoraggio ambientale altamente localizzato che
permetta di dialogare con un abbigliamento intelligente per
migliorare il comfort e la sicurezza durante le attività all’aria
aperta, le attività industriali, il soccorso o l’esplorazione.
Sfruttando le diverse tecnologie di rilevamento attualmente
disponibili e combinandole in modo fantasioso e intelligente,
potranno sicuramente essere realizzate molte applicazioni di
rilevamento destinate a creare soluzioni sempre più innovative
e intelligenti.
Fig. 3 – Il sensore ambientale all-in-one ha rappresentato un banco di
prova per le tecnologie dei sensori “collegati”