دما و رطوبت

انواع سنسور دما و رطوبت سنج

سنسور دما و دماسنج الکترونیکی انواع مختلفی دارند. به چند حالت مختلف میتوان سنسور دما را دسته بندی کرد. یک نوع دسته بندی براساس نوع کاربرد از جمله تماسی و محیطی دسته بندی می‌شوند. نوع دیگر سنسور دما براساس صنعتی بودن و دامنه حرارتی دسته بندی می‌شوند. نوع دیگر سنسور دما Temperature Sensor بر اساس مواد اولیه به کار رفته در آن‌ها است. اکثر سنسورها رطوبت از نوع محیطی هستند و نیازی به تماس لمسی برای سنجش ندارند. به عنوان مثال سنسور دما و رطوبت DHT یکی از پر کاربردترین سنسورها است. انواع ترموستات دیجیتال ماژول‌های کنترلر دما و رطوبت ترموستات با سنسورهای تماسی و محیطی در این شاخه قرار گرفته‌اند. سنسورهای دماسنج آنالوگ و دماسنج دیجیتال به صورت ماژول و سنسور دما ارایه می‌شوند. در پروژه‌های نمونه گیری پارامترهای محیطی، استفاده از سنسور دما بسیار مرسوم است. اکثر پروژه‌های اینترنت اشیا بر اساس سنسور دما کارایی دارند. در محیط‌های صنعتی از سنسور دما صنعتی استفاده می‌شود. به این صورت که سنجش پارامتر دمای محیطی، چه در محیط خانگی، چه در محیط کشاورزی مسقف چه در محیط صنعتی همگی از پارامترهای مهم است.

سنسور دما رطوبت چه کاربردهایی دارد؟

سنسور دما و رطوبت، از جمله سنسورهای حسگری هستند که برای اندازه‌گیری دما و رطوبت در محیط‌های مختلف به کار می‌روند. این سنسورها در بسیاری از صنایع، نظیر خودروسازی، الکترونیک، ساختمانی، کشاورزی و ... استفاده می‌شوند. برخی کاربردهای سنسور دما و رطوبت عبارتند از:

کشاورزی: در کشاورزی، سنسورهای دما و رطوبت برای کنترل شرایط محیطی مهم هستند. مثلا در گلخانه ها برای کشت گل و گیاهان، باید شرایط دما و رطوبت مناسب فراهم شود تا گیاهان به خوبی رشد کنند.

صنعت الکترونیک: در صنعت الکترونیک، سنسورهای دما و رطوبت به منظور کنترل شرایط محیطی داخل دستگاه ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سنسورها می‌توانند در شرایطی که دمای بسیار بالا یا پایین است، دستگاه را از خرابی و خطرات حفاظت کنند.

صنایع غذایی: در صنایع غذایی، سنسورهای دما و رطوبت به منظور کنترل شرایط حفظ مواد غذایی به کار می‌روند. این سنسورها می‌توانند به طور مداوم دمای مواد غذایی را اندازه‌گیری کنند تا از خراب شدن آنها جلوگیری کنند.

صنایع خودروسازی: در صنایع خودروسازی، سنسورهای دما و رطوبت برای کنترل شرایط محیطی داخل خودرو استفاده می‌شوند. این سنسورها به منظور کنترل سیستم تهویه و هواکش خودرو به کار می‌روند.

دسته بندی انواع سنسورهای دما و دما رطوبت

سنسورهای دما و رطوبت در انواع مختلفی در دسترس هستند که برای استفاده در صنایع و برنامه های مختلف طراحی شده‌اند. برخی از انواع سنسورهای دما و رطوبت عبارتند از:

سنسورهای مقاومتی (Resistive Sensors): این نوع سنسورها بر پایه تغییرات مقاومت الکتریکی در پاسخ به تغییرات دما و رطوبت کار می‌کنند. این سنسورها دارای دقت بالایی هستند و به راحتی می‌توانند در برنامه های مختلف استفاده شوند.

سنسورهای ترموکوپل (Thermocouple Sensors): این نوع سنسورها بر پایه ایجاد پتانسیل الکتریکی در پاسخ به تغییرات دما کار می‌کنند. این سنسورها بسیار دقیق هستند و برای اندازه گیری دمای بسیار بالا یا پایین مناسب هستند.

سنسورهای ترمیستور (Thermistor Sensors): این نوع سنسورها بر پایه تغییرات مقاومت الکتریکی در پاسخ به تغییرات دما کار می‌کنند. این سنسورها بسیار حساس هستند و در برنامه هایی که نیاز به دقت بالایی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سنسورهای دیجیتالی (Digital Sensors): این نوع سنسورها برای اندازه گیری دما و رطوبت، از تکنولوژی مبتنی بر الکترونیک استفاده می‌کنند. این سنسورها به طور معمول با استفاده از پروتکل های مختلفی مانند I2C و SPI کار می‌کنند و به راحتی می‌توانند در برنامه های مختلف استفاده شوند.

سنسورهای پیزو الکتریکی (Piezoelectric Sensors): این نوع سنسورها برای اندازه گیری رطوبت کاربرد دارند.

انواع سنسور دما

سنسورهای دما به شکل‌ها و اصول عملکرد مختلفی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از انواع سنسورهای دما اشاره می‌کنیم.

سنسورهای مقاومتی (Resistance Temperature Detectors یا RTDs): این سنسورها از نوع ترمومتر مقاومتی هستند و به منظور اندازه‌گیری دمای بالایی طراحی شده‌اند. معمولاً از موادی مانند پلاتینیوم، نیکل یا مس ساخته شده‌اند. از جمله سنسور دما LM35 میتوان نام برد.

ترموکوپل‌ها (Thermocouples): این سنسورها از دو نوع مواد مختلف بهم تلفند و برای اندازه‌گیری دمای بسیار بالا یا پایین استفاده می‌شوند. این سنسورها دارای دو قطب متفاوت (یکی مثبت و دیگری منفی) هستند که بین آن‌ها تفاوت ولتاژی ایجاد می‌شود.

سنسورهای ترمیستور (Thermistors): این سنسورها از نوع ترمومتر مقاومتی هستند که از مواد نیمه‌رسانا ساخته شده‌اند. در حالتی که دما بالا رود، مقاومت آن‌ها کاهش می‌یابد. از جمله سنسور NTC 10K میتوان نام برد.

سنسورهای اینفرارد (Infrared sensors): این سنسورها از اندازه‌گیری تابش اشعه مادون قرمز استفاده می‌کنند و برای اندازه‌گیری دمای بدن انسان و دیگر موجودات زنده استفاده می‌شوند.

سنسورهای الکترونیکی (Electronic sensors): این سنسورها از انتقال حرارت با کمک الکترونیک استفاده می‌کنند و برای اندازه‌گیری دمای اتاق و دیگر محیط‌های داخلی استفاده می‌شوند.

تفاوت سنسور LM35 و سنسور PT100 چیست؟

سنسور LM35 و PT100 هر دو برای اندازه گیری دما استفاده می شوند، اما دارای تفاوت‌هایی هستند:

• محدوده دمایی: سنسور LM35 برای اندازه‌گیری دما در محدوده دمایی ۵- تا +100 درجه سانتی‌گراد مناسب است، در حالی که سنسور PT100 برای اندازه‌گیری دما در محدوده دمایی -۲۰۰ تا +۶۵۰ درجه سانتی‌گراد مناسب است.
• نوع خروجی: سنسور LM35 خروجی آن را به صورت ولتاژ خطی ارائه می‌دهد، بدین معنی که با افزایش دما ولتاژ خروجی آن نیز افزایش می‌یابد. از طرف دیگر، سنسور PT100 خروجی آن را به صورت مقاومت الکتریکی ارائه می‌دهد و با افزایش دما، مقاومت آن افزایش می‌یابد.
• دقت: سنسور PT100 دقت بیشتری در اندازه‌گیری دما دارد و به عنوان یک سنسور صنعتی به کار می‌رود، در حالی که سنسور LM35 بیشتر برای کاربردهای غیر صنعتی و آزمایشگاهی مناسب است.
• قیمت: قیمت سنسور LM35 نسبت به سنسور PT100 کمتر است، اما با توجه به دقت بالاتر سنسور PT100 برای کاربردهای صنعتی و دقیق‌تر مناسب است.
• به طور کلی، هر کدام از این سنسورها در برنامه‌های مختلفی کاربرد دارند و بسته به نیاز و کاربرد مورد نظر می‌توان از آنها استفاده کرد.

تفاوت ترموکوپل max6675 با max3185 چیست؟

ترموکوپل Max6675 و Max31855 هر دو به منظور اندازه گیری دما استفاده می‌شوند، اما دارای تفاوت‌هایی هستند.

• دقت: Max31855 دقت بالاتری در اندازه‌گیری دما دارد. دقت این سنسور 0.25 درجه سانتی‌گراد است در حالی که دقت Max6675 برابر با 0.5 درجه سانتی‌گراد است.
• محدوده دمایی: Max31855 برای اندازه‌گیری دمای بسیار پایین و بالا مناسب است و محدوده دمایی آن از -270 تا +1800 درجه سانتی‌گراد است. در حالی که محدوده دمایی Max6675 بین 0 تا 1024 درجه سانتی‌گراد است.
• نوع خروجی: Max31855 خروجی آن را به صورت دیجیتال ارائه می‌دهد، در حالی که Max6675 خروجی آن را به صورت ولتاژ می‌دهد.
• قیمت: قیمت ترموکوپل Max31855 نسبت به Max6675 بالاتر است.

به طور کلی، هر کدام از این سنسورها در برنامه‌های مختلفی کاربرد دارند و بسته به نیاز و کاربرد مورد نظر می‌توان از آنها استفاده کرد.

انواع سنسور دما رطوبت

سنسورهای دما و رطوبت که به طور مشترک از آنها به عنوان سنسور دما رطوبت یاد می‌شود، در انواع مختلفی طراحی شده‌اند. در زیر به برخی از انواع سنسورهای دما رطوبت اشاره می‌کنیم:

سنسورهای DHT11 و DHT22: این سنسورها در اندازه‌گیری دما و رطوبت محیط داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرند و به صورت دیجیتال خروجی تولید می‌کنند.

سنسورهای SHT11 و SHT31: این سنسورها نیز برای اندازه‌گیری دما و رطوبت در محیط داخلی طراحی شده‌اند و به صورت دیجیتالی کار می‌کنند.

سنسورهای HIH-4000: این سنسورها از تکنولوژی کریستالی استفاده می‌کنند و در اندازه‌گیری رطوبت و دمای محیط داخلی به کار می‌روند.

سنسورهای BME280: این سنسورها برای اندازه‌گیری دما، رطوبت و فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند و به صورت دیجیتالی عمل می‌کنند.

سنسورهای HTU21D: این سنسورها برای اندازه‌گیری دما و رطوبت در محیط داخلی طراحی شده‌اند و از تکنولوژی CMOS استفاده می‌کنند.

سنسورهای AM2302: این سنسورها نیز برای اندازه‌گیری دما و رطوبت در محیط داخلی به کار می‌روند و خروجی آنها به صورت دیجیتالی است.

زبان برنامه نویسی سنسورها دما و دما رطوبت

زبان برنامه نویسی مورد استفاده برای کار با سنسورهای دما و دما رطوبت، بستگی به نوع سنسور و محیط کاری دارد. اما بسیاری از سنسورهای دما و دما رطوبت، با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی متن‌باز مانند C و C++ قابل برنامه‌ریزی هستند. همچنین، برای ارتباط با سنسورهای دیجیتالی، معمولا از پروتکل‌های ارتباطی مانند I2C و SPI استفاده می‌شود که با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی مانند C، C++، Python و Java قابل برنامه‌ریزی هستند. به طور کلی، زبان برنامه نویسی مورد استفاده برای سنسورهای دما و دما رطوبت، بستگی به نوع سنسور و محیط کاری دارد و می‌تواند متنوع باشد.

انواع کتابخانه‌های سنسور دما برای آردوینو

در زمینه کتابخانه‌های سنسور دما برای آردوینو، بسیاری از کتابخانه های مفید و معروف وجود دارند که اغلب به صورت رایگان در دسترس هستند. برخی از معروف‌ترین کتابخانه‌های سنسور دما برای آردوینو به شرح زیر هستند.

DHT Sensor Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسورهای دما و رطوبت DHT11 و DHT22 طراحی شده است. این کتابخانه برای قرائت دما و رطوبت از پروتکل سیمپل پول استفاده می‌کند.

OneWire Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسورهای دما DS18B20 و DS18S20 طراحی شده است. این کتابخانه برای ارتباط با سنسور از پروتکل OneWire استفاده می‌کند.

Adafruit Industries: شرکت Adafruit Industries کتابخانه‌هایی را برای کار با سنسورهای دما و رطوبت مختلف ارائه می‌کند. برخی از معروف‌ترین کتابخانه‌های آنها عبارتند از: Adafruit_BME280_Library، Adafruit_HTU21DF_Library و Adafruit_DHT_Library.

DallasTemperature Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسورهای دمای دیجیتالی DS18B20 و DS18S20 طراحی شده است. این کتابخانه برای ارتباط با سنسورها از پروتکل OneWire استفاده می‌کند.

AM2320 Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسور دما و رطوبت AM2320 طراحی شده است. این کتابخانه برای ارتباط با سنسور از پروتکل I2C استفاده می‌کند.

MLX90614 Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسور دمای غیرتماسی MLX90614 طراحی شده است. این کتابخانه برای ارتباط با سنسور از پروتکل I2C استفاده می‌کند.

انواع کتابخانه های سنسور دما رطوبت برای آردوینو

در زمینه کتابخانه‌های سنسور دما و رطوبت برای آردوینو، بسیاری از کتابخانه‌های مفید و معروف وجود دارند که اغلب به صورت رایگان در دسترس هستند. برخی از معروف‌ترین کتابخانه‌های سنسور دما و رطوبت برای آردوینو عبارتند از:

DHT Sensor Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسورهای دما و رطوبت DHT11 و DHT22 طراحی شده است. این کتابخانه برای قرائت دما و رطوبت از پروتکل سیمپل پول استفاده می‌کند.

Adafruit Industries: شرکت Adafruit Industries کتابخانه هایی را برای کار با سنسورهای دما و رطوبت مختلف ارائه می‌کند. برخی از معروف‌ترین کتابخانه‌های آنها عبارتند از: Adafruit_BME280_Library، Adafruit_HTU21DF_Library و Adafruit_DHT_Library.

Sensirion SHT1x Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسورهای دما و رطوبت SHT10، SHT11 و SHT15 از شرکت Sensirion طراحی شده است. این کتابخانه برای قرائت دما و رطوبت از پروتکل ارتباطی خاص خود سنسور استفاده می‌کند.

SparkFun HTU21D Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسور دما و رطوبت HTU21D از شرکت SparkFun طراحی شده است. این کتابخانه برای قرائت دما و رطوبت از پروتکل I2C استفاده می‌کند.

Bosch BME280 Library: کتابخانه‌ای است که برای کار با سنسور دما و رطوبت BME280 از شرکت Bosch طراحی شده است. این کتابخانه برای قرائت دما و رطوبت از پروتکل I2C و SPI استفاده می‌کند.

ماژول رطوبت سنج و سنسور دما و رطوبت

سنسور دما و رطوبت سنج هم انواع مختلفی دارند. به طور معمول سنسور رطوبت سنج دارای دما سنج هم است. سنسور تشخیص رطوبت Humidity به صورت محیطی است. به عنوان مثال در گلخانه‌ها برای تنظیم میزان رطوبت محیط از سنسور رطوبت سنج یا ماژول دما رطوبت استفاده می‌کنند. از جمله میتوان به سنسور دما و رطوبت DHT و یا SHT اشاره کرد. در ساخت گلخانه هوشمند و مدیریت دما رطوبت محیطی از سنسور دما رطوبت DHT می‌توان استفاده کرد.  یا برای ساخت دستگاه جوجه کشی یکی از سنسورهای پر کاربرد و پر مصرف سنسور دما و رطوبت صنعتی SHT است. این سنسور از دقت مناسبی برخوردار است. و برای کنترل دما رطوبت محیط سربسته‌ای مانند دستگاه جوجه کشی، انتخاب مناسبی است. 

کنترلر دما و رطوبت ترموستات دیجیتال

بردهای ترموستات کنترل دما یا کنترلر دما و رطوبت از جمله ماژول‌های پرکاربرد برای کنترل شرایط محیطی است. ماژول کنترلر دما و رطوبت TR01 دارای سنسور دما رطوبت محیطی با سیم یک متری است. این ماژول توانایی کنترل دما در محدوده‌ی مورد نظر را دارد. همچنین با تنظیم رطوبت محیطی میتواند در بازه مشخص شده عملیات کنترل را توسط سنسور دما رطوبت انجام دهد. کنترلر دما رطوبت برای دستگاه جوجه کشی و یا استفاده در گلخانه هوشمن، انتخاب مناسبی است. علاوه بر نمایش دما رطوبت محیط روی نمایشگر OLED، امکان کنترل این موارد توسط رله را فراهم می‌کند.

ماژول ترموستات دیجیتال و کنترلر دما

ترموستات دیجیتال نوعی مدار الکترونیکی به همراه سنسور دماسنج است. توسط برد ترموستات دیجیتال، امکان مدیریت و کنترل دما در محدوده‌ای خاص وجود دارد. کاربرد ترموستات در یخچال‌های ماشینی، یخچال های صنعتی، دستگاه جوجه کشی، ترموستات گلخانه و رشد گیاه و... است. معمولا دارای انواع مختلف سنسور دما برای کنترل محیط‌های مختلف طراحی شده است. سنسور دما سنج محیطی معمولا برای کنترل دمای اتاق به کار میرود. در چنین حالتی بایستی ترموستات با سنسور محیطی تهیه شود. معمولا چنین ماژول هایی توانایی سنجش دما و رطوبت را به صورت همزمان دارند و دارای دو عدد رله خروجی هستند. سنسورهای ضد آب معمولا برای اجسام تماسی از جمله آکواریم استفاده میشود. ترموستات دیجیتال تماسی هم در آکواریوم، هم در گلخانه برای سنجش دمای خاک و هم در برخی یخچال‌های متحرک و ماشینی کاربرد دارند. انواع این ماژول ها را در این صفحه میتوانید بررسی و خرید کنید. ترموستات دیجیتال مدل xh-w1209 از جمله بردهای آماده برای کنترل دمای محیط است. البته سنسور ماژولxh-w1209 از نوع ضد آب و تماسی است. نوع دیگری از ترموستات دیجیتال بر اساس توان خروجی دسته بندی می‌شوند. مثلا دارای رله است یا تریگر ولتاژی دارد. ترموستات دیجیتال با رله از جمله ترموستات دیجیتال مدل xh-w1209 است. که به کمک رله خروجی آن میتواند به انواع وسایل برقی مختلف فرمان بدهد. 

روش انتخاب انواع ترموستات دیجیتال

اولین قدم در انتخاب ماژول ترموستات، مشخص کردن وضعیت کاربری آن است. چند نمونه از کاربری ترموستات دیجیتال را در ادامه توضیح می‌دهیم.

• ترموستات دیجیتال پکیج
• ترموستات دیجیتال یخچال ویترینی
• ترموستات دیجیتال یخچال صنعتی
• ترموستات یخچال ویترینی ایستاده
• ترموستات دیجیتال آکواریوم
• ترموستات دیجیتال خودرو
• ترموستات دیجیتال صنعتی
• ترموستات دیجیتال گلخانه
• ترموستات دیجیتال دقیق
• ترموستات جوجه کشی
• ترموستات جوجه کشی خانگی
• ترموستات فن کویل
• ترموستات شوفاژ

اینها برخی از ترموستات های دیجیتال پر مصرف هستند. بسیاری از این موارد را میتوانید در فروشگاه دانشجو کیت بررسی و خرید کنید. خروجی ماژول ها همگی دارای رله هستند. پس از اینکه کاربری مد نظرمان را برای خرید ترموستات مشخص کردیم، بایستی ولتاژ کاری و توان خروجی را انتخاب کنیم. ماژول ترموستات در سه مدل «ترموستات دیجیتال 12 ولت»، «ترموستات دیجیتال 24 ولت» و «ترموستات دیجیتال 220 ولت» تولید می‌شوند. ولتاژ کاری ترموستات ها در فروشگاه دانشجو کیت، روی اسم کالا مشخص شده است. با این روش میتوانید خیلی سریع بر اساس ولتاژ کاری، ماژول مورد نظر را انتخاب کنید. قدم بعدی توان رله خروجی و دارا بودن قاب یا بدون قاب بودن ماژول را مد نظر قرار دهید.