วัดความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศได้ง่ายๆ กับ HIH4030

<อ้างอิงจากวารสาร The Prototype Electronics ฉบับที่ 40>

เกี่ยวกับ HIH4030 ตัวตรวจวัดความชื้นสัมพัทธ์

HIH4030 เป็นตัวตรวจจับและวัดความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศที่ให้ผลการทำงานเป็นแรงดันไฟตรงที่สัมพันธ์กับค่าความชื้นสัมพัทธ์ HIH4030 ผลิตโดย Honeywell ผู้ผลิตอุปกรณ์ตรวจจับระดับโลกที่มีใช้งานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลก มีหน้าตาแสดงในรูปที่ 1.1 (ซ้าย) เนื่องจาก HIH4030 มีตัวถังแบบ SMD หรือแบบติดตั้งบนผิวหน้าของแผ่นวงจรพิมพ์ ซึ่งอาจใช้งานไม่สะดวกสำหรับนักทดลอง ทาง Sparkfun ผู้ผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับนักทดลองรายใหญ่จากสหรัฐอเมริกาจึงได้บัดกรีติดตั้ง HIH4030 ลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ และต่อสายออกมาให้ใช้งานได้สะดวกขึ้นเป็นโมดูล HIH4030 ดังรูปที่ 1.2

รูปที่ 1 หน้าตาของ HIH4030 ทั้งแบบเฉพาะตัวตรวจจับและโมดูลที่มีการต่อสายพร้อมใช้งาน

คุณสมบัติเด่นของโมดูล HIH4030

    • เป็นโมดูลวัดความชื้นสัมพัทธ์ (%RH) ที่ให้ผลการทำงานเป็นแรงดันไฟตรงที่แปรผันตรงกับค่าความชื้นสัมพัทธ์ในแบบใกล้เคียงเชิงเส้นมาก
    • ย่านวัดความชื้นสัมพัทธ์ 0 ถึง 100%RH เทียบกับแรงดันเอาต์พุตประมาณ 0.958Vถึง 4.065V ที่ไฟเลี้ยง +5V
    • มีความแม่นยำในการวัดสูง มีความผิดพลาด ±3.5%RH ที่ไฟเลี้ยง +5V และอุณหภูมิห้อง 25oC
    • ใช้ไฟเลี้ยง 4 ถึง 5.8V ต้องการกระแสไฟฟ้าเพียง 200µA
    • มีขาต่อใช้งาน 3 ขาคือ กราวด์, สัญญาณเอาต์พุต และไฟเลี้ยง
    • มีความเที่ยงตรงสูง และมีความไวในการทำงานสูง
    • ขนาด 0.75 x 0.30 นิ้ว (19.05 x 7.62 มม.)
    • ระยะห่างของขาต่อใช้งาน 0.1 มิล (หรือประมาณ 2.54 ซม.)

เอาต์พุตที่ได้จาก HIH4030 อยู่ในรูปของแรงดันไฟตรงที่สัมพันธ์กับค่าความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ คำนวณได้จากความสัมพันธ์ดังนี้

%RH = (Voltage - 0.958) / 0.0307

การต่อวงจรเพื่อใช้งานกับบอร์ด Unicon

ด้วยการให้ผลการทำงานเป็นแรงดันไฟตรงของ HIH4030 ทำให้ช่วยลดความซับซ้อนในการเขียนโปรแกรมเพื่ออ่านค่าความชื้นสัมพัทธ์ เพียงต่อเข้ากับอินพุตของโมดูลแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอล แล้วอ่านค่ามาคำนวณ ก็จะได้ค่าความชื้นสัมพัทธ์ออกมา ในรูปที่ 2 แสดงการต่อโมดูล HIH4030 เข้ากับบอร์ด Unicon โดยใช้สายที่ทาง INEX เตรียมมาให้พร้อมกับโมดูล HIH4030 (หากซื้อจาก Sparkfun ต้องปรับแต่งสายต่อให้ถูกต้อง) ต่อเข้าที่จุดต่อพอร์ตอินพุต
อะนาลอก A0

รูปที่ 2 วงจรเชื่อมต่อเพื่อใช้งานโมดูลวัดความชื้น HIH4030 กับบอร์ด Unicon

เขียนโค้ด

โค้ดตัวอย่างสำหรับอ่านค่าของโมดูล HIH4030 แสดงในโปรแกรมที่ 1 อันเป็นการอ่านค่าจากอินพุตอะนาลอก 0 จากนั้นนำค่ามาคำนวณให้ได้เป็นค่าความชื้นสัมพัทธ์ในหน่วย %RH เพื่อนำไปแสดงผลที่จอ GLCD-XT ที่ติดตั้งบนบอร์ด Unicon

#include <unicon.h>
float volt;
void setup(){     
  glcdClear();
}
void loop(){   
  volt=analog(2)/204.6;   
  glcd(0,0,"%f  ",volt);   
  glcd(0,0,"%f %RH  ",(volt-0.958)/0.0307);   
  sleep(50);

}

โปรแกรมที่ 1 ไฟล์ Unicon_HIH4030.ino สำหรับอ่านค่าจากโมดูล HIH4030 ของบอร์ด Unicon

โดยในโค้ดจะมีการแปลงค่าอะนาลอกที่อ่านได้ให้เป็นหน่วยโวลต์ก่อน เพราะเดิมทีคำสั่งอ่านค่าอะนาลอกของบอร์ด Unicon จะให้ค่าอยู่ในระหว่าง 0 ถึง 1023 จึงต้องแปลงให้เป็นแรงดันไฟฟ้า 0 ถึง +5V ก่อน จึงต้องหารด้วย 204.6 แล้วนำไปคำนวณในสูตรเพื่อหาค่าความชื้นสัมพัทธ์ต่อไป เมื่อได้ค่ามาแล้วจะแสดงค่าแรงดันที่คำนวณได้ในบรรทัดแรก และแสดงค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่คำนวณได้ในบรรทัดที่สองบนจอแสดงผล GLCD-XT

ทดสอบวัดความชื้นสัมพัทธ์

ต้องขอบอกก่อนว่า โมดูล HIH4030 ใช้วัดความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศเท่านั้น เอาไปวัดในดินหรือในน้ำไม่ได้ ผลการวัดแสดงตามรูปที่ 3 อาจลองทดสอบกับห้องที่มีอุณหภูมิต่างกัน หรือวัดในภาวะที่เปิดและปิดเครื่องปรับอากาศ ก็จะเห็นการเปลี่ยนแปลงของความชื้นสัมพัทธ์อย่างชัดเจน

รูปที่ 3 แสดงผลการทำงานของการวัดความชื้นสัมพัทธ์ด้วยโมดูล HIH4030 โดยมีการแสดงทั้งค่าแรงดันที่ได้จากตัวตรวจจับและค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่คำนวณได้จากค่าที่มาจากตัวตรวจจับ

IPST-SE & POP-BOT XT

หน้าเว็บ

วันศุกร์ที่ 19 กันยายน พ.ศ. 2557

HIH4030 Humidity Measurement with UNICON