Un igrometro da compagnia (e come calibrarlo)

[boiler]

Ciao a tutti

Un mesetto fa mi sono costruito un termometro da salotto per rimpiazzare un accrocchio cinese con qualcosa di esteticamente piú piacevole e sicuramente con performance superiore.
Ho documentato il processo qui: https://www.electroyou.it/boiler/wiki/u ... come-scusa

Ora gli ho realizzato un igrometro da compagnia, in modo che il termometro non si senta solo.
Quello che considero importante nello sviluppo di un circuito non è cambiato ed è documentato sopra, quindi non mi pare il caso di scrivere un articolo. Molto brevemente, l'architettura è questa:

• ho cercato uno strumento analogico con aspetto retrò e scala 0-100%, ho trovato un voltmetro con range 0-10 V
• ho cercato un sensore d'umidità di marca affidabile che uscisse in tensione. Ho optato per l'SHT30-ARP-B di Sensirion e l'ho alimentato con con una referenza di tensione a 2.5 V (REF3325)
• ho realizzato un boost converter basato su un TLV61046A che porta i 5 V dell'USB a 13 V
• con mezzo LMC6042 alimentato a 13 V porto la tensione in uscita a 1.25 V - 11.25 V, con l'altra metà buffero un partitore di tensione che mi genera 1.25 V a partire dalla referenza
• le due uscite degli opamp alimentano lo strumento

Niente di trascendentale. La cosa forse piú interessante è come calibrare (o, in questo caso, verificare) un igrometro.
C'è una caratteristica poco conosciuta di certi sali (e questo è il motivo per cui posto in Fisica) per cui loro soluzioni sature producono un equilibrio nell'ambiente loro sovrastante ad un'umidità relativa nota.

Se volete approfondire, vedete qui: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/ ... 89_a1b.pdf
Come vedete per certi sali si ottiene un'indipendenza dalla temperatura impressionante.

Ho scelto tre sali che per me erano facili da ottenere, che avessero poca dipendenza dalla temperatura e che mi fornissero tre punti rappresentativi: cloruro di sodio, cloruro di litio e carbonato di potassio. Ah, e non volevo roba ultra-tossica.

Il risultato non è stato male

Cloruro di sodio, valore teorico 75%, valore misurato ~73%

Carbonato di potassio, valore teorico 43%, valore misurato ~45%

Cloruro di litio, valore teorico 11%, valore misurato ~15%

Il sensore è specificato per una tolleranza massima del 5%, quindi tutti i valori rientrano in questo margine.
La tolleranza tipica è del 3% e piú o meno ci siano, il cloruro di lito non la soddisfa, ma siamo anche in condizioni di misura estreme.

In particolare la misura col cloruro di litio ci ha messo giorni per raggiungere l'equilibrio. Il vasetto della marmellata chiuso con parafilm e nastro adesivo forse non è proprio il massimo dell'equipaggiamento scientifico Credo ci fosse molta diffusione dall'ambiente esterno al vasetto.

Piccolo fatto divertente: se rovesciate da qualche parte una goccia di soluzione satura di cloruro di litio, questa non si asciugherà mai, nemmeno nel deserto di Atacama.

Saluti,
Boiler

[GioArca67]

Ecco il perché della richiesta del file 3D di uno strumentino basso e largo...

...ottimo risultato!

[boiler]

Sì, esatto. lelerelele, è per questo che hai sudato
Sto disegnando "l'inscatolamento" per poi farlo stampare in 3D.

Ma sono solo io che inizia 65 progetti e ne porta a termine uno ogni due anni

Boiler

[stefanopc]

Siamo sicuramente almeno in due.
Se ti serve qualche strumento analogico vintage ne posso trovare diverse tipologie.
Bello il sistema di verifica.
Ciao

[boiler]

Ti ringrazio per l'offerta. Per il momento credo di essere a posto.
Stavo pensando di aggiungere un barometro, avendo l'amperometro di una locomotiva con scala 0 - 120 A (moltiplicabili per 10 per ottenere 0 - 1200 mbar), ma non mi serve davvero.
Per fortuna lo shunt è da piú accettabili 0 - 5 A

Il prossimo progetto prettamente elettronico probabilmente è il classico orologio Nixie. Ho una discreta collezione di tubi, è giunto il momento di usarli.

Ma prima devo finire di saldare il supporto per la lampada ai vapori di sodio che ho recuperato

Boiler

[boiler]

Eccolo qui, con una batteria AAA come scala per dare un'idea delle dimensioni.
Un inno alla morigeratezza.
1.9 kg di amperometro.

Come si vede, l'idea di usarlo per la pressione atmosferica non è brillante, userei solo la parte alta della scala, con poca risoluzione ed una dissipazione continua solo sullo strumento di 2 W. Alla faccia dell'efficienza energetica.

Se avete un'idea migliore, fatemi sapere, ché magari ci penso

Boiler

[stefanopc]

Ultimamente ho recuperato questo strumento della Telettra, settembre 1974.
Era lo strumento di apparato (con zone colorate) di un gruppo di trasmissione Fdm ad onde convogliate su cavo AT in una centrale idroelettrica.
Ciao

[Etemenanki]

... 1.9 kg di amperometro...

Be', dai, su una locomotiva, il peso non era influente come se fosse stato su un ultraleggero

Quel "coso" ha uno shunt esterno ? ... se si, senza dovrebbe essere un milliamperometro o simile)

Potresti rifare la scala e poi pilotarlo come se fosse uno strumento a scala estesa, ma se vuoi mantenere l'originalita' forse non va bene (salvo trovare qualche sistema per ricostruire la scala con i nuovi valori mantenendo l'aspetto e la "patina" originali.

[boiler]

Quel "coso" ha uno shunt esterno ? ... se si, senza dovrebbe essere un milliamperometro o simile)

Ce l'aveva sicuramente (o un TA): misurava la corrente sul primario (15 kV).
Se ce n'è un altro interno non so, essendo roba di quell'epoca dove l'asbesto andava di moda, no ho voglia di aprirlo. Ho misurato la corrente e la caduta di tensione a diversi punti sulla scala. Per indicare 100 A scorrono 5 A con una caduta di tensione di circa 400 mV.

Boiler

[stefanopc]

Se i morsetti sono di grosso calibro potrebbe avere gli avvolgimenti mastodontici in filo smaltato da due o tre millimetri di diametro con un numero limitato di spire.
Questo potrebbe essere collegato al peso abbastanza importante e alla strana linearità della scala.
Altrimenti potrebbe anche avere uno shunt interno.
Bisognerebbe misurare la componente induttiva e vedere se è notevole o nulla.
Ciao