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  Présentation de l'interface Thermomètre / Hygromètre USB :

    De nos jours, il existe bons nombres d'instruments de mesure sur le marché permettant de contrôler à la fois, la température et l'hygrométrie. Toutefois, rare sont ceux à proposer une connectique permettant de transférer leurs mesures vers un PC. Afin de répondre à cette carence, voici une toute nouvelle interface USB permettant de répondre à ces critères... 

    Bien moins connu que le thermomètre, l'hygrométrie (ou plus précisément l'hygrométrie
absolue AH) représente la teneur en eau présente par litre d'air. En revanche, les capteurs mis à notre disposition dans le commerce mesurent l'hygrométrie relative RH correspondante à la teneur en humidité exprimée en %. Ainsi, un air sec aura une hygrométrie relative de 0% et pour un air saturé en humidité elle vaudra 100%.

    A titre indicatif voici la relation liant AH et RH : RH(%) = (AH / AH maxi) x 100

   Selon la nature des objets, ceux-ci nécessitent une hygrométrie spécifique afin d'assurer leur bonne conservation. Pour citer quelques exemples trouvés sur internet, voici une estimation des plages de conservation RH pour différents types d'objets.

  La mesure de l'hygrométrie en fonction de la multiplicité des lieux est très importante pour assurer une bonne conservation des objets, mais aussi pour le bien-être des individus. En effet, une humidité excessive peut entrainer l'apparition de moisissures préjudiciables à la santé et une absence d'humidité, entraîner une source d'irritation oculaire ou respiratoire par un environnement trop sec.

   Ainsi, l'interface présentée sur ces pages vous permet d'établir avec précision à la fois la température et l'hygrométrie d'un lieu depuis l'écran de votre ordinateur au moyen d'une liaison USB.

     Un logiciel accompagné de son code source écrit sous Bordand Delphi est disponible en libre téléchargement afin de vous fournir un exemple d'application... Les commandes sont extrêmement simples à maitriser grâce à l'usage d'une DLL (Dynamic Link Library) spécifiquement dédiée à la communication USB (mcHID.dll).
    Vous pouvez ainsi personnaliser votre thermomètre / hygromètre à votre convenance afin d'y ajouter par exemple des seuils d'alarmes, une mémorisation des différentes mesures à intervalles réguliers, un affichage graphique des courbes de mesure, etc...
    Bref, tout est possible, seuls vos talents de programmeur feront la différence...

  Principales caractéristiques de l'interface thermomètre / hygromètre :

         Plage de mesure du capteur de température : -55°C à +125°C.
         Ecart mini entre deux températures successives lues : 0.5°C.
         Précision* de la mesure T : +/- 2°C de -25°C à +100°C et meilleure dans la gamme 0°C à 50°C.
         Plage de mesure du capteur d'humidité (RH) : 30% à 90%.
         Précision* de la mesure RH : +/-5% RH entre 30% et 60%.
         Nombre de mesures par seconde thermo / hygro : 1 mesure par seconde.
         Aucun réglage nécessaire au niveau des capteurs calibrés en usine.
         Auto-alimentation par le bus USB de votre PC.

   * Les "acharnés de la précision" pourront ajouter logiciellement sous Windows un réglage d'offset permettant d'introduire un décalage constant dans le but de compenser une éventuelle erreur de mesure des capteurs. L'étalonnage de l'interface nécessitera dans ce cas de disposer d'instruments de référence pour le réglage de la température et de l'hygrométrie.


  Présentation de l'interface : 

        Partie supérieure du circuit imprimé :

        Partie inférieure du circuit imprimé :

  Le module d'hygrométrie : 

      Caractéristiques du module d'hygrométrie :

    Dans ce projet nous avons utilisé un module d'hygrométrie intégré SY-HS-220 importé et distribué par [ Sélectronic ]. Ce module d'une grande linéarité est utilisé industriellement dans les systèmes de climatisation et dispose d'une électronique embarquée en CMS lui assurant une compensation en température.

     Alimenté en 5V, nous remarquons sur le graphique de gauche une excellente linéarité du module en délivrant en sortie une tension VOUT (mV) proportionnelle à l'hygrométrie relative RH (%). 

    Du tableau de droite on peut facilement établir la relation linéaire suivante :

     VOUT (mV) = 33  x RH  ou bien encore : RH (%) = VOUT / 33

    avec :  - VOUT la tension de sortie du capteur exprimée en mV.
                - RH le taux d'humidité relative exprimé en %.
 
    A partir de la tension VOUT mesurée par le convertisseur analogique - numérique (CAN) 12 bits  MAX187, il suffit d'appliquer la relation linéaire précédente pour en déduire l'humidité relative RH.    Une broutille pour le logiciel sous Windows !

   Note : Le MAX187 dispose d'une référence de tension interne de 4,096V. Sachant que ce dernier utilise 12bits (2  à la puissance 12 = 4096), le quantum du CAN est donc de q= 4.096 / 4096 soit 1q=1mV.
 

      Petite modification à apporter au module d'hygrométrie :

    Le module d'hygrométrie est livré avec un connecteur blanc 5 broches comme ci-dessous :

    Afin de connecter le module au circuit imprimé, dessoudez le connecteur blanc, et soudez côté composants une petite barrette de 5 picots mâles-mâles comme ci-dessous :

    Ainsi, vous pouvez connecter et déconnecter le module d'hygrométrie très simplement du circuit imprimé en mettant en place 5 picots tulipes sécables.

  Note : La gamme de mesure du module d'hygrométrie s'étend de 30% à 90%. Elle est largement suffisante pour une grande variété d'applications.
              Toutefois, le capteur d'humidité supporte assez mal de rester trop longtemps dans une atmosphère très humide et il lui faudra plusieurs dizaines de minutes après un retour dans une atmosphère "normale" pour délivrer une tension correcte.

  Présentation du logiciel d'application gérant l'interface thermomètre / hygromètre :

        Afin de piloter l'interface thermomètre / hygromètre, un exemple de programme écrit en Borland Delphi est disponible en téléchargement à la page [ Utilisation ].

       Le logiciel est compatible avec 8, Seven, Vista et XP mais il n'a pas été testé sous les OS antérieurs.

       En plus du fichier exécutable, vous trouverez le code source du programme afin de vous aider dans l'écriture de votre propre logiciel sous différentes langages: Delphi, Visual Basic, C++, etc...

Aspect du logiciel permettant de visualiser la température
et l'humidité relative (RH) mesurées par l'interface. 

  Version plus élaborée du logiciel :

        Une version plus élaborée du logiciel sous Windows est disponible en libre téléchargement à la page [ Utilisation ]. Elle permet en plus d'afficher en zone de notification de Windows la température et l'hygrométrie mesurée comme ci-dessous :

On peut lire en zone de notification de Windows
température 22°C et hygrométrie 48%.