Lo weathershield monta due tipologie di sensori. Umidita’ e pressione hanno una uscita analogica e il PIC a bordo dello shield effettua una conversione A/D del loro segnale, provvedendo successivamente al calcolo del relativo valore e alla rappresentazione in una forma piu’ facilmente fruibile da Arduino.
Il sensore di temperatura, invece, viene tarato in fabbrica e ha a bordo un convertitore A/D a 10bit. Il PIC ha “solo” il compito di leggere il valore digitale fornito dal sensore, mediarlo, e applicare una relazione non lineare per limitare l’errore statistico di taratura, come riportato nel datasheet del sensore stesso.
La precisione ottenuta da questo sensore, quindi, e’ superiore rispetto a quella degli altri due, proprio perche’ la conversione digitale viene fatta dal sensore stesso e non e’ affetta, quindi, da parametri esterni. L’applicazione della relazione non lineare, inoltre, riduce gli errori statistici di calibrazione, incrementando la precisione del sensore. Maggiori informazioni puo’ trovarle cercando tra le application notes di Microchip per il sensore stesso.

Tuttavia occorre precisare che il sensore di temperatura e’ collegato fisicamente al circuito stampato dello shield e misura, quindi, la temperatura del circuito stampato. Questa potrebbe essere piu’ elevata rispetto all’aria circostante a causa di molti fattori. La causa principale e’ senza dubbio la presenza di componenti elettronici che riscaldano quali, ad esempio, i regolatori lineari presenti su Arduino. Aumentare la tensione di alimentazione peggiora la situazione in quanto maggiore energia verra’ dissipata dai regolatori sotto forma di calore. Ulteriori contributi provengono da eventuali shield posti al di sotto dello weathershield quali, ad esempio, uno shield ethernet.
Si consideri che l’aria calda prodotta dai componenti sottostanti allo weathershield tende a “salire”. Cio’ comporta un innalzamento della temperatura del circuito stampato, rilevata poi dal sensore.

Una soluzione per limitare questi contributi e’ quella di utilizzare un sottile strato isolante al di sotto dello weathershield. CIo’ puo’ essere fatto tramite un piccolo pezzo di polistirolo. Si consiglia, inoltre, di posizionare l’intero stack Arduino+shield perpendicolarmente al piano di appoggio. Questa posizione favorisce lo scambio d’aria per “effetto camino”.

Una soluzione piu’ radicale potrebbe essere quella di separare fisicamente lo shield da Arduino collegando i 4 piedini necessari al suo funzionamento (Vin + GND + Dati + Clock) con dei fili di lunghezza variabile. Utilizzando un normale cavetto ethernet e’ possibile separare lo weathershield da Arduino anche di qualche metro.

Se volesse verificare il corretto calcolo della temperatura da parte dello weathershield, puo’ prelevare gli ultimi campionamenti come forniti dal sensore (formato “raw”). In questo modo bypasserebbe completamente l’algoritmo presente all’interno del PIC a bordo dello weathershield. Trova maggiori informazioni su come richiedere dati raw all’interno del manuale utente.

Infine, rimane sempre la possibilita’ di applicare un offset alla misura letta. Tale offset andra’ stabilito sperimentalmente tramite il confronto con un termometro posto nelle vicinanze dello shield e terra’ conto dell’influenza dei parametri esterni al sensore.

Constatato che il tutto funziona a dovere tramite comunicazione usb, mi chiedo se e quanto siano precisi i sensori.

Tralasciando per il momento pressione e umidità più difficili da controllare senza una adeguata strumentazione, mi pare che il valore di temperatura abbia un errore medio (nel mio caso) di +5°C, un pò troppo perchè ser non erro il produttore del chip indica un errore di +- 1°C

mi chiedevo se potesse essere un problema derivante dall’alimentazione pertanto sucessivamente ho alimentato arduino con un trasformatore esterno a 12v, ma il risultato non differisce.

è pertanto normale avere discrepanze di questo ordine?
avete svolto dei test verificando la precisione dei dati ottenuti ?
da cosa potrebbe dipendere alimentazione o errori nel calcolo del software?

grazie

Davide