PROGETTO #97 • AUTOMAZIONE

Controllo temperatura Arduino con DHT11, LCD e relè

Realizziamo un sistema automatico capace di monitorare la temperatura e gestire autonomamente raffreddamento e riscaldamento tramite Arduino.

🧠 Introduzione

Nei progetti più semplici Arduino viene spesso utilizzato soltanto per leggere e visualizzare una temperatura.

In questo progetto facciamo un passo in avanti: Arduino non si limita più a osservare l’ambiente, ma può anche intervenire automaticamente.

Utilizzeremo un sensore DHT11 per misurare la temperatura e un display LCD 16×2 I2C per mostrare il valore in tempo reale.

In base alla temperatura rilevata, Arduino potrà attivare:

• un sistema di raffreddamento;
• un sistema di riscaldamento;
• oppure mantenere entrambi spenti.

Questo principio è alla base di termostati, serre automatiche, sistemi HVAC, incubatrici e numerosi sistemi industriali.

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🌡️ Le tre condizioni del sistema

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🧰 Materiale necessario

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🔌 Schema di collegamento

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📚 Librerie necessarie

Per questo progetto servono:

• DHT.h
• LiquidCrystal_I2C

Puoi installarle dal Gestore Librerie dell’IDE Arduino.

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💻 Codice Arduino

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// Progetto 97 - Controllo temperatura avanzato
// Raffreddamento + riscaldamento
// ============================================

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

// ============================================
// DISPLAY LCD
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LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);


// ============================================
// SENSORE DHT11
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#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);


// ============================================
// ATTUATORI
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const int ventola = 7;
const int riscaldamento = 8;


// ============================================
// SOGLIE TEMPERATURA
// ============================================

const float tempMax = 28.0;
const float tempMin = 20.0;


void setup() {

  // Avvia LCD
  lcd.init();
  lcd.backlight();

  // Avvia sensore DHT11
  dht.begin();

  // Configura uscite
  pinMode(ventola, OUTPUT);
  pinMode(riscaldamento, OUTPUT);

  // Stato iniziale sicuro
  digitalWrite(ventola, LOW);
  digitalWrite(riscaldamento, LOW);

  Serial.begin(9600);

}


void loop() {

  // ==========================================
  // LETTURA TEMPERATURA
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  float temperatura = dht.readTemperature();


  // ==========================================
  // CONTROLLO ERRORE SENSORE
  // ==========================================

  if (isnan(temperatura)) {

    digitalWrite(ventola, LOW);
    digitalWrite(riscaldamento, LOW);

    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Errore sensore");

    delay(2000);

    return;
  }


  // ==========================================
  // VISUALIZZAZIONE TEMPERATURA
  // ==========================================

  lcd.clear();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(temperatura, 1);
  lcd.print(" C");


  // ==========================================
  // LOGICA CONTROLLO
  // ==========================================

  if (temperatura > tempMax) {

    // Temperatura troppo alta
    digitalWrite(ventola, HIGH);
    digitalWrite(riscaldamento, LOW);

    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Raffreddamento");

  }

  else if (temperatura < tempMin) {

    // Temperatura troppo bassa
    digitalWrite(ventola, LOW);
    digitalWrite(riscaldamento, HIGH);

    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Riscaldamento");

  }

  else {

    // Temperatura nella zona corretta
    digitalWrite(ventola, LOW);
    digitalWrite(riscaldamento, LOW);

    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Temperatura OK");

  }


  // ==========================================
  // MONITOR SERIALE
  // ==========================================

  Serial.print("Temperatura: ");
  Serial.print(temperatura);
  Serial.println(" C");


  // DHT11 non necessita aggiornamenti rapidi
  delay(2000);

}

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⚙️ Come funziona il programma

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❄️ Quando si attiva il raffreddamento

Quando:

temperatura > 28

Arduino esegue:

digitalWrite(ventola, HIGH);
digitalWrite(riscaldamento, LOW);

Il pin 7 viene quindi attivato mentre il pin 8 rimane spento.

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🔥 Quando si attiva il riscaldamento

Quando:

temperatura < 20

Arduino esegue:

digitalWrite(ventola, LOW);
digitalWrite(riscaldamento, HIGH);

Il sistema di riscaldamento viene quindi attivato.

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✅ Zona di temperatura corretta

Se la temperatura si trova tra 20 °C e 28 °C, Arduino considera l’ambiente all’interno dell’intervallo impostato.

Entrambe le uscite vengono quindi disattivate:

digitalWrite(ventola, LOW);
digitalWrite(riscaldamento, LOW);

Sul display compare:

Temperatura OK

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📟 Informazioni sul display LCD

Il display mostra due informazioni principali.

Nella prima riga viene visualizzata la temperatura:

Temp: 24.5 C

Nella seconda riga viene mostrato lo stato del sistema:

Temperatura OK

oppure:

Raffreddamento

oppure:

Riscaldamento

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🎚️ Le soglie di temperatura

I valori possono essere modificati direttamente nel codice:

const float tempMax = 28.0;
const float tempMin = 20.0;

Per esempio, per mantenere l’ambiente tra 21 °C e 25 °C:

const float tempMax = 25.0;
const float tempMin = 21.0;

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🔄 A cosa serve realmente l’isteresi

Nei sistemi di regolazione reali non è consigliabile accendere e spegnere continuamente un attuatore quando la temperatura oscilla di pochi decimi di grado.

Un vero controllo con isteresi utilizza una soglia di accensione e una soglia differente per lo spegnimento.

Per esempio:

• ventola ON sopra 28 °C;
• ventola OFF soltanto sotto 27 °C.

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🧪 Primo test consigliato

1. Collega Arduino, DHT11 e display.
2. Carica il programma senza collegare carichi reali.
3. Verifica la temperatura sul display.
4. Usa due LED per simulare raffreddamento e riscaldamento.
5. Modifica temporaneamente le soglie per verificare entrambe le uscite.
6. Solo dopo collega eventuali moduli relè.

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🛡️ Comportamento in caso di errore

Un sensore può temporaneamente restituire un valore non valido.

Nel codice migliorato, quando questo accade, Arduino:

• spegne la ventola;
• spegne il riscaldamento;
• mostra Errore sensore sul display.

Questa è una scelta più sicura rispetto a lasciare un attuatore acceso senza conoscere la temperatura reale.

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✅ Cosa hai imparato

• come utilizzare un sensore DHT11;
• come visualizzare una temperatura su LCD;
• come definire soglie minima e massima;
• come controllare due uscite automatiche;
• come gestire un errore del sensore;
• come creare la base di un sistema termostatico Arduino.

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🔁 Varianti possibili