Attuatori

Come la camera di fermentazione agisce sul mondo

Gli attuatori sono le mani della camera di fermentazione. Mentre i sensori leggono e misurano, gli attuatori agiscono: riscaldano, raffreddano, mostrano informazioni. Ogni attuatore riceve un comando dall'ESP32 (tramite MQTT o direttamente) e trasforma quell'ordine in un'azione fisica nel mondo reale.

In parole semplici

Immagina di essere il cervello in una stanza. I sensi ti dicono che fa troppo freddo: decidi di accendere il riscaldamento. Quella decisione — il passaggio dal pensiero all'azione fisica — è esattamente quello che fa un attuatore. L'ESP32 "pensa", gli attuatori "agiscono".

Display OLED 128×32 — SSD1306

Il display utilizza la tecnologia OLED (Organic Light-Emitting Diode): ogni pixel emette luce propria, senza bisogno di retroilluminazione. Questo lo rende molto più leggibile in ambienti bui rispetto agli LCD tradizionali, con un consumo energetico minimo. Il chip driver SSD1306 gestisce autonomamente il refresh dei pixel: l'ESP32 gli invia i dati via protocollo I2C e lui pensa a tutto il resto.

Il protocollo I2C permette di collegare il display con soli due fili (SDA e SCL), riducendo al minimo il cablaggio. Ogni dispositivo I2C ha un indirizzo univoco (il nostro display usa 0x3C), quindi sulla stessa coppia di fili si possono collegare decine di componenti diversi.

Specifiche tecniche

Risoluzione128 × 32 pixel

Diagonale0.91 pollici

Driver ICSSD1306

ProtocolloI2C (4 fili: GND, VCC, SCL, SDA)

Indirizzo I2C0x3C (default)

Alimentazione3.3 – 5 V DC

Consumo tipico~20 mA a 3.3 V

Range temperatura operativa-40 ~ +85 °C

RetroilluminazioneNessuna (auto-luminoso)

Ruolo nel sistema

Il display è il punto di contatto fisico con la camera. In abbinata al rotary encoder KY-040, forma un piccolo pannello di controllo locale: mostra i valori attuali di temperatura e umidità, lo stato di heating pad e ventole, e permette di impostare i valori target girando la manopola — tutto senza internet o telefono.

Ventole Brushless DC — 5V

Le ventole utilizzano motori brushless DC (BLDC), ovvero senza spazzole. Nei vecchi motori a spazzole, il contatto meccanico tra spazzole e rotore generava attrito, calore e usura progressiva. Nei motori brushless, la commutazione avviene elettronicamente: un circuito di controllo interno legge la posizione del rotore e commuta la corrente nelle bobine in modo sincrono. Risultato: motori più silenziosi, più efficienti e con una vita utile molto più lunga.

Caratteristiche principali

Alimentazione5 V DC

Tipo motoreBrushless DC

Controllo velocitàPWM / On-Off

CuscinettiA sfera

Vantaggi vs. brushed

Attrito meccanicoAssente

Calore generatoMinimo

RumorositàMolto bassa

DurataNotevolmente superiore

Controllo PWM

Le ventole possono essere controllate tramite PWM (Pulse Width Modulation), una tecnica che regola la velocità variando quanto tempo il segnale rimane alto rispetto al basso in un ciclo. Immagina di premere e rilasciare un interruttore molto rapidamente: più tempo lo tieni premuto in ogni ciclo, più veloce gira la ventola.

25%

Ventola lenta

50%

Velocità media

100%

Massima velocità

Ruolo nel sistema

Le ventole hanno due compiti: raffreddare la camera quando la temperatura supera la soglia impostata, e garantire il ricircolo dell'aria per evitare che si formi umidità stagnante o gradienti termici (zone calde e zone fredde). Vengono comandate automaticamente dall'ESP32 in base alle letture del DHT22, e remotamente tramite MQTT dalla dashboard.

Heating Pad 5×15 cm — SparkFun 5V

L'heating pad è un riscaldatore resistivo flessibile costruito in film di poliimmide (lo stesso materiale usato nei circuiti stampati flessibili). Al suo interno è intrecciata una rete di fibre metalliche conduttrici: quando la corrente le attraversa, si riscaldano per effetto Joule — lo stesso principio con cui funziona il filo di una lampadina a incandescenza, ma distribuito uniformemente su tutta la superficie. La flessibilità del substrato in poliimmide permette di adattarlo a superfici curve o di appiccicarlo direttamente alle pareti della camera.

Specifiche tecniche

Dimensioni5 × 15 cm

Alimentazione5 V DC

Resistenza~8.3 Ω

Potenza dissipata~3 W a 5 V

Corrente assorbita~600 mA

SubstratoFilm poliimmide flessibile

Elemento riscaldanteRete di fibre metalliche conduttrici

ControlloRelè / MOSFET

BrandSparkFun Electronics

Effetto Joule — come si genera il calore

Quando la corrente elettrica attraversa un conduttore, gli elettroni urtano contro gli atomi del materiale generando calore. La quantità di calore dipende dalla resistenza del conduttore (R), dalla corrente (I) e dal tempo (t):

Q = I² × R × t

Con 600 mA e 8.3 Ω → ~3 W di potenza termica

Ruolo nel sistema

L'heating pad è l'elemento riscaldante principale della camera. Si attiva quando la temperatura rilevata dal DHT22 scende sotto la soglia target impostata. Lavora in sinergia con le ventole: il pad scalda, le ventole distribuiscono il calore uniformemente. In modalità automatica, l'ESP32 gestisce entrambi. In modalità manuale, possono essere controllati dalla dashboard o dal pannello locale encoder + OLED.