Characterization and interfacing of a capacitive rain sensor

Il monitoraggio ambientale rappresenta un aspetto cruciale nei recenti sistemi di automazione domestica. Questo progetto di tesi sfrutta un sensore capacitivo per l'umidità a film spesso, prodotto da AUREL S.p.A., utilizzato principalmente dai suoi clienti come sensore di pioggia. Attualmente, AUREL S.p.A. commercializza questo sensore come prodotto autonomo, consentendo ai clienti di progettare le proprie interfacce. Il lavoro presentato in questa tesi riguarda la caratterizzazione del sensore e la progettazione di interfacce che possano attirare nuovi clienti. L'obiettivo prefissato era di progettare e confrontare diverse soluzioni, caratterizzando anche la combinazione sensore+interfaccia e la sua risposta alle variazioni ambientali. Alcune delle soluzioni proposte sono completamente analogiche, garantendo flessibilità in termini di applicazione. Altre consentono al dispositivo di operare come un sensore intelligente utilizzando un microcontrollore (MCU), dotato di un'interfaccia digitale, privilegiando la semplicità nell'applicazione. Il progetto ha comportato lo studio di molteplici meccanismi di trasduzione tra cui il time encoding, la prototipazione pre-industrializzazione, con la progettazione di schemi e circuiti stampati (PCB) e il collaudo e la caratterizzazione di ciascuna soluzione. Poiché le condizioni operative, in termini di temperatura, tensioni di alimentazione e qualità delle interconnessioni (principalmente espressa dalla distanza tra il sensore e il circuito) possono influenzare i dati raccolti dal sensore, ognuno di questi effetti è stato caratterizzato per osservarne l'influenza sulle misurazioni. Infine, i dati di collaudo hanno consentito una classificazione delle soluzioni proposte in base ai loro pro e contro, che in futuro potrebbero fornire indicazioni ai clienti dell'azienda per identificare la soluzione di interfacciamento più adatta alle loro esigenze.