Tämä
osio on SARJA-37:n viimeinen sovellus. Tässä on käytössä ja
pääosassa ilman suhteellisen kosteuden ja lämpötilan anturi KY-015.
Merkkivalona on kolmivärinen LED, missä on vilkutus
sisäänrakennettuna (KY-034), Puhallinta ohjaa rele KY-019.
Pääosassa on kosteus- ja lämpötila-anturi (KY-015).
Sarjaan-37
jää käsittelemättä joitakin moduuleita (reed-releitä, infrapuna
lähetin/vastaanotin, kaltevuusanturi jne.), joille ehkä (ja
toivottavasti) löytyy paikka jossain tulevissa pienissä
kokeiluissa.
Tämä
anturi (KY-015) perustuu elementtiin DHT11. Siitä löytyy netistä
varsin paljon tietoa ja käyttöesimerkkejä. Useimmissa
ohjelmaesimerkeissä on käytetty ohjelmakirjastoa #include
<DHT11.h>. Se ei
kuitenkaan kuulu Arduinon peruskirjastoon, enkä onnistunut lataamaan
sitä mistään. Tämä puute johti siihen, että tämän kertainen
ohjelma perustuu netistä otettuun esimerkkiin, mikä ei käytä
tuota kirjastomoduulia. (Itse asiassa, kun tämä ohjelma oli jo
valmis, sain lisättyä tuon kirjastotiedoston (DHT11.h) Aduino →
libraries – hakemistoon, mutta työn takana oli!) Testaus jää
toiseen kertaan.
On
myös hyvä huomata, että signaalipinni (Con_SarjaPinni =
8;), joka astetuksissa
määritellään lähdöksi (OUTPUT),
muutetaan pääohjelmassa välillä tuloksi ja välillä lähdöksi.
Toisin sanoen tässä anturissa on ainoastaan yksi pinni, josta sekä
käynnistetään että luetaan sarjamuotoista dataa.
 |
| DHT11 sarjasihnaali. |
Ensimmäiseksi
Arduino (MCU) lähettää käynnistyssignaalin. Pienen tauon jälkeen
anturi (DHT) lähettää 40 bitin datan, mikä koostuu seuraavasti:
kosteuden kokonaisosa (8bit), kosteuden desimaaliosa (8bit),
lämpötilan kokonaisosa (8bit) sekä lämpötilan desimaaliosa
(8bit). Näiden neljän perään vielä kahdeksanbittinen
tarkistussumma, joka koostuu noiden neljän edellisen summasta.
Anturin
ominaisuudet on ilmoitettu varsin selkeästi.
Mitta-alueet
ja tarkuus. Ne ovat aivan riittävät tähän tarkoitukseen. Netin
esittelyistä käy myös selvästi ilmi, että anturi (DHT11)
kalibroidaan tehtaalla valmiiksi noihin arvoin.
Moduuli
KY-015 osoitti kyllä jotain aivan muuta. Se ilmoitti ilman
kosteudeksi 20%. Se ei voinut pitää paikkaansa, sillä tuo kuivuus
tuntuisi jo hengityksessä. Huoneessa oleva hiushydrometri osoitti
47%. Selvä ristiriita siis oli olemassa, mikä tietysti piti
selvittää. Lämpötila näytti kyllä samaa toisen
sisälämpömittarin kanssa. Myös desimaalit puuttuivat. Ne
puuttuivat myös alkuperäisellä esimerkkiohjelmalla toteutettuna.
Hylkäsin desimaalit, sillä noilla tarkkuuksilla niillä ei olisi
suurtakaan merkitystä.
Ensin
piti selvittää todellinen huoneen suhteellinen kosteus. Mitä
kuivempaa, sitä enemmän kosteus haihtuu. Tähän fysiikan lakiin
perustuu perinteinen suhteellisen kosteuden mittaus. Mitataan kuivan
anturin lämpötila ja märän anturin lämpötila. Koska haihtuminen
vaatii energiaa, ei sitä ole saatavissa muulla tavoin kuin
laskemalla lämpötilaa. Mittausjärjestely on viereisessä kuvassa.
Kuvassa
on vesiastia (huoneenläpöistä vettä), puhallin ja kaksi
lämpötila-anturia. Platina-100-anturit (Pt-100) ovat yleisempiä,
mutta nämä ovat Nikkeli-100 (Ni-100), koska sellaisia sattui
olemaan. Toinen anturi on peitetty sideharsolla, ja sen alahelma
kostuu vedessä. Puhallin puhaltaa molempiin antureihin ilmaa, joten
kuiva anturi on huoneen lämpötilainen ja märkä jäähtyy
haihdutuksesta johtuen. Ohessa Ni-100 anturin vastusarvot huoneen
lämpötilan ympäristössä:
Vastusmuutos
näillä antureilla on niin pieni, että ilman vahvistimia niitä on
hankala kytkeä Arduinoon, mutta vastus on helppo mitata
yleismittarilla sekä katsoa lämpötiloja vastaavat arvot
taulukosta. Saatujen arvojen muuttaminen suhteelliseksi kosteudeksi
onnistuu käyrästön avulla:
Tuota
käyrästöä piti pienentää niin pajon,. Että sen käyttö lienee
hankalaa tällä sivulla, mutta seuraavasta osoitteesta se on
käytettävissä kokonaisena:
Kuiva
anturi oli 112,9ohm, vastaten 22,7ºC
ja märkä anturi 108,4ohm, vastaten 15,1ºC. Tällä lämpötilaerolla
huoneen suhteellinen kosteus on siis noin 45%.
En
tiedä, johtuiko anturin (KY-015) laadusta vai mistä, mutta se
tietysti näytti, kuten mainitsin, aivan väärin. Siksi ohjelmassa
on anturista saatuun arvoon lisäys, jolloin lukema näytössä on
kuta kuinkin oikein. Ihmiselle suositeltava suhteellinen kosteus
liikkuu siellä 35 ja 60%:in välillä. Anturin signaali kyllä
muuttui kosteuden muuttuessa. Ilmeisesti vain pohja-arvo oli
kalibroimatta tehtaalla?
Tuossa
vailla kostutusosaa ja seuraavassa kuvassa kostutuksen kanssa.
 |
| Puhallin puhaltaa ilmaa märän "vanun" läpi anturille. |
Ohjelmassa
ohjataan kosteusanturin lisäksi relettä ja LEDiä. Releyksikkö
(KY-019) ja vilkulla varustettua LEDi- (KY-034) ohjataan
yksinkertaisella ON-OFF-säädöllä. Kun kosteus laskee tietyn rajan
alle, puhallin käynnistyy ja LEDi alkaa vilkkua. Kun ylempi raja
ylittyy, pysähtyy ohjaus ja ohjelma alkaa odottaa kosteustiedon
alenemista. Tämä toistuu automaattisesti. Videosta
(antinarduvideo32.youtube.com)
saa
jonkinlaisen käsityksen toiminnasta. Se ei kuitenkaan ole kestoltaan
niin pitkä, että siinä näkyisi kostutus- ja odotusvaiheet.
Kevät
ja pakkaset ovat tulossa. Huoneiden sisäilman sopivan kosteuden
ylläpitämiseksi tarvitaan toki huomattavasti tehokkaampi kostutin
kuin tämä. Hyviä pakkaspäiviä!
OHJELMA
32
/***************************************
*
Ohjelma 32
*
4.1.2017
*
KOSTUTUSKESKUS
**************************************/
//
MÄÄRITTELYT:
//
LCD-näyttö
#include
<LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal
lcd(12, 11, 5, 4,3,2);
const
byteapi = B11100001; // ä
const
byte opi = B11101111; // ö
const
byte ast = B11011111; // aste
//
Perusmäärityksiä
const
int Con_SarjaPinni = 8;
const
int Con_Rele = 6;
const
int Con_LEDPinni = 7;
byte int _data [5];
//
ALIOHJELMAT
//
Datan luku
byte Fun_LueData () {
byte data;
for
(int i = 0; i < 8; i ++) {
if
(digitalRead (Con_SarjaPinni) == false) {
while
(digitalRead (Con_SarjaPinni) == false); // Odotus, kun 0 (false)
delayMicroseconds (30); // Odotetaan
keskelle pulssia
if
(digitalRead (Con_SarjaPinni) == true)
data
|= (1 << (7-i)); // Jos erisuuri, bittisiirto vasemmalle
while (digitalRead (Con_SarjaPinni) == true); // Jos 1 (true), odottaa
seuraavaa bittiä
}
}
return
data; // Palautettava arvo
}
// Luennan loppu
//
Anturin ohjaus ja luenta
void
Fun_SarjaIO() {
digitalWrite
(Con_SarjaPinni, false); // Käynnistyssignaali
delay
(30); // Viive pidempi kuin 18ms,DHT11 tunnistaa käynnistyksen
digitalWrite
(Con_SarjaPinni, true);
delayMicroseconds(40); // Odotetaan
vastausta
pinMode
(Con_SarjaPinni, INPUT); // Asetetaan tuloksi
while
(digitalRead (Con_SarjaPinni) == true);
delayMicroseconds(80); // DHT11
vastaus 80us aikana
if
(digitalRead (Con_SarjaPinni) == false);
delayMicroseconds(80);
//
Vastaanotetaan lämpötila ja kosteusdata. Tarkistusbittiä ei
huomioida.
for
(int i = 0; i < 4; i ++)
Byt_data[i]
= Fun_LueData ();
pinMode
(Con_SarjaPinni, OUTPUT); // Asetetaan lähdöksi
digitalWrite
(Con_SarjaPinni, true); // Vapautusbitti seuraavaa luentaa varten
}//
Ohjausfunktio loppu
//
ASETUKSET:
void
setup(){
Serial.begin(9600);
lcd.begin(20,2);
lcd.clear();
//
Tekstit näyttöön, suoritetaan kerran
lcd.setCursor(0,
0);
lcd.print("Suht.kosteus: %");
lcd.setCursor(0,
1);
lcd.print("
L");
lcd.write(api);
lcd.print("mp");
lcd.write(opi);
lcd.print("tila:
");
lcd.write(ast);
lcd.print("C");
//
IO-pinnien määrittely
pinMode(Con_SarjaPinni, OUTPUT);
pinMode(Con_LEDPinni, OUTPUT);
pinMode(Con_Rele, OUTPUT);
}//
Asetuksen loppu
//
PÄÄLOOPPI
void
loop(){
Fun_SarjaIO
();
lcd.setCursor(14, 0);
lcd.print(Byt_data [0]+23, DEC);
//
lcd.print(".");
//
lcd.print(Byt_data [1], DEC);
lcd.setCursor(14, 1);
lcd.print(Byt_data [2], DEC);
//
lcd.print(".");
//
lcd.print(Byt_data [3], DEC);
if(Byt_data
[0] + 15 < 40){
digitalWrite
(Con_LEDPinni, HIGH);
digitalWrite
(Con_Rele, HIGH);
}else if(Byt_data [0] + 23 > 47) {
digitalWrite
(Con_LEDPinni, LOW);
digitalWrite
(Con_Rele, LOW);
}//
ohjaus loppu
delay(1000);
}
// Pääohjelma LOPPU
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti