Digitoday

Valikko

Skrolli-artikkeli: Näin saunan lämpötila siirtyy puhelimeen

Sauna on ajastettu, mutta kuinka lämmin se mahtaa olla? Digitodayn julkaisema Skrolli-tietotekniikkalehden artikkeli kertoo, kuinka tiedot saunan lämmöstä saa suoraan taskuun.
Ulkona on kylmää, hyistä ja pimeää, mutta sauna on onneksi lämpiämässä. Kohta pääsee löylyyn! Mutta onkohan kiuas jo lämmin?

Sen sijaan, että vaeltaisimme saunalle asti tarkastamaan tilanteen, ratkaisemme ongelman tekniikalla. Rakennamme laitteiston, joka kertoo saunan lämpötilan reaaliajassa suoraan puhelimeen.




Saunan lämpötilasta raportoiva mittarimme koostuu yleiskäyttöisistä osista, joilla voi tehdä kaikenlaista kukkien kastelujärjestelmistä ovisummereihin ja CNC-jyrsinten ohjaimiin. Siinä missä kaupasta ostettu lämpömittari pystyy ainoastaan mittaamaan lämpötiloja, tämä laite on muokattavissa vaikkapa soittamaan summeria, kun sauna on valmis tai kun lämpötila lähtee uhkaavaan laskuun.

Esimerkkilaitteistoa voi käyttää muidenkin lämpötilojen mittaukseen pelkän saunan seurannan sijaan. Kaikenlaista elektroniikkaa rakentaessa voi laitteiden mahdollisen ylikuumenemisen selvittää laittamalla lämpötilasensorit laatikon sisään ja katsomalla tulokset ruudulta. Sensorit voi laittaa myös esimerkiksi jääkaappiin, pakastimeen tai kellarikomeroon tarkkailemaan ruokien säilyvyyttä.




Komponentit

Itse lämpötilamittaus on toteutettu DS18B20-piirillä. Se kuuluu Dallas Semiconductorin kehittämään 1-Wire tuoteperheeseen, josta löytyy monenlaisia pieniä sensoripiirejä. Tyypillisimpiä ovat lämpötila- ja kosteussensorit, laskurit ja jännitemittarit.




Sensorit ovat digitaalisia ja kommunikoivat 1-Wire protokollan avulla. Rautasuunnittelua tämä helpottaa huomattavasti, sillä samoihin piuhoihin voi kytkeä useita sensoreita niiden häiritsemättä toisiaan. Niitä voi kytkeä kiinni lennosta, ja koska jokaisella on yksilöllinen sarjanumero, ne eivät sekoitu keskenään.

Digitaalinen kommunikaatio pienillä nopeuksilla antaa myös paljon valinnanvaraa kaapeloinnin suhteen. Tässä artikkelissa käytetään tavallista audiopiuhaa ja 3, 5 mm plugiliittimiä. Etuna tässä on se, että jatkojohtoja saa lähikaupasta.

Toinen hyvä asia on stereojakajien käyttömahdollisuus. Lisäsensorin kytkeminen vaatii normaalin audiojakajan lisäämisen, jonka jälkeen uuden sensorin voi kytkeä kiinni. 1-Wire tuotteiden kanssa käytetään tyypillisesti lankapuhelimista tuttua RJ11-liitintä, mutta sellaisen tekeminen vaatii puristuspihtejä, eikä jakopaloja enää nykyisin löydy kaupoista.

Mikään ei estä käyttämästä vaikka vanhaa verkkopiuhaa ja kolvaamasta liittimiä suoraan kiinni sensoriin. Paras ratkaisu riippuu käyttökohteesta. Valmistajasta riippuen 1-Wiren pitäisi toimia jopa satojen metrien kaapeleilla, mutta itse olen huomannut ongelmia jo kymmenen metrin matkalla.

Seuraava vaihe järjestelmässä on tiedon kerääminen sensoreilta. Se on hoidettu Arduino Ethernet -mikrokontrollerilla, joka kyselee jatkuvasti sensoreilta lämpötilatietoja ja lähettää ne eteenpäin.




Arduino-tuoteperhe on hyvin tuotteistettu aloittelijaystävällinen elektroniikan häkkäysalusta. Arduinoilla voi tehdä "ihan mitä tahansa", esimerkiksi tällaisen lämpötilamittarin tai vaikkapa ovisummerin, valo-ohjaimen tai puhuvan leivänpaahtimen. Tarvitaan vain kourallinen kivoja elektroniikan komponentteja, vähän koodaustaitoa ja intoa kokeilla asioita.

Käyttövirran koko järjestelmä saa verkkokaapelia pitkin Power over Ethernetillä. Tässä projektissa se helpottaa johdotusta, koska tarvitsee vetää vain yksi kaapeli Arduinolle. Toisessa päässä on PoE-injektori, joka kytketään normaaliin seinäsähköön ja verkkopiuhoihin. Tehoa saa välitettyä enintään 15W, joka riittää moneen projektiin aivan loistavasti. Kannattaa huomata, että on olemassa myös epästandardeja PoE-ratkaisuja, joita myydään melkein samalla nimellä.

Seurannan helpottamiseksi Arduinoon on lisätty myös lcd-näyttö, joka kertoo senhetkiset lämpötilat. Näyttö itsessään on vakiolaite ja liitetty Sparkfun SerLCD -sovittimen avulla, joka pudottaa vaadittavien ohjaussignaalien määrän viidestä yhteen. Ohjelmoinnin kannalta SerLCD:n käytöllä ei ole merkitystä, mutta se helpottaa johdotusta.




Lämpötilat
koneelle


Kun sensorien data on saatu numeroiksi, se pitää vielä ottaa talteen ja saada näkyviin kännykkään. Kuten Ethernet-termistä saattoi arvata, Arduino lähettää mittaustulokset verkkoon, josta pc-kone (tai vaikka Raspberry Pi) poimii ne talteen.

Laiskana koodarina laitoin Arduinon lähettämään tiedot broadcastina koko verkkoon, jolloin ei ole väliä mitä ip-osoitteita käytetään. Vastaanottopuolelle koodasin muutaman rivin Perl-taian, joka kuuntelee verkkoa ja kirjoittaa tulokset ylös. Sama onnistuisi melkein millä tahansa ohjelmointikielellä.

Tietojen varastointiin ei tarvitse välttämättä koodata omaa softaa, vaan voi käyttää rrdtoolia. Sillä luodaan aluksi halutun kokoinen arkisto tarvittavista mittareista, esimerkiksi katto- ja istumatasojen lämmöt yhden vuorokauden ajalta. Tämän jälkeen tietoja päivitetään sitä mukaa kun niitä syntyy. Rrdtool huolehtii myös aikaleimojen keräämisestä, joten ei haittaa vaikka järjestelmä olisi välillä pois päältä.

Lopuksi koneen tai kännykän ruudulle saadaan piirrettyä lämpötilakäyrä rrdtoolia käyttäen. Kokemukseni mukaan on helpointa tehdä tämän www-palvelimen kautta muutaman rivin php-skriptillä. Tällöin samaa sivua voi käyttää omalta koneelta, läppäriltä, kännykältä tai vaikka kumminkaiman tabletilta. Kun projektin jälkeinen tylsyys yllättää, voi sivulle koodailla lisää animaatioita ja hienouksia.

Tämä artikkeli on osa Skrolli-lehden ja Digitodayn sisältöyhteistyötä. Tutustu Skrolliin osoitteessa skrolli.fi.




Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Kruununprinsessa Victoria hurmasi Nobel-gaalassa upeassa juhlapuvussaan: ”Täydet viisi pistettä!”

    2. 2

      SM-liigavalmentaja poltti päreensä – maalivahti juoksi pukukoppiin kesken erän!

    3. 3

      Suolistosyöpä yleistyy myös nuorilla – tunnista nämä 5 oiretta

    4. 4

      Prinsessa Madeleine hehkui jumalaisena roosassa puvussa – Nobel-juhlia edelsi viime hetken pukukriisi

    5. 5

      Prinsessa Sofia yllätti veistoksellisella iltapuvulla – säteilee talven trendivärissä

    6. 6

      Vuosaaren turma-asunnon naapuri kertoo traagisesta yöstä ja palon tutkinnasta: Kiuas kiinnosti poliisia

    7. 7

      Hämmästyttävä näky merenpohjassa: Pearl Harboriin vuonna 1941 upotettu sukellusvene on kestänyt hyvin aikaa

    8. 8

      Kaksoissurma Houtskarissa: Vartiolentolaivueen Super Puma -helikopteri vei poliisit tekopaikalle

    9. 9

      Holmström pokkasi Nobelinsa kuninkaalta – Patti Smith unohti seremoniassa laulun sanat

    10. 10

      Kuningatar Silvia säihkyy Nobel-gaalassa muodikkaasti ”diskopallona” – kuin Jaana Pelkonen!

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Suolistosyöpä yleistyy myös nuorilla – tunnista nämä 5 oiretta

    2. 2

      Italialaisen mallikaunottaren, 42, härski alastonkuva kauhistuttaa faneja – pani isäpuolensa ja näyttelijä-äitinsä ikuistamaan itsensä jooga-asennossa

    3. 3

      Teloituksessa kammottava käänne Alabamassa – teloitettava avasi silmänsä ja haukkoi henkeään

    4. 4

      Kirje viipyi yli viikon postissa – Eero, 32, ei päässyt omaan ylennystilaisuuteensa

    5. 5

      Sisäpiirin paljastus: Saara Aallolle maksetaan Lontoossa kaikki, Meri-rakas ja ystävät sinnittelevät – ”Hyödynnämme tarjouksia”

    6. 6

      Myrkyttääkö narsisti elämääsi? 7 varoitusmerkkiä

    7. 7

      Mitä turmahuoneiston saunassa tapahtui? 4 avointa kysymystä Vuosaaren tragediasta

    8. 8

      Ystävä petti legendaarisen Sergei Fedorovin – Venäjän supertähti menetti NHL:ssä tienaamansa miljoonat

    9. 9

      Saara Aalto ja puoliso Meri saivat X Factor -tuotannolta harvinaisen poikkeusluvan – ”Ovat vanhempia kuin muut”

    10. 10

      Kuhmossa iso poliisioperaatio – partioita Oulun ja Itä-Suomen poliisista

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    3. 3

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    4. 4

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    5. 5

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    6. 6

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    7. 7

      Todelliset syyt, joiden vuoksi naiset voihkivat seksin aikana

    8. 8

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    9. 9

      Linnan jatkoilla nousi hässäkkä – Heikki Lampela ja Hanna Kärpänen sisään vahvassa juhlatunnelmassa: ”Haluan seikkailuja”

    10. 10

      Matti Vanhasen tyrmäävä naisystävä Heidi säväytti Linnassa – sahaperijättären mekko paljasti dekolteen

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Kruununprinsessa Victoria hurmasi Nobel-gaalassa upeassa juhlapuvussaan: ”Täydet viisi pistettä!”

    2. 2

      SM-liigavalmentaja poltti päreensä – maalivahti juoksi pukukoppiin kesken erän!

    3. 3

      Suolistosyöpä yleistyy myös nuorilla – tunnista nämä 5 oiretta

    4. 4

      Prinsessa Madeleine hehkui jumalaisena roosassa puvussa – Nobel-juhlia edelsi viime hetken pukukriisi

    5. 5

      Prinsessa Sofia yllätti veistoksellisella iltapuvulla – säteilee talven trendivärissä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Suolistosyöpä yleistyy myös nuorilla – tunnista nämä 5 oiretta

    2. 2

      Italialaisen mallikaunottaren, 42, härski alastonkuva kauhistuttaa faneja – pani isäpuolensa ja näyttelijä-äitinsä ikuistamaan itsensä jooga-asennossa

    3. 3

      Teloituksessa kammottava käänne Alabamassa – teloitettava avasi silmänsä ja haukkoi henkeään

    4. 4

      Kirje viipyi yli viikon postissa – Eero, 32, ei päässyt omaan ylennystilaisuuteensa

    5. 5

      Sisäpiirin paljastus: Saara Aallolle maksetaan Lontoossa kaikki, Meri-rakas ja ystävät sinnittelevät – ”Hyödynnämme tarjouksia”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    3. 3

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    4. 4

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    5. 5

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    6. Näytä lisää