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

      Kahdeksan lapsen yh-äiti on ”liian kaunis töihin”: ”Miehet näkevät minut vain seksisymbolina”

    2. 2

      Universumin kaunein nainen törmäsi kaksoisolentoonsa – tunnistatko, kumpi on kumpi?

    3. 3

      ”Maailman identtisimmät kaksoset” katuvat kauneusleikkauksiaan – pitävät lopputulosta rumana: ”Häpeämme”

    4. 4

      Valkoisen talon lehdistöpäällikkö selitteli lausuntojaan: ”Joskus voimme olla eri mieltä totuuksista”

    5. 5

      Trumpin ensitempaukset hämmentävät tutkijaa: Fokus väärässä kohtaa – ”Ehkä Trumpin egolle on niin tärkeää...”

    6. 6

      Berner keskeyttää kohuhankkeensa: ”Sipilän kanssa sovittu, että autoverosta ei luovuta”

    7. 7

      Ensitreffit alttarilla -tähti julkaisi kuvan vauvansa kanssa – tarkkasilmäiset fanit huomasivat kivuliaan sairauden

    8. 8

      ”Bernerin mallin” viiden päivän mahalasku – näin kaikki tapahtui

    9. 9

      Trump aloitti muutokset – jäädyttää palkankorotukset

    10. 10

      F1-pomo Bernie Ecclestone, 86, sai kenkää – hämmästyi uudesta tittelistä: ”En edes tiedä, mitä se tarkoittaa”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Auervaaroja netissä jahtaava Tuula, 74, täräytti valemajurille: ”Minä en maksa penniäkään” – huijarin vastaus oli paljon puhuva

    2. 2

      Ensitreffit alttarilla -tähti julkaisi kuvan vauvansa kanssa – tarkkasilmäiset fanit huomasivat kivuliaan sairauden

    3. 3

      Kahdeksan lapsen yh-äiti on ”liian kaunis töihin”: ”Miehet näkevät minut vain seksisymbolina”

    4. 4

      Sarjahukuttajan röyhkeä piiloleikki Joensuun torilla: ”Aika paljon pitää olla pokkaa”

    5. 5

      Antti Tuiskulta tyhjentävä kommentti hänestä tehdystä Putouksen Abdul Tuisku -hahmosta – tiivisti ensireaktionsa yhteen sanaan

    6. 6

      Kommentti: Autoveron poistaminen kätkee myös ansan – kuulutko satoihintuhansiin maksumiehiin?

    7. 7

      Trump heitti heti Obaman verhot ja maton ulos työhuoneestaan – tilalle kultaa, koristekangasta ja Churchill

    8. 8

      Opiskelijatyttöjen seksikkäistä Instagram-kuvista tuli netti-ilmiö – vähäpukeiset kuvat toimivat ponnahduslautana mallin töihin

    9. 9

      Naku-uikkari on kesän kuumin uimapukutrendi – aivan kuin päällä ei olisi yhtään mitään

    10. 10

      Katso listat: Näin on käynyt S- ja K-ryhmien alentamille hinnoille

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Juo aamulla vettä tyhjään vatsaan – 8 mahtavaa vaikutusta

    2. 2

      Auervaaroja netissä jahtaava Tuula, 74, täräytti valemajurille: ”Minä en maksa penniäkään” – huijarin vastaus oli paljon puhuva

    3. 3

      Perhe etsii vastausta kammottavaan kuvaan – mitä tai mikä ilmestyi yhtäkkiä yöllä kotipihalla otettuun valokuvaan?

    4. 4

      Serbian seksikkäin laulaja Milica, 25, purskahti korsetistaan ulos kesken keikan – yleisö villiintyi

    5. 5

      Ei herkkohermoisille: Tältä näyttää työuupumus sairaalassa

    6. 6

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    7. 7

      Uimapukumalli Chrissy Teigen jakoi rehellisen kuvan reisistään – miehet hämmentyivät: ”Olen katsonut tätä jo minuutin, ja...”

    8. 8

      Kaikki irti Whatsappista! Tiesitkö jo nämä 9 kätevää kikkaa?

    9. 9

      Yksi kuoli rekan pudottua moottoritieltä Lohjalla – erikoinen tapahtumaketju johti karmeaan turmaan

    10. 10

      Poliisi IS:lle: Näin sarjahukuttaja jäi kiinni – ”Hänellä oli itsellään tiedossa...”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Kahdeksan lapsen yh-äiti on ”liian kaunis töihin”: ”Miehet näkevät minut vain seksisymbolina”

    2. 2

      Universumin kaunein nainen törmäsi kaksoisolentoonsa – tunnistatko, kumpi on kumpi?

    3. 3

      ”Maailman identtisimmät kaksoset” katuvat kauneusleikkauksiaan – pitävät lopputulosta rumana: ”Häpeämme”

    4. 4

      Valkoisen talon lehdistöpäällikkö selitteli lausuntojaan: ”Joskus voimme olla eri mieltä totuuksista”

    5. 5

      Trumpin ensitempaukset hämmentävät tutkijaa: Fokus väärässä kohtaa – ”Ehkä Trumpin egolle on niin tärkeää...”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Auervaaroja netissä jahtaava Tuula, 74, täräytti valemajurille: ”Minä en maksa penniäkään” – huijarin vastaus oli paljon puhuva

    2. 2

      Ensitreffit alttarilla -tähti julkaisi kuvan vauvansa kanssa – tarkkasilmäiset fanit huomasivat kivuliaan sairauden

    3. 3

      Kahdeksan lapsen yh-äiti on ”liian kaunis töihin”: ”Miehet näkevät minut vain seksisymbolina”

    4. 4

      Sarjahukuttajan röyhkeä piiloleikki Joensuun torilla: ”Aika paljon pitää olla pokkaa”

    5. 5

      Antti Tuiskulta tyhjentävä kommentti hänestä tehdystä Putouksen Abdul Tuisku -hahmosta – tiivisti ensireaktionsa yhteen sanaan

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Juo aamulla vettä tyhjään vatsaan – 8 mahtavaa vaikutusta

    2. 2

      Auervaaroja netissä jahtaava Tuula, 74, täräytti valemajurille: ”Minä en maksa penniäkään” – huijarin vastaus oli paljon puhuva

    3. 3

      Perhe etsii vastausta kammottavaan kuvaan – mitä tai mikä ilmestyi yhtäkkiä yöllä kotipihalla otettuun valokuvaan?

    4. 4

      Serbian seksikkäin laulaja Milica, 25, purskahti korsetistaan ulos kesken keikan – yleisö villiintyi

    5. 5

      Ei herkkohermoisille: Tältä näyttää työuupumus sairaalassa

    6. Näytä lisää