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

      Tuskien taival: Kohutun Adrian Solanon MM-hiihto alkoi karmealla tavalla

    2. 2

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    3. 3

      Rökitetylle Anne Bernerille esitetään epäluottamusta – ministerin asemasta äänestetään perjantaina

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Tv-tähden sekava käytös ihmetytti aamu-tv:ssä – oliko muoti-idoli humalassa? Syljeskeli ja selasi puhelintaan, somekansa äimistyi

    6. 6

      Kello 16 suora lähetys Lahdesta – ISTV:n MM-studio käynnissä

    7. 7

      Maahanmuuttovirasto karsii vastaanottokeskuksia – katso lista paikkakunnista

    8. 8

      Tarkista tämä iPhone-asetus: Saattaa aiheuttaa yllättävän laskun

    9. 9

      Video: Kajaanin hyppyrimäki räjähti näyttävästi

    10. 10

      Anu Saagim vastaa Veitola-kohuun – kuittaa asian suorasanaisesti: ”Ihmisellä on heikko itsetunto”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    2. 2

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    3. 3

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Sudet tarttuivat 7-vuotiaaseen poikaan Ähtärin eläinpuistossa – vammat vakavia

    6. 6

      Brittiaristokraatti Lady Victoria, 40, ilmestyi gaalaan yläosattomissa: Läpikuultava verkkoasu paljasti aivan kaiken: ”Käytännössä alasti”

    7. 7

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    8. 8

      Lukiolaistytön viattomasta kuvasta paljastui härski yllätys – mokasta kasvoi maailmanlaajuinen someilmiö

    9. 9

      Patrik Laine varasti show’n Torontossa – 30 maalia täyteen

    10. 10

      Kolmen lapsen yh-äidille annettiin tv-sarjassa 30 000 euroa – törsäsi lähes kaiken neljässä viikossa hajuvesiin ja vaatteisiin: ”Olen pettynyt”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Prisman kassamyyjä sai pyörätuolimiehen itkemään Helsingissä – jonossa ollut Jatta riensi apuun: ”Olin niin kiukkuinen”

    2. 2

      MTV: Saara Aalto kärsii kiusallisesta ja kivuliaasta naistentaudista: ”Ei parannuskeinoa”

    3. 3

      Pekka Vähäsöyrinki tunnusti Mika Myllylän haudalla, milloin dopinginkäyttö alkoi: ”Siinä hetkessä annoin periksi”

    4. 4

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    5. 5

      Stubb opetti Trumpille faktoja Ruotsista – viesti sytytti kiivaan keskustelun

    6. 6

      Tutkijat tekivät pelottavan löydön merenpohjasta 10 kilometrin syvyydestä

    7. 7

      Kanadan hurmuriministeri sai Ivanka Trumpin pasmat sekaisin – flirttaileva kuva leviää vauhdilla

    8. 8

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    9. 9

      Nokialla pahoinpidelty 17-vuotias tyttö on kuollut

    10. 10

      Donald Trumpilta outo viittaus Ruotsiin: ”Katsokaa, mitä tapahtui eilen illalla Ruotsissa – kuka olisi uskonut?”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Tuskien taival: Kohutun Adrian Solanon MM-hiihto alkoi karmealla tavalla

    2. 2

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    3. 3

      Rökitetylle Anne Bernerille esitetään epäluottamusta – ministerin asemasta äänestetään perjantaina

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Tv-tähden sekava käytös ihmetytti aamu-tv:ssä – oliko muoti-idoli humalassa? Syljeskeli ja selasi puhelintaan, somekansa äimistyi

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    2. 2

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    3. 3

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Sudet tarttuivat 7-vuotiaaseen poikaan Ähtärin eläinpuistossa – vammat vakavia

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Prisman kassamyyjä sai pyörätuolimiehen itkemään Helsingissä – jonossa ollut Jatta riensi apuun: ”Olin niin kiukkuinen”

    2. 2

      MTV: Saara Aalto kärsii kiusallisesta ja kivuliaasta naistentaudista: ”Ei parannuskeinoa”

    3. 3

      Pekka Vähäsöyrinki tunnusti Mika Myllylän haudalla, milloin dopinginkäyttö alkoi: ”Siinä hetkessä annoin periksi”

    4. 4

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    5. 5

      Stubb opetti Trumpille faktoja Ruotsista – viesti sytytti kiivaan keskustelun

    6. Näytä lisää