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

      Ruotsinlaivan työntekijä todisti mykistävää tapausta: ”Ihmiset söivät kahvilassa katkarapuleipiään, kun haistoimme kovan hajun”

    2. 2

      Nuoria kesätöihin palkkaava konepaja löi vaatimukset tiskiin: ”Yli 3 sanan lauseiden muodostaminen on eduksi”

    3. 3

      Tunnistaako suomalaisen naamasta? Testaa

    4. 4

      Luksusrivari aiheutti lihavan riidan – ostaja haki vahingonkorvausta, tulikin mojova lasku

    5. 5

      Matti Nykästä vaadittiin allekirjoittamaan raittiussopimus tv-sarjaa varten – Katsoi vain vierestä, kun muut urheilijat joivat alkoholia

    6. 6

      HU: Kelan päätös yllätti espoolaismiehen – ”Joudun hakemaan asuntoa, jollaista ei ole olemassakaan”

    7. 7

      KL: Cheek uhattiin tappaa Hartwall-areenalle – poliisilta mittavat turvatoimet keikalle

    8. 8

      20 vuotta Suomen vankiloissa treenannut paljastaa: 3 parasta liikettä linnakundille ja siviilille

    9. 9

      Näin suomalaisjulkkikset selvisivät potkuista – Renne Korppila päätyi K-kaupan lihatiskille

    10. 10

      Tiesitkö? Joka kodista löytyvä ihmeaine taikoo valkoiset tennarit taas hohtaviksi

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Suomessa asuva mies sai puhelimeensa järkyttävän viestin 6 500 kilometrin päästä – ”Ammuin juuri kihlattusi”

    2. 2

      10 vakavaa varoitusmerkkiä parisuhteessa – ”Se on se hetki, jonka jälkeen ei kannata jäädä katselemaan”

    3. 3

      Kimi Räikkönen tapasi Nicole Kidmanin – ”Jäämiehelle” tyypillinen reaktio herättää hilpeyttä maailmalla

    4. 4

      Ruotsinlaivan työntekijä todisti mykistävää tapausta: ”Ihmiset söivät kahvilassa katkarapuleipiään, kun haistoimme kovan hajun”

    5. 5

      Helppo testi makuuhuoneessa paljastaa, onko kotisi sisäilma kunnossa

    6. 6

      Coca-Colan tehtaalla tehtiin iljettävä löytö Pohjois-Irlannissa – ”Se oli hirvittävää”

    7. 7

      Povekas reality-tähti narahti ”huiputtamisesta” – nolo somemoka paljasti totuuden tähden kadehditusta kodista

    8. 8

      Näin suomalaisjulkkikset selvisivät potkuista – Renne Korppila päätyi K-kaupan lihatiskille

    9. 9

      Huumeet tuhosivat Huippumalli haussa -kilpailijan ulkonäön – katsojia järkyttänyt Dr. Phil -esiintyminen muutti elämän

    10. 10

      Nuoripari luuli ostaneensa unelmiensa hirsitalon – pian alkoi paljastua, mitä rakennustyömaalla oli oikeasti tapahtunut

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Merkel tyrmistyi ”hävyttömästä” tempusta – Trump ojensi 350 miljardin laskun

    2. 2

      Bikinipöksyt kokevat tänä kesänä muodonmuutoksen – pukisitko itse yllesi?

    3. 3

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    4. 4

      Tiesitkö? Helsingissä asuu yksi kaikkein aikojen menestyneimmän heviyhtyeen kitaristi – rakastui suomalaiseen Mariaan, elää nyt lapsiperheen arkea Suomessa

    5. 5

      Teinityttö julkaisi hervottoman kuvaparin äidistään kostean illanvieton jälkeen – kiusallinen kuva villitsee somessa: ”Lauantai ja sunnuntai”

    6. 6

      Vihreä Nissan lepää kyljellään Tornion keskustassa – poliisi kertoo, miksi ei puutu tapaukseen

    7. 7

      25-vuotias mies piinasi naapurin naista kuukausien ajan – kunnes oven takana odotti yllätys

    8. 8

      Albinismia sairastavat kaksostytöt ihastuttavat malleina – poseeraavat nyt yhdessä tumman isosiskonsa kanssa

    9. 9

      Pilvi Hämäläiselle kävi hillitön asumoka – saapui Jussi-gaalaan Aina Inkerin polvisukissa: ”En muistanut, että mulla on halkio”

    10. 10

      Tangokuningatar Heidi Pakarinen löysi vieraan naisen kotoaan – murtuu kyyneliin muistosta: ”Se oli kerrasta finito”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Ruotsinlaivan työntekijä todisti mykistävää tapausta: ”Ihmiset söivät kahvilassa katkarapuleipiään, kun haistoimme kovan hajun”

    2. 2

      Nuoria kesätöihin palkkaava konepaja löi vaatimukset tiskiin: ”Yli 3 sanan lauseiden muodostaminen on eduksi”

    3. 3

      Tunnistaako suomalaisen naamasta? Testaa

    4. 4

      Luksusrivari aiheutti lihavan riidan – ostaja haki vahingonkorvausta, tulikin mojova lasku

    5. 5

      Matti Nykästä vaadittiin allekirjoittamaan raittiussopimus tv-sarjaa varten – Katsoi vain vierestä, kun muut urheilijat joivat alkoholia

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Suomessa asuva mies sai puhelimeensa järkyttävän viestin 6 500 kilometrin päästä – ”Ammuin juuri kihlattusi”

    2. 2

      10 vakavaa varoitusmerkkiä parisuhteessa – ”Se on se hetki, jonka jälkeen ei kannata jäädä katselemaan”

    3. 3

      Kimi Räikkönen tapasi Nicole Kidmanin – ”Jäämiehelle” tyypillinen reaktio herättää hilpeyttä maailmalla

    4. 4

      Ruotsinlaivan työntekijä todisti mykistävää tapausta: ”Ihmiset söivät kahvilassa katkarapuleipiään, kun haistoimme kovan hajun”

    5. 5

      Helppo testi makuuhuoneessa paljastaa, onko kotisi sisäilma kunnossa

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Merkel tyrmistyi ”hävyttömästä” tempusta – Trump ojensi 350 miljardin laskun

    2. 2

      Bikinipöksyt kokevat tänä kesänä muodonmuutoksen – pukisitko itse yllesi?

    3. 3

      Nuoren naisen asunnosta levisi karmea haju 48 asunnon taloyhtiöön – löydön puhdistamiseen tarvittiin siirtolava

    4. 4

      Tiesitkö? Helsingissä asuu yksi kaikkein aikojen menestyneimmän heviyhtyeen kitaristi – rakastui suomalaiseen Mariaan, elää nyt lapsiperheen arkea Suomessa

    5. 5

      Teinityttö julkaisi hervottoman kuvaparin äidistään kostean illanvieton jälkeen – kiusallinen kuva villitsee somessa: ”Lauantai ja sunnuntai”

    6. Näytä lisää