Digitoday

Valikko

Skrolli-artikkeli: Näin saunan lämpötila siirtyy puhelimeen

Julkaistu: , Päivitetty:

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

      Suomalaisseurueen kotimatka Kroatiasta tyssäsi, kun kännykkään kilahti viesti – ”Loput 120 seisoivat kentällä tumput suorina ja ihmettelivät”

    2. 2

      Poliisilla suuroperaatio Kotkassa: Useita asevarkaudesta epäiltyjä otettu kiinni

    3. 3

      Naisen alastoman ruumiin vierestä löytyi kastikekauha, jonka hirvittävä tarkoitus selvisi pian poliisille – missä ovat heidän murhaajansa?

    4. 4

      Pelastusoperaatio käynnissä Naantalissa – sukeltajat etsivät pinnan alle vajonnutta henkilöä

    5. 5

      Testaa, osaatko raha-asiat – 11 kysymystä kertoo, oletko parempi kuin muut suomalaiset

    6. 6

      Raju suistumisturma Saarijärvellä: Törkeästä rattijuopumuksesta epäilty kuski sinkoutui Mersun takapenkille

    7. 7

      Ovatko tässä Suomen upeimmat terassit? Kokoa yli 300m2, uima-allas, kaikki herkut

    8. 8

      Kelly Osbournen kiusallinen vaatemoka – mekko jumittui päälle: fanien huomio kiinnittyi johonkin aivan muuhun

    9. 9

      Yksi tehtävä juhannusaatolta herätti kysymyksiä Hämeen poliisissa: ”Mitä ihmettä ihmisten mielessä liikkuu”

    10. 10

      Juha Mieto ja Costello Hautamäki kutsuttiin löylyihin – pohtivat suomalaisuutta saunan lauteilla: ”Kysymys on siitä, haluaako mies seksiä vai olla oikeassa”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Yksi tehtävä juhannusaatolta herätti kysymyksiä Hämeen poliisissa: ”Mitä ihmettä ihmisten mielessä liikkuu”

    2. 2

      Kris Jennerin paljastavasta salikuvasta löytyi nolo moka: kuvanmuokkaus meni pahasti pieleen – jopa fanit kritisoivat: ”Surullista!”

    3. 3

      Naisen alastoman ruumiin vierestä löytyi kastikekauha, jonka hirvittävä tarkoitus selvisi pian poliisille – missä ovat heidän murhaajansa?

    4. 4

      Pirullisen vaikea tarkkuustesti testaa hoksottimesi

    5. 5

      Onko tässä maailman seksikkäin pilotti? Susanna ohjaa suuria lentokoneita ja elää luksuselämää – ”Meidän täytyy antaa ammattimainen kuva”

    6. 6

      Suomalaisseurueen kotimatka Kroatiasta tyssäsi, kun kännykkään kilahti viesti – ”Loput 120 seisoivat kentällä tumput suorina ja ihmettelivät”

    7. 7

      Kouvolalainen Markku on käynyt Pohjois-Koreassa yli 30 kertaa auttamassa – Kuvat suljetusta diktatuurista kertovat paljon

    8. 8

      CNN selvitti: Näin Pohjois-Korean johtaja rahoittaa luksuselämänsä

    9. 9

      Lentoemäntä Martinalla on Euroopan suurimmat rinnat – haaveilee nyt yhtä äärimmäisestä pepusta: kirurgeilta täystyrmäys

    10. 10

      Tyly muutos ensi viikon sääennusteeseen: +30 asteen helleaalto koukkaakin Venäjälle – Suomeen luvassa jotain ihan muuta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    2. 2

      Lentoemännän yksinkertainen vessakikka toimii yhtä varmasti myös kotona

    3. 3

      Kasperi Kapanen toi kanadalaisrakkaansa Suomeen – 18-vuotias Annika käänsi katseita Kuopion rannoilla pepun paljastavissa bikineissä

    4. 4

      Martina Aitolehden kipujen syy selvisi: Lääkäriltä tyly tuomio – ”Kyyneleethän siinä pääsi”

    5. 5

      Entinen miljonääri luopui kaikesta ja muutti hökkeliin autiolle saarelle – 20 vuotta eikä ole katunut päivääkään

    6. 6

      Kotihälytyskeikalla odotti näky, joka riipaisi jopa vanhan sosiaalityöntekijän sydäntä – viranomaiset vetoavat juhannusjuhlijoihin

    7. 7

      Yksi tehtävä juhannusaatolta herätti kysymyksiä Hämeen poliisissa: ”Mitä ihmettä ihmisten mielessä liikkuu”

    8. 8

      23 asiaa, jotka mullistuvat uudessa alkoholilaissa – kapakoiden aukioloajat, neloskalja kauppoihin...

    9. 9

      Metsämustikoissa voi piillä vaarallinen loinen – onko syytä huoleen?

    10. 10

      Kris Jennerin paljastavasta salikuvasta löytyi nolo moka: kuvanmuokkaus meni pahasti pieleen – jopa fanit kritisoivat: ”Surullista!”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Suomalaisseurueen kotimatka Kroatiasta tyssäsi, kun kännykkään kilahti viesti – ”Loput 120 seisoivat kentällä tumput suorina ja ihmettelivät”

    2. 2

      Poliisilla suuroperaatio Kotkassa: Useita asevarkaudesta epäiltyjä otettu kiinni

    3. 3

      Naisen alastoman ruumiin vierestä löytyi kastikekauha, jonka hirvittävä tarkoitus selvisi pian poliisille – missä ovat heidän murhaajansa?

    4. 4

      Pelastusoperaatio käynnissä Naantalissa – sukeltajat etsivät pinnan alle vajonnutta henkilöä

    5. 5

      Testaa, osaatko raha-asiat – 11 kysymystä kertoo, oletko parempi kuin muut suomalaiset

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Yksi tehtävä juhannusaatolta herätti kysymyksiä Hämeen poliisissa: ”Mitä ihmettä ihmisten mielessä liikkuu”

    2. 2

      Kris Jennerin paljastavasta salikuvasta löytyi nolo moka: kuvanmuokkaus meni pahasti pieleen – jopa fanit kritisoivat: ”Surullista!”

    3. 3

      Naisen alastoman ruumiin vierestä löytyi kastikekauha, jonka hirvittävä tarkoitus selvisi pian poliisille – missä ovat heidän murhaajansa?

    4. 4

      Pirullisen vaikea tarkkuustesti testaa hoksottimesi

    5. 5

      Onko tässä maailman seksikkäin pilotti? Susanna ohjaa suuria lentokoneita ja elää luksuselämää – ”Meidän täytyy antaa ammattimainen kuva”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    2. 2

      Lentoemännän yksinkertainen vessakikka toimii yhtä varmasti myös kotona

    3. 3

      Kasperi Kapanen toi kanadalaisrakkaansa Suomeen – 18-vuotias Annika käänsi katseita Kuopion rannoilla pepun paljastavissa bikineissä

    4. 4

      Martina Aitolehden kipujen syy selvisi: Lääkäriltä tyly tuomio – ”Kyyneleethän siinä pääsi”

    5. 5

      Entinen miljonääri luopui kaikesta ja muutti hökkeliin autiolle saarelle – 20 vuotta eikä ole katunut päivääkään

    6. Näytä lisää