3db DS18B20 digitális hőmérséklet mérő szenzor egy csatornán

A cél

Egy napelem hőmérsékletét és a környezetét szeretném monitorozni, amihez 3 hőmérséklet szenzorra van szükségem, az egyik magát a napelem hőmérsékletét mérné, amit a hátuljára rögzítenék, a másik a napelem árnyékában lenne elhelyezve, míg a harmadikat közvetlen napfénynek tenném ki.

Az összeállítás

Ennek megvalósításához a DS18B20 szenzor – Arduino kombót találtam a legmegfelelőbbnek. A három szenzor digitális kimenete az Arduino digitális bemenetére kapcsolódik egy vezetéken keresztül, a tápellátást pedig az 5V-os kimenet látja el. A kapcsolást az 1-es ábrán láthatod. Az összeállítás pofon egyszerű, a kód az interneten elérhető (v. alább csekkolható). A kapcsolás összeállítása és a kód feltöltése után tökéletesen működik, a bejövő adatokat az adott COM portról olvashatjuk.

COM portról bejövő adatmentés

Erre a CoolTerm programot használom. Itt a Connection –> Options –> Receive menüpont alatt az Add timestamps to received data funkciót kipipálva a COM portról jövő adatokhoz az aktuális időt tudjuk hozzárendelni, majd a Connection –> Capture to Textfile –> Start (CLTR + R) menüpont alatt elkezdjük az adatgyűjtést. Ami így néz ki (balra).

A bonyodalom

A program egyesével kiolvassa az egyes szenzorokhoz tartozó adatokat, majd kiküldi a portra, itt az egyes adatok egymás alá listázódnak Sensor 0, 1, 2, ami nagyban megnehezíti a kiértékelést.

A részleges megoldás Excellel

A text file-ba mentett adatokat beolvassuk Excel-be, amit az alábbi ábrán láthatunk, az A, B, C, D oszlopok a nyers adatokat tartalmazzák.

Dátum	Idő	Melyik szenzor?	Hőmérséklet
2015.08.31	13:47:22	Sensor 0	38,69
2015.08.31	13:47:27	Sensor 1	24,56
2015.08.31	13:47:32	Sensor 2	7,19
2015.08.31	13:47:38	Sensor 0	40,75
2015.08.31	13:47:43	Sensor 1	24,56
2015.08.31	13:47:48	Sensor 2	7,88

Első lépésként az F oszlopba a =HA(B6=””;””;((A6-$A$1)*24)-(($B$1-B6)*24)) függvény segítségével kilistázzuk az eltelt időt, ami az x-tengelyen fog megjelenni. A második lépésben az egyes hőmérséklet adatokat külön oszlopokban jelenítjük meg a =INDEX($D$3:$D$1514; SOROK(J$1:J1)*3) függvény segítségével. Így az egyes szenzorokból jövő adatok külön oszlopokban jelennek meg, a kiértékelés így már könnyen kivitelezhető.

Az 1-es szenzor a szoba hőmérsékletét mutatja, a 2-es szenzort egy jeges vízzel telt pohár alatt helyeztem el, a 0-ik egy forróvizes pohár alatt volt. A grafikonon jól látható, hogy 2 óra elteltével a szenzorok közel azonos hőmérsékleti értékeket mutattak. A gyári specifikáció szerint a szenzor pontossága ±0,5^oC -10°C és +85°C között. A három szenzorból jövő utolsó hőmérsékleti értékek 24,56°C; 24,63°C; 24,38°C voltak. A különbség a legkisebb és a legnagyobb érték között 0,25°C volt, ami nem a szenzor pontosságát mutatja, de jól reprezentálja, hogy a mért értékek közel azonosak.

Excel file az adatokkal

A kód

#include <DallasTemperature.h>

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#include <stdio.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2

char buffer[25];

byte maxlines = 2;

char line1[16];

char line2[16];

byte x = 0;

byte y = 1;

byte maxsensors = 0;

/* DS18S20 Temperature chip i/o */

OneWire ds(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&ds);

void flashled(void)

{

digitalWrite(13, HIGH);

delay(1);

digitalWrite(13, LOW);

}

void scanSensors(void)

{

byte i;

byte present = 0;

byte data[12];

byte addr[8];

while (ds.search(addr))

{

Serial.print("R=");

for( i = 0; i < 8; i++) {

Serial.print(addr[i], HEX);

Serial.print(" ");

}

if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]) {

Serial.print("CRC is not valid!\n");

return;

}

if ( addr[0] == 0x10) {

Serial.print("Device is a DS18S20 family device.\n");

maxsensors++;

}

else {

if (addr[0] == 0x28) {

Serial.print("Device is a DS18B20 family device.\n");

maxsensors++;

}

else {

Serial.print("Device is unknown!\n");

Serial.print("Device ID: ");

Serial.print(addr[0],HEX);

Serial.println();

return;

}

}

// The DallasTemperature library can do all this work for you!

ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0x44,1); // start conversion, with parasite power on at the end

delay(1000); // maybe 750ms is enough, maybe not

// we might do a ds.depower() here, but the reset will take care of it.

present = ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0xBE); // Read Scratchpad

Serial.print("P=");

Serial.print(present,HEX);

Serial.print(" ");

for ( i = 0; i < 9; i++) { // we need 9 bytes

data[i] = ds.read();

Serial.print(data[i], HEX);

Serial.print(" ");

}

Serial.print(" CRC=");

Serial.print( OneWire::crc8( data, 8), HEX);

Serial.println();

flashled();

}

Serial.print("No more addresses.\n");

ds.reset_search();

delay(250);

}

void setup(void) {

Serial.begin(9600);

pinMode(13, OUTPUT);

byte i, j;

for (j=0;j<16;j++)

{

line1[j] = 32;

line2[j] = 32;

}

line1[16] = 0;

line2[16] = 0;

x = 0;

y = 1;

sensors.begin();

scanSensors();

}

void loop(void) {

sensors.requestTemperatures(); // minden eszköztől kérjük a hőmérséklet mérést...

for (int i=0;i<maxsensors;i++)

{

flashled();

float f = sensors.getTempCByIndex(i); // egyesével kiolvassuk a mért értéket

Serial.print("Sensor ");

Serial.print(i,DEC);

Serial.println(dtostrf(f, 6, 2, buffer));
delay(5000);
}

}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

#include <DallasTemperature.h>

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#include <stdio.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2

char buffer[25];

byte maxlines = 2;

char line1[16];

char line2[16];

byte x = 0;

byte y = 1;

byte maxsensors = 0;

/* DS18S20 Temperature chip i/o */

OneWire ds(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&ds);

void flashled(void)

{

digitalWrite(13, HIGH);

delay(1);

digitalWrite(13, LOW);

}

void scanSensors(void)

{

byte i;

byte present = 0;

byte data[12];

byte addr[8];

while (ds.search(addr))

{

Serial.print("R=");

for( i = 0; i < 8; i++) {

Serial.print(addr[i], HEX);

Serial.print(" ");

}

if ( OneWire::crc8( addr, 7) != addr[7]) {

Serial.print("CRC is not valid!\n");

return;

}

if ( addr[0] == 0x10) {

Serial.print("Device is a DS18S20 family device.\n");

maxsensors++;

}

else {

if (addr[0] == 0x28) {

Serial.print("Device is a DS18B20 family device.\n");

maxsensors++;

}

else {

Serial.print("Device is unknown!\n");

Serial.print("Device ID: ");

Serial.print(addr[0],HEX);

Serial.println();

return;

}

// The DallasTemperature library can do all this work for you!

ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0x44,1); // start conversion, with parasite power on at the end

delay(1000); // maybe 750ms is enough, maybe not

// we might do a ds.depower() here, but the reset will take care of it.

present = ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0xBE); // Read Scratchpad

Serial.print("P=");

Serial.print(present,HEX);

Serial.print(" ");

for ( i = 0; i < 9; i++) { // we need 9 bytes

data[i] = ds.read();

Serial.print(data[i], HEX);

Serial.print(" ");

}

Serial.print(" CRC=");

Serial.print( OneWire::crc8( data, 8), HEX);

Serial.println();

flashled();

}

Serial.print("No more addresses.\n");

ds.reset_search();

delay(250);

}

void setup(void) {

Serial.begin(9600);

pinMode(13, OUTPUT);

byte i, j;

for (j=0;j<16;j++)

{

line1[j] = 32;

line2[j] = 32;

}

line1[16] = 0;

line2[16] = 0;

x = 0;

y = 1;

sensors.begin();

scanSensors();

}

void loop(void) {

sensors.requestTemperatures(); // minden eszköztől kérjük a hőmérséklet mérést...

for (int i=0;i<maxsensors;i++)

{

flashled();

float f = sensors.getTempCByIndex(i); // egyesével kiolvassuk a mért értéket

Serial.print("Sensor ");

Serial.print(i,DEC);

Serial.println(dtostrf(f, 6, 2, buffer));

delay(5000);

}

A hozzá tartozó könyvtárak:

#include <DallasTemperature.h>

1	#include <DallasTemperature.h>

https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library

#include <OneWire.h>

1	#include <OneWire.h>

http://playground.arduino.cc/Learning/OneWire

Az elegánsabb megoldás

Ez igazából a kérdésem lesz. Hogy tudom megoldani, hogy a kimenő adatokhoz az eltelt időt hozzárendeljem és az egyes adatok különböző oszlopban jelenjenek meg? Ezzel el lehetne kerülni az Excelben történő bűvészkedést.

Válasz 1.

delay(5000); előtt

Serial.print("\t");

if (i > 1){

Serial.print("\t");

Serial.print("\t");

}

if (i > 0){

Serial.print("\t");

Serial.print("\t");

}

Serial.print("\t");

if (i > 1){

Serial.print("\t");

}

if (i > 0){

Serial.print("\t");

}

Felhasznált irodalom

http://bildr.org/2011/07/ds18b20-arduino/
Dallas Semiconductor’s 1-Wire Protocol
Dallas Temperature Control Library

COMMENTS

1. Kísérlet – Kálium-nitrát oldódásának energiaviszonyai | Weblaboratorium

December 29, 2015 at 17:49

[…] interfész-hez kapcsolódik, ezzel mértem a hőmérsékletet (ha érdekelnek a részletek itt […]

Log in to Reply
Napelem teljesítmény | Weblaboratórium

July 10, 2016 at 16:28

[…] 3db DS18B20 digitális hőmérséklet mérő szenzor egy csatornán […]

Log in to Reply

Related Post

A cél

Az összeállítás

COM portról bejövő adatmentés

A bonyodalom

A részleges megoldás Excellel

A kód

Az elegánsabb megoldás

Válasz 1.

Felhasznált irodalom

Share This:

COMMENTS

Leave a Comment Cancel reply