Коптильный комплекс на базе Arduino. Шаг 4 Датчики влажности. Метеостанция.

Продолжим тему Датчиков.

В предыдущем шаге сформирован список всех датчиков, где начиная с №6 идут комбинированные датчики. По мимо температуры они измеряют и влажность. Но есть еще один способ измерения влажности, где влажность измеряют на основе разности двух температур . И в качестве источника информации будет датчик температуры. В итоге имеем 5 вариантов подключения.

Идем по порядку.

1. Психрометр.

Для этого режима в качестве типа датчика влажности указываем датчик температуры.. В нашем списке это номера 1 2 3 4 5. Система будет считать этот датчик "мокрым" и будет сравнивать температуру с него с температурой камеры (TEMP_SENSOR_BOX).

Подключение аналогично описанному в "Шаг 3" только контакт контроллера A3 (pin57).

Методика расчета:

Разность показаний двух датчиков температуры является аргументом для входа в Номинальную Психрометрическую Таблицу. На выходе которой мы получаем значение влажности. Методика расчета и аппроксимация аналогична реализованному расчету температуры терморезистора. Выбор таблицы зависит от состояния вентиляторов. Если они отключены или их нет то принимается таблицы для скорости воздуха 0,5 м/с (естественная конвекция). Если вентиляторы включены - для скорости 2,5 м/с и выше.

Далее алгоритм разделяется на две ветви.

• В случае применения в качестве датчика температуры наружного воздуха типа BME280 у нас есть атмосферное давление и как следствие - возможность рассчитать поправку к значению влажности. Дело в том, что психрометрическая таблица рассчитывается исходя из условия, что давление воздуха равно 1000 гПа. По факту оно будет отличаться, давление, как мы знаем, постоянно меняется. Получив давление, программа обращается к Таблице Поправок и вычисляет итоговое значение влажности.
• В случае применения остальных типов поправка не вычисляется и итоговое значение влажности равно определенному по номинальной психрометрической таблице. Что конечно немного снижает точность измерений.

2. BME280

Комбинированный датчик который дает данные по температуре, влажности, давлению и высоте над уровнем моря.

Идеально подходит для использования в качестве источника данных о внешней среде. Использовать его внутри камеры не целесообразно, так как у него предельная температура 85 градусов. Придумали его в компании BOSCH. Техническая информация тут:  BST-BME280_DS001-10.pdf (1.85 МБ)
Скачано: 361

Датчик подключается к шине I2C (двух-проводная шина передачи данных). Контакты контроллера 20 и 21. Шина универсальная и к ней будет подключено еще несколько устройств.

Адрес по умолчанию 0x76.

Не обязательно использовать все данные с одного комбинированного датчика. Например можно взять влажность и давление с одного а температуру с другого. Но в данном случае (для внешней среды), претензий к нему нет.. Очень быстрый и точный датчик.

Библиотека : тут

3. HTU21D

Комбинированный датчик который дает данные по температуре и влажности. Имеет много аналогов, которые незначительно отличаются конструкцией. у некоторых аналогов датчик закрыт защитной пластиной.

Один из кандидатов на использование внутри камеры в качестве датчика влажности. Имеет проблемы с расчетом высокой влажности на температурах свыше 75 градусов. На остальных режимах вполне адекватен и пригоден. Если установить внутрь камеры то при копчении и варке желательно изолировать от среды. Можно применить сервопривод для открытия и закрытия шторки.

Датчик подключается к шине I2C (двух-проводная шина передачи данных). Контакты контроллера 20 и 21.Техническая информация тут:  HTU21D.pdf (983.58 КБ)
Скачано: 401

Адреса по умолчанию: температура - 0xE3, влажность - 0xE5.

Внимание!!! Питание датчика 3.3V

Библиотека : тут

4. SHT31

Комбинированный датчик который дает данные по температуре и влажности.

Фаворит из всех комбинированных датчиков для установки внутри камеры.

Датчик подключается к шине I2C (двух-проводная шина передачи данных). Контакты контроллера 20 и 21.Техническая информация тут:  SHT3x_Datasheet.pdf (904.51 КБ)
Скачано: 651

Адрес по умолчанию 0x44.

Библиотека : тут

5. AM2305

Комбинированный датчик который дает данные по температуре и влажности. Единственный из всех имеет корпус и крепление для установки. Достаточно влагозащищен и имеет фильтр. Это определенно главное достоинство и одновременно недостаток этого датчика. Инерция очень велика.. Имеет совместимость на уровне библиотек с DHT22.

Самый дорогой из всех. Мне достался за 644 рубля.

Датчик подключается к шине 1-Wire (аналогично DS18B20). Техническая информация тут:  AM2305.pdf (586.11 КБ)
Скачано: 378

Библиотека : тут

Пару слов по общим вопросам:

Изменил а точнее упростил настройку конфигурации. Теперь для выбора датчика не нужно расскоментировать строки, достаточно указать номер.

Также пьезоэлемент (пищалка) подключена к А13, вместо пин48.

Звуковая сигнализация: озвучка нажатий на экран, как и просили, отключается в настройках. Сигнал при аварийной ситуации естественно нет.

Метеостанция

Учитывая, что программно подключены все датчики контроллер может полноценно начать исполнять свою первую функцию - Метеостанция.

Это уже реальный прибор который пригодится в нашем производстве. Причем даже если больше с ним ничего не автоматизировать. Он покажет все данные о климате как снаружи камеры так и внутри её. Температуру продукта и таймер времени приготовления.

Данные отображаются как в виде табло:

Так и графически:

Думаю "противники автоматизации" не скажут, что этот прибор бесполезен для нас....

Экран Метеостанции доступен во всех конфигурациях комплекса, но и сам является отдельной конфигурацией. (при включении будет виден сразу, а весь остальной интерфейс будет отключен).

Для включения конфигурации "Метеостанция" в качестве основной надо установить "1"

Пусть это конечно малый шаг, но это уже реально работоспособный прибор который принесет пользу.

Спасибо за внимание. Следующий шаг "Вентиляторы"