Bluetooth ջերմաչափ ՝ 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Այս հրահանգը մանրամասնում է պարզ 2 -ալիքային ջերմաչափի պատրաստումը `օգտագործելով 100K տերմիստոր զոնդեր, Bluetooth մոդուլ և սմարթֆոն: Bluetooth մոդուլը LightBlue Bean է, որը նախատեսված էր պարզեցնելու Bluetooth Low Energy հավելվածի զարգացումը ՝ օգտագործելով մոդուլը ծրագրավորելու համար ծանոթ Arduino միջավայրը:

Որոշ ժամանակ սայթաքելուց հետո ՝ պարզելու, թե ինչպես կարելի է ջերմաստիճանի տվյալները ստանալ Bluetooth մոդուլից դեպի iPhone, գտա EvoThings անունով ծրագիր, որը զգալիորեն պարզեցրեց ծրագրի զարգացման կողմը: Ես չունեմ Mac (գիտեմ, ցնցող է), որը սահմանափակում է iPhone- ի ծրագիր մշակելու իմ ունակությունը, և ես ժամանակ չունեմ վերծանելու Microsoft- ի նոր գործիքները, որոնք ակնհայտորեն աջակցում են խաչաձև հարթակի մշակմանը iOS- ի և Android- ի համար: Ես կատարել եմ մի քանի HTML5 ոճի հավելվածներ, բայց Bluetooth- ի տվյալները ստանալու միակ միջոցը Cordova- ի համար նախատեսված հավելումներն են, որոնք ավելի շատ մարտահրավեր էին թվում, քան ժամանակ ունեի: EvoThings- ը տրամադրում է շատ հեշտ օգտագործման գործիքների շարք, որոնք Bluetooth-to-iPhone մարտահրավերը վերածեցին թխվածքաբլիթի: Եվ ես սիրում եմ տորթ:

Ընդհանուր առմամբ, ես գտա, որ Lightblue Bean- ի և EvoThings- ի համադրությունը շատ գործնական լուծում է `ցածր ներդրումներով:

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

Ես օգտագործել եմ մեկ ալիքի առևտրային հասանելի թերմիստորային զոնդ, քանի որ ցանկանում էի, որ թերմիստորը կնքված լինի հեղուկների մեջ ընկղմվելու համար: Երկրորդ ալիքի համար ես պատրաստեցի մի հիմնական զոնդ թերմիստորից, մոտ 26 չափիչ մետաղալարից և ականջակալների 3.5 մմ վարդակից: Դուք ազատ եք օգտագործել ցանկացած թերմիստոր, որը ցանկանում եք, և կարող եք ինքներդ պատրաստել զոնդեր ջերմահաղորդիչ էպոքսիդից և պլաստմասե ծղոտներից/սուրճի խառնիչներից, օրինակ: Այն, ինչ հետևում է, այն է, ինչ ես օգտագործել եմ. Այն նախատեսված չէ ցուցումներ տալու համար:

Սարքավորումներ

• 1 x 100K Thermistor զոնդեր: Մոդել Extech TP890: Սրանք սովորաբար հասանելի են ebay- ում և amazon- ում:
• 2 x 2.5 մմ ստերեո խցիկ, որը համապատասխանում է Extech զոնդերի 2.5 մմ խրոցակին: Ես հին համակարգչից մաքրեցի 3.5 մմ վարդակներ, այնպես որ ես կտրեցի վարդակը Extech զոնդից և այն փոխարինեցի 3.5 մմ խրոցակով: Դուք պետք է խուսափեք դրանից պարզապես 2.5 մմ խցիկներ օգտագործելու կամ 2.5-ից 3.5 մմ ստերեո ադապտեր խրոցակի օգտագործմամբ:
• 100K թերմիստորի ուլունք գումարած 26 չափիչ մետաղալար գումարած 3.5 մմ ստերեո վարդակից, եթե ցանկանում եք ինքներդ սարքել զոնդը: Եթե ոչ, գնեք երկրորդ Extech զոնդը:
• 1 x Lightblue Bean by Punch Through Designs: Սա Bluetooth մոդուլ է `ծրագրավորվող որպես Arduino զարգացման տախտակ: Մոդուլը մի փոքր թանկ է, բայց այն հեռացնում է շատ բարդություններ: Նրանք իրականացնում են Kickstarter արշավ հաջորդ սերնդի սարքի համար, որը գուցե արժե հաշվի առնել:
• 2 x 1/4W 100K ռեզիստորներ, որոնք օգտագործվում են թերմիստորների համար հղման լարումը բաժանելու համար: Ես օգտագործել եմ 5% ռեզիստորներ, բայց ավելի բարձր հանդուրժողականության դիմադրողները, ընդհանուր առմամբ, ավելի քիչ զգայուն են ջերմաստիճանի համար և կապահովեն ավելի լավ կատարում: 1% -ը դրա համար լավ հանդուրժողականության արժեք է:
• Oldոդման երկաթ և զոդ
• Հաղորդալար կտրիչներ և մի փոքր երկարություններ ՝ 26 կամ 28 չափիչ կապող մետաղալարով:

Softwareրագրակազմ և ծրագրակազմ

• Bean- ը ծրագրավորելու համար ձեզ հարկավոր կլինի Bean Loader ծրագիրը: Ես օգտագործել եմ պատուհաններ, այնպես որ բոլոր հղումները կլինեն Windows- ի համար հատուկ: Այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է Bean- ով սկսելու համար, ներառյալ Arduino- ի առանձնահատկությունները, հասանելի են LightBlueBean կայքից
• Սմարթֆոնների հավելվածի համար նախատեսված EvoThings աշխատասեղանը հասանելի է այստեղ: «Սկսելու» բոլոր փաստաթղթերը հասանելի են նաև այնտեղ: Շատ լավ փաստագրված է:

Քայլ 2. Շղթայի և էլեկտրական շինարարություն

Թերմիստորը ջերմաստիճանից կախված դիմադրություն է: Extech զոնդը ունի բացասական ջերմաստիճանի գործակից, ինչը նշանակում է, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ դիմադրությունը նվազում է: Դիմադրության արժեքը չափվում է մի պարզ սխեմայով, որը մի ոտքում թերմիստորով ստեղծում է լարման բաժանարար, իսկ մյուսում `ֆիքսված 100K դիմադրություն: Բաժանված լարումը սնվում է Bean- ի անալոգային մուտքի ալիքով և նմուշառում է որոնվածը:

Շղթան կառուցելու համար ես հին կոտրված համակարգչից մաքրեցի 3.5 մմ ձայնային խցիկներ: PCB- ի երկու կետերը որոշելու համար, որոնք համապատասխանում էին զոնդի ծայրին և առաջին գոտուն, օգտագործվել է բազմաչափ: Լարերը կպցվել էին աուդիո խցիկներին և Bean- ին, ինչպես ցույց է տրված նկարներում: Աուդիո խցիկները խրված էին Լոբի նախատիպի տարածքի վրա `օգտագործելով երկկողմանի ժապավեն: Իմ օգտագործած ժապավենը ավտոմոբիլային դասի երեսպատման ժապավեն է, որը շատ ամուր կապ է ստեղծում քարշակների մասերի միջև:

Քայլ 3: Հետաքննության գործակիցներ

Որքան էլ սովորական է Extech զոնդը, Շտայնհարթ-Հարթի գործակիցները չեն հրապարակվում ոչ մի տեղ, որտեղ ես կարող էի գտնել: Բարեբախտաբար, կա առցանց հաշվիչ, որը որոշելու է ձեր տրամադրած ջերմաստիճանի 3 չափիչ գործակիցները:

Ո՞ր գործակիցներն են այն հիմնական ընթացակարգը, որով ես գործակիցներին հասնելու համար էի: Ոճի համար ոչ մի միավոր չեմ վաստակի, բայց այնքան լավ, որ կստիպի ձեզ ասել +/- 1 աստիճան ճշգրիտ (ընդհանուր առմամբ `մեծ հարված իմ կողմից)… իհարկե, կախված ձեր տեղեկանքային ջերմաչափի և բազմաչափի ճշգրտությունից: Իմ մուլտիմետրը էժան անանուն բրենդային միավոր է, որը ես գնել եմ շատ տարիներ առաջ, երբ փողը սուղ էր: Փողը դեռ սուղ է և դեռ աշխատում է:

Կալիբրացման համար մեզ պետք է դիմադրության երեք ընթերցում 3 ջերմաստիճանից:

• Մոտ սառեցրեք `մի բաժակ ջրի մեջ սառույց ավելացնելով և խառնելով մինչև ջերմաստիճանը կայունանա: Կայունանալուց հետո, օգտագործելով բազմաչափը, գրանցեք զոնդի դիմադրությունը և հղման ջերմաչափը `ջերմաստիճանը գրանցելու համար:
• Այժմ զոնդը տեղադրեք մի բաժակ ջրի մեջ սենյակային ջերմաստիճանում, թույլ տվեք, որ զոնդը հավասարվի ջրի ջերմաստիճանին և գրանցեք ջերմաստիճանը ձեր տեղեկանքային ջերմաչափի վրա և ձեր բազմաչափի դիմադրության ցուցանիշը:

• Տեղադրեք զոնդը մի բաժակ տաք ջրի մեջ և գրանցեք դիմադրությունը:

  Ջերմաստիճանը	Դիմադրություն
  5.6	218K
  21.0	97.1 Կ
  38.6	43.2

Այս ամբողջ գործընթացը մի փոքր հավի և ձվի իրավիճակ է, քանի որ ջերմաստիճանը գրանցելու համար անհրաժեշտ է չափագրված ջերմաչափ, իսկ դիմադրությունը գրանցելու համար ՝ չափված բազմամետր: Սխալներն այստեղ կհանգեցնեն ձեր կողմից կատարվող ջերմաստիճանի չափումների անճշտության, բայց իմ նպատակների համար +/- 1 աստիճան ավելին է, քան ինձ պետք է:

Այս գրանցված արժեքները վեբ հաշվիչի մեջ միացնելը տալիս է հետևյալը.

Գործակիցները (A, B և C) միացված են Ստենհարթ-Հարթի հավասարմանը `ջերմաստիճանը նմուշառված դիմադրության արժեքից ապակայունացնելու համար: Հավասարումը սահմանվում է որպես (աղբյուր ՝ wikipedia.com)

Որտեղ T = Kերմաստիճանը Կելվինում

A, B և C- ը Շտայնհարտ-Հարթի հավասարման գործակիցներն են, որոնք մենք փորձում ենք որոշել. R- ը T ջերմաստիճանի դիմադրությունն է

Այս հաշվարկը կկատարի որոնվածը:

Քայլ 4: Fրագրակազմ

Թերմիստորի լարումները նմուշառվում են, փոխակերպվում ջերմաստիճանի և Bluetooth- ի միջոցով ուղարկվում սմարթֆոնի վրա աշխատող EvoThings հավելվածին:

Լարը Bean- ի սահմաններում դիմադրության արժեքի փոխարկելու համար օգտագործվում է պարզ գծային հավասարում: Հավասարման ածանցումը տրվում է որպես պատկեր: Ընտրանքային արժեքը լարման փոխարկելու փոխարեն, քանի որ թե՛ ADC- ն, թե՛ մուտքային լարումը վերաբերում են մարտկոցի միևնույն լարման, մենք կարող ենք օգտագործել ADC- ի արժեքը լարման փոխարեն: 10bit Bean ADC- ի դեպքում մարտկոցի լիարժեք լարումը կհանգեցնի ADC- ի 1023 արժեքի, ուստի մենք օգտագործում ենք այս արժեքը որպես Vbat: Բաժանման դիմադրության փաստացի արժեքը կարեւոր նկատառում է: Չափեք 100K բաժանարար դիմադրության իրական արժեքը և օգտագործեք չափված արժեքը հավասարման մեջ `դիմադրության հանդուրժողականության պատճառով սխալների անհարկի աղբյուրից խուսափելու համար:

Երբ դիմադրության արժեքը հաշվարկվում է, դիմադրության արժեքը փոխակերպվում է ջերմաստիճանի `օգտագործելով Շտայնհարթ-Հարթի հավասարումը: Այս հավասարումը մանրամասն նկարագրված է Վիքիպեդիայում:

Քանի որ մենք ունենք 2 զոնդ, իմաստ ուներ զոնդի ֆունկցիոնալությունը պարունակել C ++ դասի մեջ:

Դասը ներառում է Շտայնհարթ-Հարթի հավասարման գործակիցները, բաժանարար դիմադրության անվանական արժեքը և անալոգային պորտը, որին միացված է թերմիստորը: Մեկ մեթոդ ՝ ջերմաստիճան (), փոխակերպում է ADC արժեքը դիմադրության արժեքի, այնուհետև օգտագործում է Շտայնհարթ-Հարթի հավասարումը ՝ Կելվինի ջերմաստիճանը որոշելու համար: Վերադարձի արժեքը բացարձակ զրոյից (273.15K) հանում է հաշվարկված ջերմաստիճանից `provideելսիուսի արժեքը ապահովելու համար:

Lightblue Bean- ի հզորությունն ակնհայտ է նրանով, որ Bluetooth- ի բոլոր գործառույթներն ըստ էության կիրառվում են 1 տող կոդում, որը ընտրանքային ջերմաստիճանի արժեքները գրում է Bluetooth հիշողության քերծվածքային տվյալների տիրույթում:

Bean.setScratchData (TEMPERATURE_SCRATCH_IDX, (uint8_t*) և ջերմաստիճան [0], 12);

Նմուշառվող ջերմաստիճանի յուրաքանչյուր արժեքը ներկայացված է բոցով, որը զբաղեցնում է 4 բայթ: Քերծվածքների տվյալների տարածքը կարող է պահել 20 բայթ: Մենք օգտագործում ենք դրանցից ընդամենը 12 -ը: Կան 5 զրոյական տվյալների տարածք, այնպես որ կարող եք փոխանցել մինչև 100 բայթ տվյալներ `օգտագործելով քերծվածքային տվյալները:

Իրադարձությունների հիմնական հոսքը հետևյալն է.

• Ստուգեք ՝ արդյոք ունենք Bluetooth կապ
• Եթե այո, ապա ընտրեք ջերմաստիճանը և գրեք դրանք քերծվածքների տվյալների տարածքում
• Քնել 200ms և կրկնել ցիկլը:

Եթե միացված չէ, որոնվածը երկար ժամանակ քնեցնում է ATMEGA328P չիպը: Քնի ցիկլը կարևոր է ուժը պահպանելու համար: ATMEGA328P չիպը անցնում է ցածր էներգիայի ռեժիմի և մնում այնտեղ, մինչև չընդհատվի LBM313 Bluetooth մոդուլով: LBM313- ը կստեղծի ընդմիջում `ATMEGA328P- ն արթնացնելու համար` պահանջվող քնի ժամանակաշրջանի ավարտին, կամ երբ Bluetooth կապ է ստեղծվում Bean- ի հետ: WakeOnConnect ֆունկցիոնալությունը միացված է ՝ հստակ (Bean.enableWakeOnConnect (ճշմարիտ) զանգահարելու դեպքում) ():

Կարևոր է նշել, որ որոնվածը կաշխատի ցանկացած BLE հաճախորդի ծրագրի հետ: Հաճախորդին մնում է միայն քերծվածքների տվյալների բանկից հանել ջերմաստիճանի բայթերը և դրանք նորից հավաքել լողացող կետերի թվերի `ցուցադրման կամ մշակման համար: Ինձ համար ամենահեշտ հաճախորդների ծրագիրը EvoThings- ի օգտագործումն էր:

Քայլ 5: Սմարթֆոնների հավելված

Evo Things- ի ընտրանքային հավելվածը շատ մոտ է այն ամենին, ինչ ինձ պետք էր, միայն չնչին ջանքերով, որոնք պահանջվում էին ավելացնել լրացուցիչ ցուցադրման տարրեր `3 ալիքի ջերմաստիճանի չափման սարքը լրացնելու համար:

EvoThings պլատֆորմի տեղադրումը և հիմնական շահագործումը շատ լավ փաստաթղթավորված են Evo Things վեբ կայքում, այնպես որ այստեղ դա կրկնելը արժեք չունի: Այն, ինչ ես այստեղ կներկայացնեմ, այն հատուկ փոփոխություններն են, որոնք ես կատարել եմ իրենց նմուշի կոդի մեջ `ջերմաստիճանի տեղեկատվության 3 ալիք ցուցադրելու համար, որոնք քաղված են Bluetooth քերծվածքների տվյալների տարածքից:

EvoThings Workbench- ը տեղադրելուց հետո այստեղ կգտնեք Lightblue Bean- ի օրինակը (Windows 64 բիթանոց համակարգիչների վրա).

ThisPC / Documents / EvothingsStudio_Win64_1. XX / Examples / Lightblue-bean-basic / app

Դուք կարող եք index.html և app.js ֆայլերը փոխարինել այս քայլին կցված ֆայլերով: Jacascript ֆայլում կատարված փոփոխությունները քաղում են 3 լողացող կետի ջերմաստիճանի արժեքները `կազմելով քերծվածքների տվյալների տարածքը և HTML ֆայլում ստեղծված նոր տարրերի ներքին HTML- ն:

գործառույթը onDataReadSuccess (տվյալներ) {

var temperatureData = նոր Float32Array (տվյալներ);

var բայթ = նոր Uint8Array (տվյալներ);

var ջերմաստիճան = temperature Տվյալներ [0];

console.log ('readերմաստիճանը կարդալ ՝' + ջերմաստիճան '' C ');

document.getElementById ('temperatureAmbient'). innerHTML = temperatureData [0].toFixed (2) + "C °";

document.getElementById ('temperature1'). innerHTML = temperatureData [1].փաստագրված (2) + "C °";

document.getElementById ('temperature2'). innerHTML = temperatureData [2].փաստագրված (2) + "C °";

}

Քայլ 6: Շրջափակում

Պարիսպը պարզ տպված տուփ է: Ես դիզայնը ստեղծելու համար օգտագործեցի Cubify Design- ը, բայց 3D մոդելավորման ցանկացած ծրագիր բավական կլինի: STL ֆայլը կցված է ձեր սեփականը տպելու համար: Եթե ես ստիպված լինեի դա ավարտել, ես պատերը կդարձնեի մի փոքր ավելի հաստ, քան այժմ են, և կփոխեի ամրակի դիզայնը, որն ամրացնում է տախտակը տեղում: Տեսահոլովակները շատ հեշտությամբ են կոտրվում, քանի որ սթրեսը գտնվում է smae հարթությունում, քանի որ եռաչափ տպված շերտերն են, որն ամենաթույլ կողմնորոշումն է 3D տպված մասերի համար: Պատերը շատ բարակ են, այնպես որ սեղմման մեխանիզմը մի փոքր թույլ կողմում է: Տուփը փակ պահելու համար ես օգտագործեցի թափանցիկ ժապավեն, քանի որ պատերը չափազանց անթափանց էին `ոչ էլեգանտ, բայց աշխատում է:

Քայլ 7: Համակարգչի կարգավորումներ և Bluetooth կազմաձևում

Bean- ի համար որոնվածի կառուցման և վերբեռնման ցիկլն ամբողջությամբ կատարվում է Bluetooth- ի միջոցով: Միաժամանակ կարող է լինել միայն մեկ ակտիվ Bluetooth կապ: Bean Loader- ը հասանելի է Windows App Store- ից

Հիմնական ցիկլը, որն օգտագործում եմ զուգավորման և միացման համար (և վերանորոգման և նորից միացման դեպքում, երբ ինչ -որ բան սխալ է լինում), հետևյալն է. Կառավարման վահանակից;/Bluetooth- ի կարգավորումները, դուք պետք է տեսնեք հետևյալ էկրանը.

Ի վերջո, պատուհանները կհայտնեն «Ready to pair»: Այս պահին կարող եք կտտացնել Bean պատկերակին և որոշ վայրկյաններ անց Windows- ը ձեզ հուշում է մուտքագրել գաղտնաբառ: Լոբու համար կանխադրված գաղտնաբառ է `00000

Եթե ծածկագիրը ճիշտ մուտքագրված է, Windows- ը ցույց կտա, որ սարքը պատշաճ կերպով միացված է: Դուք պետք է այս վիճակում լինեք, որպեսզի կարողանաք ծրագրավորել Bean- ը:

Youուգակցվելուց և միանալուց հետո օգտագործեք Bean Loader- ը ՝ որոնվածը լոբու վրա բեռնելու համար: Ես գտա, որ սա ավելի հաճախ է ձախողվում, քան ոչ, և թվում էր, որ դա կապված է իմ համակարգչին մոտ լինելու հետ: Տեղափոխեք Bean- ը, մինչև չգտնեք ձեզ համար հարմար վայր: Կան ժամանակներ, երբ ոչինչ չի աշխատի, և Bean Loader- ը կառաջարկի նորից զուգավորել սարքը: Սովորաբար նորից զուգավորման գործընթացի միջոցով նորից կվերականգնվի կապը: Նախքան նորից զուգակցելը, դուք պետք է «Հեռացրեք սարքը»:

The Bean Loader գործողությունը խիստ է և լավ փաստաթղթավորված իրենց կայքում: Bean Loader- ը բացված վիճակում ընտրեք « րագիր» ընտրացանկի տարրը ՝ երկխոսություն բացելու համար ՝ այս հրահանգվողի որոնվածի քայլում ներկայացված Hex ֆայլին ծանոթանալու համար:

Երբ որոնվածը բեռնված է, ՓԱԿԵՔ Bean Loader- ը, որպեսզի Bean Loader- ի և Bean սարքավորման միջև կապը դադարեցվի: Դուք կարող եք միաժամանակ ունենալ միայն մեկ կապ: Այժմ բացեք EvoThings աշխատասեղանը և գործարկեք EvoThings հաճախորդը սմարթֆոնի կամ պլանշետի վրա:

Երբ կտտացնում եք «Գործարկել» կոճակին, EvoThings հաճախորդը ինքնաբերաբար կբեռնի ջերմաչափի html էջը: Սեղմեք Connect կոճակը ՝ Bean- ին միանալու համար, և դուք պետք է տեսնեք ցուցադրվող ջերմաստիճանը: Հաջողություն:

Քայլ 8: Եզրակացություն

Եթե ամեն ինչ կառուցված է և կազմաձևված է ճիշտ, դուք պետք է ունենաք աշխատանքային համակարգ, որը թույլ կտա ձեզ վերահսկել ջերմաստիճանը 2 զոնդերով, ինչպես նաև վերահսկել BMA250 սենսորի ջերմաստիճանը Bean զարգացման տախտակի վրա: Ավելին կարելի է անել EvoThings- ի հետ. Ես հենց նոր քերծեցի մակերեսը, այնպես որ այս փորձարկումը թողնում եմ ձեզ համար: Շնորհակալություն կարդալու համար: Եթե ամեն ինչ սխալ է, պարզապես թողեք մեկնաբանություններ, և ես կօգնեմ այնտեղ, որտեղ կարող եմ: