ABONAMENTE VIDEO REDACȚIA
RO
EN
×
▼ LISTĂ EDIȚII ▼
Numărul 104
Abonament PDF

Un termostat ce măsoară calitatea aerului (III)

Ovidiu Mățan
Fondator @ Today Software Magazine
PROGRAMARE

Un termostat inteligent poate să facă mai mult decât să pornească centrala atunci când temperatura scade sub o anumită valoare. În acest articol, vă prezentăm cum acest termostat își crește utilitatea prin adăugarea unui senzor ce măsoară calitatea aerului. Cel care va atrage atenția că valorile măsurate vor depăși anumite limite este semaforul nostru care își va aprinde becul galben. Totodată, vom realiza un upgrade al termostatului din articolul anterior prin folosirea unor componente SparkFun și a conectorilor Qwiic.

Componentele folosite

Senzor calitatea aerului SparkFun SGP30

Acest senzor măsoară compușii volatili din interior și ne indică valorile Co2 și TVOC (total volatile organic compounds). Valorile sunt măsurate rapid și indică valori corecte în aprox. 15 sec de la pornire.

Placa dezvoltare SparkFun RedBoard Qwiic

Am înlocuit placa Arduino Uno v3 din articolul precedent cu SparkFun RedBoard Qwiic. Aceasta este compatibilă Arduino și avantajul principal pentru proiectul nostru este prezența portului Qwiic la care vom conecta senzorii.

Senzor de Umiditate SparkFun SHTC3 (Qwiic)

Este un senzor ce măsoară umiditatea și, de asemenea, temperatura. Va fi folosit pentru afișarea umidității și cu scopul de a calcula valorile compensate pentru senzorul de calitate al aerului. Astfel indicii sunt calculați cu o mai mare precizie.

Sistemul Qwiic

Acesta ne oferă avantajul de a folosi mai puține cabluri și de a permite înlănțuirea mai multor componente în serie sau folosirea unui conector multiport. Este o modalitate rapidă, plug & play, cu un singur cablu folosit în loc de patru conexiuni. De asemenea, numărul de porturi i2c este limitat.

Termostatul complet

Așa cum se poate vedea în această poză, am mutat placa de expansiune pe Redboard Qwiic pentru a avea acces la porturile în plus necesare proiectului. Senzorii au fost mutați pe noua interfață Qwiic iar ecranul Oled, senzorul infraroșu și semaforul au rămas aceiași. Telecomanda doar a fost schimbată cu alta care este folosită și la luminarea acvariului cu pești.

Funcționalitatea de bază a fost îmbunătățită cu două butoane (Left / Right) cu ajutorul cărora vom schimba tipul de măsurătoare afișată.

Codul sursă

#include 
#include 
#include 
#include            
#include  
#include "SparkFun_SGP30_Arduino_Library.h" 
#include "SparkFun_SHTC3.h"
#include "IRremote.h"
#define relay A0

U8G2_SSD1306_128X32_UNIVISION_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0); 
int RECV_PIN = 11;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
TMP117 sensor; // Initalize sensor
SHTC3 humiditySensor; //Init humidty sensor
SGP30 aqSensor;

float tempSensor;

const long UP=2155868430;
const long DOWN=2155866390;
const long OK=2155848030;
const long OFF=2155815390;

const long RIGHT=2155831710;
const long LEFT=2155864350;
const float DELTA=0.5;
const float CO2_LIMIT=900.0;
const float TVOC_LIMIT=500.0;

enum display {TEMP_CURRENT, TEMP_LIMIT, CO2, TVOC, HUMIDITY};
int selection=0;

boolean showInfo=true;
char buff[10];
float reference_temp;
float co2=0;
float tvoc=0;
float humidity=0;

int ledGreen=5;
int ledYellow=6;
int ledRed=7;
int displayCount=0;
boolean heating=false;
long t1, t2;

void setup()
{
  pinMode(ledGreen, OUTPUT);
  pinMode(ledYellow, OUTPUT);
  pinMode(ledRed, OUTPUT);
  pinMode(relay, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);

  u8g2.begin();
  Wire.begin();
  Wire.setClock(400000);   
  sensor.begin();
  humiditySensor.begin();
  show("Starting UP");

  irrecv.enableIRIn(); 
  reference_temp=readTemp();
  reference_temp=round(reference_temp)*1.0f-0.5;
  aqSensor.begin();
  aqSensor.initAirQuality();
  setHumidityToAirQualitySensor();
}

void loop()
{

  if (displayCount%2==0 ) 
  {
    //Read data from sensors every 1 sec
    tempSensor = readTemp();
    setHumidityToAirQualitySensor();
    aqSensor.measureAirQuality();
    co2=aqSensor.CO2;
    tvoc=aqSensor.TVOC;
  }

   if (displayCount>=0){
    //Show sensor data on display
    switch(selection){
      case TEMP_CURRENT:  
        show("Temp: ", tempSensor);break;
      case TEMP_LIMIT:  
        show("Limit:",reference_temp);break;
      case CO2: show("CO2 :",co2);break;
      case TVOC: show("TVOC:",tvoc);break;
      case HUMIDITY: show("Humid:", humidity);break;
    }
   }

   //Use 0.5 sec cycle for a better response 
   displayCount=(displayCount>6)?-1:(displayCount+1);
   delay(500); 

    //Reads pressed buttons from IR sensor
   if (irrecv.decode()) {
    switch(irrecv.results.value){
      case UP: updateTempLimit(0.5);break;
      case DOWN: updateTempLimit(-0.5);break;
      case OK: showInfo=true; break;
      case OFF: showInfo=false; break;
      case LEFT: 
       selection-=1;
       if (selection<0) selection=4; break;
      case RIGHT: 
       selection+=1; 
       if (selection>4) selection=0; break;
    }
    irrecv.resume(); // Receive the next value
  }

  //Starts heating if the temp drops under 
  //the setup limit

  if ((tempSensor-DELTA )>reference_temp){
    heating=false;
   } else if (tempSensor>0 && 
       (tempSensorCO2_LIMIT) || 
    (tvoc>TVOC_LIMIT)), heating);
}

float readTemp(){
    return sensor.readTempC();
}

void updateTempLimit(float delta){
      reference_temp+=delta;
      showInfo=true;
      displayCount=-3;
      show("Limit:",reference_temp);
}

void closeLights(){
  digitalWrite(ledRed, LOW);
  digitalWrite(ledYellow, LOW);
  digitalWrite(ledGreen, LOW);
}

void light(boolean green, boolean yellow, boolean red){
  if (showInfo){
    digitalWrite(ledGreen, (green)?HIGH:LOW);
    digitalWrite(ledYellow, (yellow)?HIGH:LOW);
    digitalWrite(ledRed, (red)?HIGH:LOW);
 } else {
    closeLights();
 }
}

void light(int led){
  if (showInfo){
    closeLights();
    digitalWrite(led, HIGH);
  } else {
    closeLights();
  }
}

void show(const char *str, float data){
  String desc=String(str);
  String res=desc+ String(data);
  char temp[res.length()+1];
  res.toCharArray(temp,res.length()+1 );
  show(temp);
}

void show(const char *text){
  if (!showInfo){
    text="";
  }
   u8g2.clearBuffer();         
   u8g2.setFont(u8g2_font_logisoso16_tr);  
   u8g2.drawStr(8,30,text);
   u8g2.sendBuffer();
}

void setHumidityToAirQualitySensor(){
  humidity = getHumidity();
  //Measure temperature (in C) from the SHTC3
  float temperature = humiditySensor.toDegC();

  //Convert relative humidity to absolute humidity
  double absHumidity = RHtoAbsolute(humidity, 
    temperature);

  //Convert the double type humidity to a fixed point 
  //8.8bit number
  uint16_t sensHumidity = 
    doubleToFixedPoint(absHumidity);
  aqSensor.setHumidity(sensHumidity);
}

double RHtoAbsolute (float relHumidity, float tempC) {
  double eSat = 6.11 * 
    pow(10.0, (7.5 * tempC / (237.7 + tempC)));
  double vaporPressure = (relHumidity * eSat) / 100;    
  double absHumidity = 1000 * vaporPressure * 100 
             / ((tempC + 273) * 461.5); 

  return absHumidity;
}

uint16_t doubleToFixedPoint( double number) {
  int power = 1 << 8;
  double number2 = number * power;
  uint16_t value = floor(number2 + 0.5);
  return value;
}

float getHumidity(){
 SHTC3_Status_TypeDef result = 
   humiditySensor.update();
 delay(200);  
      return humiditySensor.toPercent();
}

Următorii pași

În următorul articol vom adăuga în acest sistem și partea de machine learning locală. Vom folosi tot de la Sparkfun un procesor Artemis împreună cu placa Micro Mod pentru Machine Learning și o cameră video.

VIDEO: NUMĂRULUI 108

Sponsori

  • Accenture
  • Bosch
  • ntt data
  • Betfair
  • FlowTraders
  • MHP
  • Connatix
  • Cognizant Softvision
  • BoatyardX
  • Colors in projects