Drukuj stronę - Termometr wielokanałowy na bazie Arduino

Pogoda i Klimat

Meteorologia/Klimatologia => Sprzęt meteorologiczny => Stacje Pogody => Wątek zaczęty przez: mateuszr w Lipiec 03, 2014, 15:24:43 pm

Tytuł: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: mateuszr w Lipiec 03, 2014, 15:24:43 pm
Tak jak zapowiadałem w innym wątku, zacząłem budowę wielokanałowego termometru cyfrowego.

Termometr działa z wykorzystaniem płyty Funduino UNO(klon dwukrotnie tańszy od Arduino).
(http://image.dhgate.com/albu_327739738_00/1.0x0.jpg)

Jako czujnik(czujniki) temperatury wykorzystałem układy DS18B20. Sensor działa w zakresie od -55 do +125st.C, a dokładność układu w przedziale -10 do +80st.C wynosi 0,5st.C na poziomie ufności 99,7%. Z załączonego niżej obrazka widać, że niepewność można obniżyć do 0,3st.C

(http://wstaw.org/m/2014/07/03/DS18B20.PNG)

Jeśli chodzi o dokładność dla niższych temperatur - nie jest znacząco mniejsza, poza tym większe błędy generować będzie zła lokalizacja niż jakość czujnika. Zawsze można spróbować też kalibrować czujnik.

Na czacie Sebastian pytał jaka może być maksymalna długość przewodu, za pomocą którego dołączamy czujnik do mikrokontrolera. Ponieważ sensor wykorzystuje cyfrowy protokół OneWire, spadek napięcia na przewodach NIE GENERUJE ŻADNYCH BŁĘDÓW. Dopiero przy naprawdę długich przewodnikach i dużym szumie względem sygnału. Ale przewodnik musiałby być naprawdę długi, kilkanaście metrów przewodu telefonicznego nie powinno zmieniać wskazań.

*******************************************************************************************

Jak na razie zrobiłem prosty układ na płytce prototypowej. Do układu dołączyłem wyświetlacz LCD. Układ zasiliłem przy pomocy USB, dodatkowo za pomocą monitora portu szeregowego mogę w prosty sposób zrobić wykres na komputerze.

(http://wstaw.org/m/2014/07/03/CAM00125_jpg_750x750_q85.jpg)

(http://wstaw.org/m/2014/07/03/wykres_png_640x400_crop_q85.jpg)



Plany:

Dalsze plany:
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: charly w Lipiec 03, 2014, 16:13:00 pm
Ciekawy projekt i sporo praktycznej nauki z zakresu systemów wbudowanych - niemniej do wykorzystania praktycznego najbardziej problematyczna będzie kwestia zasilania tego ustrojstwa przez dłuższy czas gdzieś na zewnątrz.
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: mateuszr w Lipiec 03, 2014, 16:14:40 pm
Jeśli wyrzuci się wyświetlacz LCD(bo po co na zewnątrz?) i użyje się samego mikrokontrolera ATMega, to nie będzie problemu :)
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: mateuszr w Październik 16, 2014, 01:03:35 am
Dzisiaj zamontowałem termometr za oknem - znajduje się od strony zachodniej na wysokości ~50m nad ziemią, więc wyniki mogą być dość ciekawe. Porównanie z najbliższą stacją - Wydziału Fizyki PW(wysokość koło 20m, Davis Pro2) - wskazuje, że różnice w nocnych warunkach nie przekraczają 0,2st.C - wygląda na to, że do moich potrzeb dokładność czujnika jest całkiem dobra(spełnia to zalecane przez WMO +/-0,2stC). Okęcie to zupełnie inna bajka - różnice sięgają 1-2st.C(w warunkach bez insolacji) - podejrzewam, że wpływa tutaj zarówno MWC jak i oczywiście wysokość.

Do kolejnych testów zamówiłem po dosyć okazyjnej cenie nowy czujnik BMP180. Pozwala on na pomiar temperatury z rozdzielczością 0,1st.C i dokładnością +/-0,5st.C oraz, to mnie bardziej interesuje, ciśnienia. Rozdzielczość czujnika to aż 0,01hPa, a dokładność względna wynosi ok. +/-0,12hPa(cholera mnie bierze, jak sprzedawcy na stronach mieszają te dwa pojęcia!).

Kiedy dostanę czujnik i zamontuję zdam relację co do dokładności :)
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: charly w Październik 16, 2014, 13:44:34 pm
50 metrów nad ziemią.. to na którym piętrze mieszkasz? 15?
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: mateuszr w Październik 16, 2014, 14:20:57 pm
16.
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Sebastian w Październik 16, 2014, 14:41:12 pm
Mateusz,jak długi przewód użyłeś ,czy w ogóle użyłeś przewodu ?
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: mateuszr w Październik 16, 2014, 15:32:38 pm
Mateusz,jak długi przewód użyłeś ,czy w ogóle użyłeś przewodu ?

Przewód telefoniczny, jakieś 8m. Z tego co wiem, powinno działać i przy długości do 100m, pod warunkiem, że przewód ma odpowiednio niską pojemność.
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: mateuszr w Październik 17, 2014, 00:00:45 am
Kolega załatwił mi po okazyjnej cenie moduł ethernetowy z możliwością podłączenia karty SD. Jak dobrze pójdzie to postawię na tym i serwer i stację meteo on-line.
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Sebastian w Grudzień 28, 2014, 22:58:07 pm
Wielkie podziękowania dla Mateusza Raca za pomoc przy tworzeniu termometru wielokanałowego

Termometr obsługują dwa czujniki ds18b20 ,pierwszy wpięty do płytki ,drugi na 10 metrowym przewodzie internetowym ,próbkowanie ustawione jest na 10sek.,oczywiscie możemy przyspieszyć do 1-2sek. ale czujniki zaczną się zbytnio nagrzewać i będą zawyżały temperaturę,sprawdzone  z termometrem TFA lt102,przy próbkowaniu 1-2sek.błąd dochodził do 0.3-0.4st.C(przy ujemnej temperaturze na zewnątrz),błąd przy obecnych ustawieniach wynosi 0.1-0.17st.C,wydłużając jeszcze czas próbkowania do 20-30sek. zniwelujemy błąd do zera
Ustawieniami czasów próbkowania i rozdzielczością pomiaru możemy w delikatny sposób kalibrować czujnik

(https://lh5.googleusercontent.com/-MzZU2lXWy_s/VKB6_1B1xpI/AAAAAAAAKuo/HLvkuJT9NrE/s800/DSCF1615.JPG)

dla porównania w tym samym czasie TFAlt102

(https://lh3.googleusercontent.com/-cx-v5JW-QQM/VKB69tZAvxI/AAAAAAAAKug/NhrEBuu2o9o/s800/DSCF1614.JPG)

Co dalej:dodać Tmin.,Tmax.,barometr i zegar
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Ardo w Grudzień 29, 2014, 08:39:26 am
Oho barometr byłby ciekawy, tak trzymać i życzę powodzenia w sukcesie. Bo chciałbym mieć własny barometr ale niestety kosztuje 2 tysiące złotych więc musiałem poczekać na lepsze czasy.  ::)
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: gudman w Grudzień 31, 2014, 13:27:56 pm
Oho barometr byłby ciekawy, tak trzymać i życzę powodzenia w sukcesie. Bo chciałbym mieć własny barometr ale niestety kosztuje 2 tysiące złotych więc musiałem poczekać na lepsze czasy.  ::)

(http://wstaw.org/m/2014/12/31/IMG_20141231_132127249_jpg_300x300_q85.jpg) (http://wstaw.org/w/37LG/)
Ja zakupiłem sobie parę dni temu takie cudo i jestem na razie zadowolony. Póki co mamy wyż i ciśnienie mało się waha ale barometr reaguje nawet na małe zmiany jak zauważyłem.
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Ardo w Grudzień 31, 2014, 13:36:12 pm
gudman, na tym barometrze nie jest łatwo zanotować z dokładnością do 0,1 hPa.  ::)
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: gudman w Grudzień 31, 2014, 13:51:48 pm
Może dokładnie nie ale przybliżoną wartość można określić, a 0,5 hPa idzie spokojnie określić jak wskazówka jest w połowie (wskazówka jest dosyć cieńka w stosunku do skali  :P)
(http://wstaw.org/m/2014/12/31/IMG_20141231_134718522_jpg_300x300_q85.jpg) (http://wstaw.org/w/37LQ/)
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Ardo w Grudzień 31, 2014, 14:13:02 pm
No w sumie ładny barometr tylko jaka jest dokładność ogólna?  5 hPa?
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: gudman w Grudzień 31, 2014, 14:19:29 pm
Okaże się jak będą większe zmiany ciśnienia. Bo teraz przy takiej pogodzie wyżowej to ciężko cokolwiek powiedzieć. Wyskalowałem go ze stacją IMGW na lotnisku we Wrocławiu i póki co wskazania się pokrywają.
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Sebastian w Luty 05, 2015, 16:49:42 pm
Test dwóch czujników ds18b20 na 10m przewodzie,pierwsze było sprawdzenie zgodności wskazań ,rozrzut nie był większy niż 0.1st.C po ustabilizowaniu wskazań
Okolice 0st.C ,wnęka balkonowa

(https://lh3.googleusercontent.com/-0H61sSWwj7M/VNOLNmeJ2uI/AAAAAAAAKw0/yKfmerezKFE/s800/DSCF1710.JPG)

wewnątrz
(https://lh3.googleusercontent.com/-cBJ26OFugz4/VNOLXCkXY3I/AAAAAAAAKw8/HQfOgRwt-FM/s800/DSCF1714.JPG)

po sprawdzeniu czujników jeden do osłony drugi na zewnątrz osłony ,wewnątrz osłony czujnik jest "goły" na zewnątrz zabezpieczyłem "termokurczką"
nie znalazłem w kilku sklepach elektrycznych jaśniejszego koloru ,jest fioletowy :)
(https://lh3.googleusercontent.com/-orr9wLLaLvU/VNOLlIZnROI/AAAAAAAAKxE/oqDOk-frLgk/s800/DSCF1716.JPG)

test ma na celu wyłapanie największych różnic w temperaturze podczas pochmurnych dni z promieniowaniem rozproszonym

Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: charly w Luty 06, 2015, 16:48:12 pm
Jestem ciekaw rezultatów
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Areecki w Luty 07, 2015, 10:05:15 am
Sebastian mógłbyś również wrzucić tego posta na FB Amatorskich Stacji Meteo lub dać mi pozwolenie na wrzucenie zdjęć ?
Bo to bardzo fajny test. Mimo wszystko ciekawy jestem na ile koszulka termokurczliwa przepuszcza temperaturę.
Jeśli chcesz mierzyć temperaturę w słońcu to można było trochę inaczej zabezpieczyć DS, 3 malutkie koszulki na nóżki DS-a i jeszcze wcześniej
nóżki pomalować 2x np. lakierem który jest izolatorem .
Tytuł: Odp: Termometr wielokanałowy na bazie Arduino
Wiadomość wysłana przez: Sebastian w Luty 07, 2015, 10:47:11 am
Sebastian mógłbyś również wrzucić tego posta na FB Amatorskich Stacji Meteo lub dać mi pozwolenie na wrzucenie zdjęć ?
Bo to bardzo fajny test. Mimo wszystko ciekawy jestem na ile koszulka termokurczliwa przepuszcza temperaturę.
Jeśli chcesz mierzyć temperaturę w słońcu to można było trochę inaczej zabezpieczyć DS, 3 malutkie koszulki na nóżki DS-a i jeszcze wcześniej
nóżki pomalować 2x np. lakierem który jest izolatorem .

Oczywiście możesz wrzucić :)

Przykładowo teraz jest taka różnica,spore usłonecznienie(czujnik na zewnątrz w cieniu osłony),wpływ na tą różnice ma wiele czynników ,przede wszystkim bliskość bloku,ulicy asfaltowej itd.odbić światła jest dużo,blok i ulica oddają bardzo dużo ciepła,jak widać osłona nieźle chroni czujnik 

(https://lh4.googleusercontent.com/-YNs6cfzilHA/VNXbsVmVrfI/AAAAAAAAKxY/I2zreYrz03o/s800/DSCF1722.JPG)

nadal czekam na dni pochmurne z dużą ilością promieniowania rozproszonego ,jak do tej pory największa różnica wyniosła 0.8st.C podczas pochmurnej pogody