Автоматика для дома. Электронный термометр.

Название раздела говорит само за себя...
Ответить
nowmik
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1950
Зарегистрирован: 07 дек 2011, 09:51
Имя: Алексей
Откуда: Россия, респ.Коми, г.Сыктывкар, с.Усть-Кулом
Контактная информация:

Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение nowmik »

Еще 5 лет назад, как только пришел с армии, пришла в голову мысль, сделать электронный термометр на компьютере, чтобы можно было по комнатам, на батарее, на улице пораскидать датчики, и чтобы на компьютере можно было видеть температуры, которую показывают датчики. Посидев месяцок в Интернете, поискав инфу, понял, что сделать это не так и сложно. Основа - электронный термометр-датчик DS-18B20 или DS-18S20фирмы Dallas Semiconductor. Его нужно подключить к электронной схеме, которая собирается буквально из 5 деталей, прямо в корпусе последовательного порта COM. К слову, поддерживается вроде бы до 255 датчиков. Тут все описывать не буду, что да как, смысла нет. Все описано на этих основных сайтах - тут, тут. У меня таким образом подключено 8 датчиков. Для неимеющих COM на компьютере можно купить адаптер/переходник USB-COM по стандарту RS-232. С ним работает, у меня на ноутбуке работало по крайней мере. Я пробовал разные схемы, наиболее безгючная - по первой ссылке.
Программа. Имеются разные программы, но основные, которые поддерживают много датчиков и умеющие писать - это Temp.Keeper и TempControl. Первая условно бесплатная, но заплатив буквально символически, получаем полную функциональность (с возможностью записи логов). Вторая - нужно зарегистрироваться, чтобы получить полную функциональность. Но я выбрал Temp.Keeper, т.к. там логи пишутся так, как мне нужно, да и более серьезная программа с достаточными функциями. Правда несколько функция я бы добавил, но она уже не обновлялась давно (уже более 5 лет как бета).
Изображение Изображение
Итак, к чему все это мне надо было. Мне просто было довольно интересно видеть, имея точные датчики (а эти датчики калибруют на заводе), реальные графики зависимости того, как топишь частный дом, как повышается температура дома, в батареях, какая температура в подвале, на улице, в стене. И все это чтобы записывалось в лог с той целью, чтобы сравнить значения до утепления дома и после. Правда, за 5 лет дом так пока и не утепляли, дом построен в постсоветское время, без утеплителей (пеноблок+кирпич), поэтому дома холодно. Тогда по пенопластовом утеплении между кирпичами еще не слышали.
Я даже в стенку засунул один датчик именно для этой цели. Проводил эксперименты с такими датчиками в кубике из ДСП. Т.е. сколотил из плит ДСП закрытую систему, вставил туда автолампочку на 10Вт вроде, и термометр, и на улицу на холод (на чердак). Включая лампочку, смотрел, как повышается температура и на какой мощности лампочки она стабилизировывалась. Потом систему окутывал базальтовой плитой 5 см, пенопластом 5 см, смотрел. Очень скажу интересный эксперимент был. Разница довольно большая, но минвата с пенопластом почти одинаково держали температуру.
Имея логи, можно все данные перегнать в эксель и построить графики. Цель достигнута.
Также есть одна фича - если логи уличного термометра передавать в Интернет, на сайт, то можно сделать так, что в любом месте можно узнать, какая нынешняя уличная температура воздуха около дома, с точностью до десятых долей. Но это надо знать как, там делать спецсайт, я уже на стал вдаваться в подробности, но это было реализовано уже не помню на каком сайте. Да и комп всегда должен быть включен. Я кстати из-за записи температур и не выключаю комп уже около 5 лет. ДА это еще связано с житьем в другом месте и удаленным администрированием этого компа.

Еще вот что. Система у нас в доме водяная, печное отопление. Были железные трубы, естественная циркуляция. 2 года назад я все трубы разрезал, поменял на полипропилен (сваривается спецаппаратом), печку полностью перебрал, заменил почти все чугунные радиаторы на алюминиевые конвекторы. Также поставил циркуляционный насос Grandfos (на первой скорости кушает всего 10Вт). Разница реально заметна, конвекторы гораздо быстрее и лучше отдают тепло, насос быстрее прогоняет и везде (причем у нас у таулете была проблема, при естественной циркуляции вода туда не шла, и было холодно), воды стало в системе на 2/3 меньше, дом прогревается быстрее.
Я это вот к чему. Еще до переделки системы, смотря вперед, я задумывался, как бы мне автоматизировать включение насоса таким образом, чтобы когда топишь - насос включался, когда не топишь - выключался, экономя энергию. Да и смысла качать холодную воду нет. Поспрашивав в сантехмагазинах, все разводили руками, типа "зачем вам это надо, пускай всегда воду гоняет, потребляет-то мало". Но они как-то не хотели понимать, что это неэффективно гонять холодную воду. Итак, я не нашел никакого реле, которое именно включают устройство при повышении температуры. Обычно продают нормальнозамкнутые реле, которые работают наоборот - при повышении температуры реле выключается. Заинтересовавшись светодиодной технологией, нашел там термореле нормальнозамкнутое на 45 градусов KSD-201, которое можно переделать в нормальноразомкнутое путем разборки и переворачивание биметаллической пластинки. Так и сделал. Переделал, установил это реле на трубу-подачу, обмотал термостойким скотчем - работает на ура. Как никак автоматизация. А раньше кнопкой включали и выключали насос.
Вот такая система, наверху слева можно увидеть реле KSD-201, примотанного термоскотчем. Правая фотка - термометр DS-18S20.
Изображение Изображение
Вот такая статья, может кому будет интересно.
Кстати, имея такие термометры, знания основ ЧПУ, наверное можно сделать некоторую автоматизацию дома типа "умный дом". Нужна только фантазия. Тот же циркуляционный насос можно включать с помощью компа, но это сложно, да и нецелесообразно ввиду имения более дешевого и простого варианта (описанного выше).
Аватара пользователя
skif
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 201
Зарегистрирован: 06 май 2011, 00:00
Откуда: Херсон
Контактная информация:

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение skif »

Давно думал об этом, но т.к. в электронике дорос только до повторения работающих схем, то хотелось бы получить уже готовое РАБОТАЮЩЕЕ решение. А для частного сектора т.е. автономного отопления очень актуально. У меня на насосе стоит ручной тумблер, что не всегда удобно.
nowmik
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1950
Зарегистрирован: 07 дек 2011, 09:51
Имя: Алексей
Откуда: Россия, респ.Коми, г.Сыктывкар, с.Усть-Кулом
Контактная информация:

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение nowmik »

skif писал(а):Давно думал об этом, но т.к. в электронике дорос только до повторения работающих схем, то хотелось бы получить уже готовое РАБОТАЮЩЕЕ решение. А для частного сектора т.е. автономного отопления очень актуально. У меня на насосе стоит ручной тумблер, что не всегда удобно.
Если где-то встала проблема, я не понимаю где.
Если сделать термометр, то там спаять всего около 5 деталей, и по ссылкам можно найти, как все это уместить всего в одном корпусе COM штеккера. Я указал именно работающую схему, повторить которую можно за 20мин. Я 3 месяца изучал эту идею...
Если сделать автовключение, то всего лишь нужно найти термореле (погуглите картинку по KSD-201) градусов на 45. Я бы поставил и 35-40, но таких наверное не бывает. В наших близлежащих (за 200км) магазинах радиотоваров я видел только минимум на 60 градусов такие термореле.
UAVpilot
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1198
Зарегистрирован: 07 ноя 2011, 16:01
Откуда: Москва

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение UAVpilot »

Весной 2001 года у меня в доме заработало первые два устройства из этой серии - это были всем известный DS18B20, мерявший температуру в антресоли, где у меня поселился домашний сервер, и силовое реле на базе DS2406, включающее вентилятор для проветривания этой антресоли.
Изображение

За последние почти 12 лет много чего уже добавилось:

Видеодомофон с записью. Причем если на лестничной площадке становится темно (анализ изображения с камеры), то сервер включает ИК-подсветку.
Причем если открывается входная дверь, то последняя видеозапись по инету пересылается на другой сервер, стоящий в датацентре.

После замены электросчётчика на электронный трёхтарифный появился мониторинг электропотребления
Изображение

после ремонта добавился мониторинг потребления по разным цепям (графики не делал) - очень удобно выходя из квартиры видеть (в прихожей монитор сервера, он-же монитор домофона), что ничего не забыл выключить.
Можно заценить качество электропитания
Изображение
а вот тут видно, как UPS поднимает напряжение на выходе, когда оно на входе падает слишком низко
Изображение

Так-же после ремонта в ванной добавился вентилятор, но не простой, а тоже с датчиками
Изображение
Сравнивается температура и влажность в ванной и в квартире и при определённой их разнице включается вентилятор в ванной (на графике видно как я в 3 часа ночи душ принимал :) )

Ещё есть уличные датчики температуры, влажности и давления - инфа о погоде выводится на монитор в прихожей. Правда сейчас датчики сняты - делаю новый корпус для них, а то птицы повадились на него садится и своим задом повышать "уличную" температуру. :hunter:

Сейчас неспешно ведутся работы по интеграции во всё это хозяйство телевизоров, чтоб можно было смотреть не только эфирное тв (с паузой), но и всякие инетканалы, например уже сейчас (правда пока в тестовом режиме) при звонке в дверь на телевизоре появляется окошко с картинкой с домофона.

Ну и ещё много всякой мелочёвки, всё уже и не упомнишь. :crazy:

Да, чуть не забыл: На серваке крутится Линукс, сервак ещё и выполняет функции инет-роутера, файрвола, домашней IP-АТС, файло-фото-видео-хранилища и т.д. и т.п. Все датчики и исполнительные реле выполнены по технологии 1-Wire, управляется вот этим софтом http://owfs.org/ (я один из разработчиков) и всякими самописными скриптами и т.п. Для видеонаблюдения применяется вот это http://www.zoneminder.com/ (тоже принимал участие, но уже больше года нет основания для выпуска новых версий).
Я не Христос, рыбу не раздаю. Но могу научить, как сделать удочку.
belazov
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 946
Зарегистрирован: 11 апр 2010, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Токмак, Украина

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение belazov »

У друга навернулся в 3фазном электрокотле терморегулятор ТР200. Причем уже третий. По быстрому сделал ему термостат на LM335, atmega8 и Winstar0802. Устанавливается верхняя и нижняя температура, при обрыве и замыкании датчика показывает температуру гарантировано выше максимальной температуры включения. Управление через магнитный пускатель.
Специалист я в программировании и схемотехнике на уровне букваря, но оно работает. Так шо прошу не пинать. Задача точности показаний не ставилась. Главная точка - температура кипения, которая калибровалась кипятком.
Защита от дурака тоже есть (при установке нижней температуры выше чем верхняя).
Все тут http://cncfiles.su/download/3048
Логика работы: если Т < Тнижн включить пока не будет Тверхн. Как только станет Тверхн, то выключить до тех пор, пока не опустится до Тнижн
Для того чтобы что-то делать надо хотя бы это делать!
Мой станок.
Шерлок Холмс
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 133
Зарегистрирован: 23 янв 2012, 05:40
Имя: Женя
Откуда: г.Бердск Новосибирская область
Контактная информация:

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение Шерлок Холмс »

nowmik,

Этот термометр и программы про которые вы написали могут измерять температуру с точностью в 0.1 градус цельсия?
Сколько секунд(или меньше секунды?) нужно этому датчику, чтобы отреагировать на изменение температуры?

Мне нужно изготовить датчик температуры для подключения к ноутбуку через USB-COM.
Сам датчик нужен для выявления восходящих потоков воздуха, когда летаешь в поле с авиамоделью.
nowmik
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1950
Зарегистрирован: 07 дек 2011, 09:51
Имя: Алексей
Откуда: Россия, респ.Коми, г.Сыктывкар, с.Усть-Кулом
Контактная информация:

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение nowmik »

Там сам ставишь интервал опроса в секундах, у меня 2-3мин. Сам датчик опрашивается быстро, но т.к. у меня датчиков относительно много (8шт) и протяженность до них большая, то у меня каждый опрос датчика идет 1сек. А так можно вроде 100мс.
UAVpilot
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1198
Зарегистрирован: 07 ноя 2011, 16:01
Откуда: Москва

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение UAVpilot »

У DS18x20 время преобразования температуры в цифру - 1 сек по даташиту, в реале обычно 0.7-0.8 сек.
Да и нет смысла опрашивать его чаще - там-же кристал под толсым слоем пластмассы.
Я не Христос, рыбу не раздаю. Но могу научить, как сделать удочку.
belazov
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 946
Зарегистрирован: 11 апр 2010, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Токмак, Украина

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение belazov »

Шерлок Холмс, тут тебе поможет платиновый датчик - они есть совсем мелкие, т.е. с малой тепловой инерцией. И точность 0,1*. У DS18-- точность 0,5*
Для того чтобы что-то делать надо хотя бы это делать!
Мой станок.
nowmik
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1950
Зарегистрирован: 07 дек 2011, 09:51
Имя: Алексей
Откуда: Россия, респ.Коми, г.Сыктывкар, с.Усть-Кулом
Контактная информация:

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение nowmik »

Тем не менее, у меня до десятых долей показывает. Проверить конечно нечем, мне не к чему такая точность, на фото выше в программе видно, что показывает десятые доли градуса, и это еще округленно. Хотя по даташиту действительно +-0.5, в пределах от -10 до +85.
belazov
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 946
Зарегистрирован: 11 апр 2010, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Токмак, Украина

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение belazov »

nowmik писал(а):Тем не менее, у меня до десятых долей показывает.
показывать оно будет и 0,0625*. Только достоверность показаний /0,5*/ погрешность возможная. Для дома это не особо важно. А для точных /0,1*/ и быстрых показаний нужен датчик поменьше, ОУ поточнее и быстрый АЦП. Хотя если летать и ловить разницу температур на скорости я даже не знаю какой датчик можно предложить. Платиновые 100ом датчики есть размером и корпусом типа смд компонента - вот его и надо смотреть. Возможна термопара из тонкой проволоки, но там свои тонкости
Для того чтобы что-то делать надо хотя бы это делать!
Мой станок.
UAVpilot
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 1198
Зарегистрирован: 07 ноя 2011, 16:01
Откуда: Москва

Re: Автоматика для дома. Электронный термометр.

Сообщение UAVpilot »

belazov писал(а):показывать оно будет и 0,0625*. Только достоверность показаний /0,5*/ погрешность возможная.
Дискретность показаний - 0,0625. Точность достигается калибровкой (есть специальный регистр для поправки). С завода выходят приборы, откалиброванные на +/-0.2 градуса. Если нужно точнее - калибровочный регистр доступен на запись.
Я не Христос, рыбу не раздаю. Но могу научить, как сделать удочку.
Ответить