Kipimajoto cha Bluetooth: Hatua 8

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Maelezo haya ya kufundisha utengenezaji wa kipima joto 2 cha kituo kwa kutumia uchunguzi wa 100K thermistor, moduli ya Bluetooth na smartphone. Moduli ya Bluetooth ni Maharagwe ya LightBlue ambayo iliundwa kurahisisha ukuzaji wa programu ya Nishati ya Chini kwa kutumia mazingira ya kawaida ya Arduino kwa kupanga moduli.

Baada ya kujikwaa kwa muda kujaribu kujua jinsi ya kupata data ya joto kutoka moduli ya Bluetooth kwenda kwa iPhone yangu, nikapata programu iitwayo EvoThings ambayo ilirahisisha upande wa maendeleo ya programu ya mradi sana. Sina Mac (ya kushangaza najua!) Ambayo inazuia uwezo wangu wa kukuza programu ya iPhone, na sina wakati wa kufafanua zana mpya za Microsoft ambazo ni dhahiri inasaidia maendeleo ya jukwaa la msalaba kwa iOS na Android. Nimefanya programu kadhaa za mtindo wa HTML5 lakini njia pekee ya kupata data ya Bluetooth ni kupitia programu-jalizi za Cordova ambazo zilionekana kuwa changamoto zaidi kuliko wakati wangu. EvoThings hutoa seti rahisi ya zana ambazo ziligeuza changamoto ya Bluetooth-kwa-iPhone kuwa njia ya keki. Na napenda keki!

Kwa ujumla niligundua mchanganyiko wa Lightblue Bean na EvoThings kuwa suluhisho la vitendo na uwekezaji wa wakati mdogo.

Hatua ya 1: Vitu utakavyohitaji

Nilikuwa nikitumia uchunguzi wa kipima joto unaopatikana kibiashara kwa kituo kimoja kwa sababu nilitaka thermistor imefungwa kwa kuzamishwa kwenye vinywaji. Kwa kituo cha pili, nilifanya uchunguzi wa msingi kutoka kwa thermistor, waya 26 wa kupima na kuziba kwa kipaza sauti cha 3.5mm. Uko huru kutumia thermistors yoyote unayotaka na unaweza kutengeneza uchunguzi wako mwenyewe kutoka kwa epoxy ya joto na nyasi za plastiki / vichocheo vya kahawa kwa mfano. Ifuatayo ni ile niliyotumia - haikukusudiwa kuwa orodha ya maagizo!

Vifaa

• 1 x 100K uchunguzi wa Thermistor. Mfano Extech TP890. Hizi hupatikana kawaida kwenye ebay na amazon.
• Vifurushi 2 x 2.5mm vya Stereo vinavyolingana na kuziba 2.5mm kwenye uchunguzi wa Extech. Nilipiga mikoba 3.5mm kutoka kwa kompyuta ya zamani kwa hivyo nilikata kuziba uchunguzi wa Extech na kuibadilisha na plugs 3.5mm. Unapaswa kuepukana na matumizi ya virafu 2.5mm tu, au tumia rafu ya mbali 2.5mm hadi kuziba adapta ya stereo 3.5mm.
• Shanga ya thermistor ya 100K pamoja na waya ya kupima 26 pamoja na kuziba stereo ya 3.5mm ikiwa unataka kutengeneza uchunguzi wako mwenyewe. Ikiwa sivyo, nunua uchunguzi wa pili wa Extech!
• 1 x Maharagwe ya Lightblue na Punch kupitia Designs. Hii ni moduli ya Bluetooth inayoweza kupangwa kama bodi ya maendeleo ya Arduino. Moduli ni ya bei ndogo lakini inaondoa ugumu mwingi. Wanaendesha kampeni ya Kickstarter kwa kifaa cha kizazi kijacho ambacho kinaweza kuzingatiwa.
• Vipimo 2 x 1 / 4W 100K ambazo hutumiwa kugawanya voltage ya kumbukumbu kwa thermistors. Nilitumia vipinga 5% lakini vipingaji vya juu vya uvumilivu kwa ujumla ni nyeti chini ya joto na itatoa utendaji bora. 1% ni dhamana nzuri ya uvumilivu kwa hii.
• Chuma cha kutengeneza na solder
• Wakataji waya na urefu mdogo wa waya wa kupima 26 au 28.

Programu na Firmware

• Kwa kupanga programu ya Maharagwe, utahitaji programu ya Loan ya Maharagwe. Nimetumia windows kwa hivyo viungo vyote vitakuwa maalum kwa Windows. Kila kitu unachohitaji kuanza na Maharagwe ikiwa ni pamoja na maalum ya Arduino inapatikana kutoka kwa wavuti ya LightBlueBean
• Workbench ya EvoThings ya programu ya smartphone inapatikana hapa. Nyaraka zote za "kuanza" zinapatikana huko pia. Imeandikwa vizuri sana.

Hatua ya 2: Ujenzi wa Mzunguko na Umeme

Thermistor ni kinga inayotegemea joto. Probe ya Extech ina mgawo hasi wa joto ambayo inamaanisha kuwa wakati joto linaongezeka, upinzani hupungua. Thamani ya upinzani inapimwa na mzunguko rahisi ambao hutengeneza mgawanyiko wa voltage na thermistor katika mguu mmoja, na kipinga cha 100K kilichowekwa katika upande mwingine. Voltage iliyogawanywa inalishwa ndani ya kituo cha Kuingiza Analog kwenye Maharagwe na sampuli kwenye firmware.

Ili kujenga mzunguko, nilitafuta mikoba ya sauti ya 3.5mm kutoka kwa PC ya zamani iliyovunjika. Multimeter ilitumika kuamua vidokezo viwili kwenye PCB ambavyo vililingana na ncha na bendi ya kwanza ya uchunguzi. Waya ziliuzwa kwa viboreshaji vya sauti na kwa Maharagwe kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Vifurushi vya sauti vilishikamana na eneo la mfano wa Maharagwe kwa kutumia mkanda wa pande mbili. Kanda niliyotumia ni mkanda wa alama ya gari ambayo huunda dhamana kali kati ya sehemu za kukokota.

Hatua ya 3: Probe Coefficients

Kama kawaida kama uchunguzi wa Extech ni, coefficients za Steinhart-Hart hazijachapishwa mahali popote ninaweza kupata. Kwa bahati nzuri kuna kikokotoo mkondoni ambacho kitaamua coefficients kutoka vipimo 3 vya joto unavyotoa.

Nini foillows ni utaratibu wa kimsingi niliyokuwa nikifika kwenye coefficients. Sitapata alama yoyote kwa mtindo lakini mzuri wa kukufanya useme +/- 1 digrii sahihi (jumla ya gumba upande wangu)…. kulingana na usahihi wa kipima joto cha kumbukumbu yako na multimeter kweli! Multimeter yangu ni kitengo cha bei isiyo na jina cha bei rahisi nilinunua miaka mingi iliyopita wakati pesa ilikuwa ngumu. Pesa bado ni ngumu na bado inafanya kazi!

Ili kurekebisha, tunahitaji usomaji wa upinzani tatu kutoka kwa joto tatu.

• Karibu na kufungia kwa kuongeza barafu kwenye glasi ya maji na kuchochea hadi hali ya joto itulie. Mara tu imetulia, tumia mita nyingi kurekodi upinzani wa uchunguzi na kipima joto cha kumbukumbu kurekodi joto.
• Sasa weka uchunguzi kwenye glasi ya maji kwenye joto la kawaida, ruhusu uchunguzi uchukue usawa na joto la maji na urekodi joto kwenye kipima joto chako cha kumbukumbu na usomaji wa upinzani kwenye mita zako nyingi.

• Weka uchunguzi kwenye glasi ya maji ya moto na uandike upinzani.

  Joto	Upinzani
  5.6	218K
  21.0	97.1K
  38.6	43.2

Mchakato huu wote ni kidogo ya hali ya kuku na yai kwani unahitaji kipimo kipima joto ili kurekodi hali ya joto na mita nyingi zilizosimamiwa kurekodi upinzani. Makosa hapa yatasababisha usahihi katika vipimo vya joto unavyofanya lakini kwa madhumuni yangu, +/- 1 digrii ni zaidi ya ninavyohitaji.

Kuingiza maadili haya yaliyorekodiwa kwenye kikokotoo cha wavuti hutoa yafuatayo:

Coefficents (A, B na C) zimeunganishwa kwenye equation ya Stenhart-Hart ili kuzuia joto kutoka kwa thamani ya upinzani ya sampuli. Mlingano hufafanuliwa kama (chanzo: wikipedia.com)

Ambapo T = Joto huko Kelvin

A, B na C ni coefficients ya usawa wa Steinhart-Hart tunajaribu kubaini R ni upinzani kwenye joto T

Firmware itafanya hesabu hii.

Hatua ya 4: Programu dhibiti

Voltages ya thermistor ni sampuli, hubadilishwa kuwa joto na hutumwa kupitia Bluetooth kwenye programu ya EvoThings inayoendesha kwenye smartphone.

Kubadilisha voltage kuwa thamani ya kupinga ndani ya Maharagwe, usawa rahisi wa laini hutumiwa. Utoaji wa equation hutolewa kama picha. Badala ya kubadilisha thamani ya sampuli kuwa voltage, kwa kuwa ADC na voltage ya pembejeo zinarejelewa kwa voltage sawa ya betri, tunaweza kutumia thamani ya ADC badala ya voltage. Kwa 10C Bean ADC, voltage kamili ya betri itasababisha dhamana ya ADC ya 1023 kwa hivyo tunatumia nambari hii kama Vbat. Thamani halisi ya mpinzani wa mgawanyiko ni jambo muhimu. Pima thamani halisi ya kipinga mgawanyiko cha 100K na utumie thamani iliyopimwa katika equation ili kuepuka chanzo kisicho cha lazima cha makosa kwa sababu ya uvumilivu wa kinzani.

Mara tu thamani ya upinzani inapohesabiwa, thamani ya upinzani inabadilishwa kuwa joto kwa kutumia mlingano wa Steinhart-Hart. Usawa huu umeelezewa kwa kina kwenye Wikipedia.

Kwa sababu tuna uchunguzi 2, ilikuwa na maana kuambatisha utendaji wa uchunguzi katika darasa la C ++.

Darasa linajumuisha coefficients ya equation ya Steinhart-Hart, thamani ya upinzani wa mgawanyiko na bandari ya analog ambayo thermistor imeunganishwa. Njia moja, joto (), hubadilisha thamani ya ADC kuwa thamani ya upinzani na kisha hutumia mlingano wa Steinhart-Hart kuamua hali ya joto ya Kelvin. Thamani ya kurudi huondoa sifuri kabisa (273.15K) kutoka kwa joto lililohesabiwa ili kutoa thamani katika Celsius.

Nguvu ya Maharagwe ya Lightblue ni dhahiri kwa ukweli kwamba utendaji wote wa Bluetooth kimsingi unatekelezwa katika laini 1 ya nambari ambayo inaandika viwango vya joto vya sampuli kwa eneo la data la mwanzo kwenye kumbukumbu ya Bluetooth.

Bean.setScratchData (TEMPERATURE_SCRATCH_IDX, (uint8_t *) na joto [0], 12);

Kila thamani ya joto la sampuli inawakilishwa na kuelea ambayo inachukua ka 4. Eneo la data la mwanzo linaweza kushikilia ka 20. Tunatumia 12 tu. Kuna maeneo 5 ya data ya mwanzo ili uweze kuhamisha hadi kaiti 100 za data ukitumia data ya mwanzo.

Mtiririko wa kimsingi wa hafla ni:

• Angalia kuona ikiwa tuna unganisho la Bluetooth
• Ikiwa ni hivyo, pima joto na uandike kwa eneo la data la mwanzo
• Kulala 200ms na kurudia mzunguko.

Ikiwa haijaunganishwa, firmware huweka chip ya ATMEGA328P kulala kwa muda mrefu. Mzunguko wa kulala ni muhimu kwa kuhifadhi nguvu. Chip ya ATMEGA328P huenda kwenye hali ya nguvu ndogo na inakaa hapo hadi kuingiliwa na moduli ya Bluetooth ya LBM313. LBM313 itatoa usumbufu ili kuamsha ATMEGA328P mwishoni mwa kipindi cha kulala kilichoombwa, au wakati wowote muunganisho wa Bluetooth unafanywa kwa Maharagwe. Utendaji wa WakeOnConnect umewezeshwa kwa kupiga simu wazi Bean.enableWakeOnConnect (kweli) wakati wa usanidi ().

Ni muhimu kutambua kwamba firmware itafanya kazi na programu yoyote ya mteja wa BLE. Mteja anahitaji kufanya ni kuvua kaiti za joto kutoka benki ya data ya mwanzo na kuziunganisha katika nambari za kuelea kwa kuonyesha au kusindika. Programu rahisi zaidi ya mteja kwangu ilikuwa kutumia EvoThings.

Hatua ya 5: Programu ya Smartphone

Programu ya sampuli ya Evo Things iko karibu sana na ile niliyohitaji na juhudi ndogo tu zinazohitajika kuongeza vipengee vya ziada vya kuonyesha kukamilisha kifaa cha kipimo cha joto cha kituo cha 3.

Ufungaji na operesheni ya msingi ya jukwaa la EvoThings imeandikwa vizuri kwenye wavuti ya Evo Things kwa hivyo hakuna thamani ya kurudia hiyo hapa. Yote ambayo nitashughulikia hapa ni mabadiliko maalum niliyoyafanya kwa nambari yao ya sampuli ili kuonyesha njia 3 za habari ya joto, iliyotolewa kutoka eneo la data la mwanzo wa Bluetooth.

Baada ya kusanikisha EvoThings Workbench, utapata mfano wa Maharagwe ya Lightblue hapa (kwenye kompyuta ndogo za Windows 64):

ThisPC / Documents / EvothingsStudio_Win64_1. XX / Mifano / Lightblue-maharage-msingi / programu

Unaweza kubadilisha faili za index.html na programu.js na faili zilizoambatishwa na hatua hii. Mabadiliko yaliyofanywa kwa faili ya jacascript hutoa viwango vya joto vya kiwango cha tatu vinaunda eneo la data la mwanzo, na juu ya HTML ya ndani ya vitu vipya iliyoundwa kwenye faili ya HTML.

kazi kwenyeDataReadSuccess (data) {

joto la var = Data = mpya Float32Array (data);

var bytes = mpya Uint8Array (data);

joto la var = jotoData [0];

console.log ('Joto soma:' + joto + 'C');

hati.getElementById ('temperatureAmbient'). HTMLHTML ya ndani = dataData [0].toFixed (2) + "C °";

hati.getElementById ('joto1'). HTMLHTML ya ndani = dataData [1].toFixed (2) + "C °";

hati.getElementById ('temperature2'). HTMLHTML ya ndani = jotoData [2].toFixed (2) + "C °";

}

Hatua ya 6: Ufungaji

Ufungaji ni sanduku rahisi la 3D iliyochapishwa. Nilitumia Ubunifu wa Cubify kuunda muundo lakini mpango wowote wa uundaji wa 3D utatosha. Faili ya STL imeambatishwa kwako kuchapisha yako mwenyewe. Ikiwa ningelazimika kuimaliza, ningefanya kuta kuwa nene kidogo kuliko ilivyo sasa, na nibadilishe muundo wa klipu ambayo inashikilia bodi. Sehemu huvunjika kwa urahisi sana kwa sababu mafadhaiko yamo kwenye ndege ya smae kama tabaka zilizochapishwa za 3D, ambayo ni mwelekeo dhaifu kwa sehemu zilizochapishwa za 3D. Kuta ni nyembamba sana kwa hivyo utaratibu wa snap ni kidogo upande dhaifu. Nilitumia mkanda wazi kuweka sanduku lililofungwa kwa sababu kuta zilikuwa nyepesi sana - sio kifahari lakini inafanya kazi!

Hatua ya 7: Mipangilio ya PC na Usanidi wa Bluetooth

Firmware ya kujenga na kupakia mzunguko wa Maharagwe yote yamefanywa kwa Bluetooth. Kunaweza kuwa na muunganisho mmoja tu wa Bluetooth kwa wakati mmoja. Loader ya Maharagwe inapatikana kutoka Duka la App la Windows

Mzunguko wa msingi ninaotumia kuoanisha na kuungana (na kutengeneza na kuungana tena wakati mambo yanakwenda sawa) ni kama ifuatavyo: Kutoka kwa Jopo la Kudhibiti; / Mipangilio ya Bluetooth, unapaswa kuona skrini ifuatayo:

Hatimaye windows itaripoti "Uko tayari kwa jozi". Wakati huu unaweza kubofya ikoni ya Maharagwe na baada ya sekunde kadhaa, Windows itakuchochea kuweka nambari ya siri. Nambari ya siri ya maharagwe ni 00000

Ikiwa nambari ya siri imeingizwa kwa usahihi, Windows itaonyesha kuwa kifaa kimeunganishwa vizuri. Lazima uwe katika hali hii ili uweze kupanga maharagwe.

Mara baada ya kuunganishwa na kushikamana, tumia Loader ya Maharagwe kupakia firmware kwenye maharagwe. Niliona hii ikishindikana mara nyingi zaidi kuliko ilionekana na ilionekana kuhusiana na ukaribu na kompyuta yangu. Sogeza Maharagwe karibu mpaka upate eneo linalokufaa. Kuna wakati hakuna kitu kitakachofanya kazi na Loader ya Maharagwe itapendekeza kuoanisha tena kifaa. Kawaida kupitia mchakato wa kuoanisha tena kutarejesha unganisho. Lazima "Ondoa Kifaa" kabla ya kuoanisha upya.

Operesheni ya Loader ya Maharagwe iko wazi na imeandikwa vizuri kwenye wavuti yao. Ukiwa na Loader ya Maharagwe wazi, chagua kipengee cha menyu ya "Programu" kufungua mazungumzo ili kuvinjari faili ya Hex iliyotolewa kwenye hatua ya firmware ya hii inayoweza kufundishwa.

Mara tu firmware inapobeba, FUNGA Loader ya Maharagwe ili unganisho kati ya Loader ya Maharagwe na vifaa vya maharagwe imeshuka. Unaweza kuwa na muunganisho mmoja kwa wakati mmoja. Sasa fungua benchi ya kazi ya EvoThings na uanze mteja wa EvoThings kwenye smartphone au kompyuta kibao.

Unapobofya kitufe cha "Run", mteja wa EvoThings atapakia moja kwa moja ukurasa wa html kwa kipima joto. Bonyeza kitufe cha Unganisha kuungana na Maharagwe na unapaswa kuona hali ya joto ikionyeshwa. Mafanikio!

Hatua ya 8: Hitimisho

Ikiwa kila kitu kimejengwa na kusanidiwa kwa usahihi, unapaswa kuwa na mfumo wa kufanya kazi ambao utakuruhusu kufuatilia joto na uchunguzi 2, na pia kufuatilia joto la sensa ya BMA250 kwenye bodi ya maendeleo ya Maharagwe. Kuna zaidi ambayo inaweza kufanywa na EvoThings - Nimekuna uso tu kwa hivyo ninakuachia jaribio hili! Asante kwa kusoma! Ikiwa mambo yatakwenda vibaya, acha maoni tu na nitasaidia mahali ninaweza.