Пульт управления бани. Часть 2 — датчики и сенсоры

Пульт управления бани — вторая статья из серии посвященной автоматизации подготовки бани и контроля ее параметров. Здесь мы рассмотрим более подробнее детали, которые нам понадобятся для сборки пульта и всего модуля контроля.

Датчики температуры и влажности для контроля парилки

Для тех кто начал читать не с первой статьи привожу ссылку для того, чтобы полностью осознать суть построения системы управления баней или сауной

Прежде всего нас интересуют температуры в парилке и комнате отдыха. Именно они определяют комфортность пребывания в бане. Поэтому сразу поговорим о датчиках температуры. Как я уже упоминал в первой статье , мы будим использовать один универсальный датчик, который сочетает в себе сразу два измерительных прибора: измеритель температуры и измеритель влажности. Выглядит это крошечное устройство как на картинке  и обладает оно такими характеристиками (в зависимости от модели может быть в корпусе):

• Пределы измерения Т (0С)  =  -40 — +125 0С;
• Измерение влажности H      =  0-100 %;
• Питание — 3,3-5В  или напрямую от контроллера;
• Размер                                        = 35*22 мм;
• Протокол связи :                         I2С

Указанный выше датчик подсоединяется к  одному из цифровых входов контроллера, и два контакта — для напряжения питания. Цена вопроса: 0,5-0,8$ в Китае

Контроль температуры в комнате отдыха может производиться не комбинированным датчиком, а обыкновенным, который может выглядеть также или как на фото справа. Такой датчик подключается к аналоговому входу контроллера. Как вы заметили я начал разговор не с главного — контроллера, а с датчиков. Их количество, их тип (аналоговый/цифровой) и количество исполнительных механизмов будут определять модель контроллера, который можно выбрать в самом конце. Контроллеры для пульта управления баней на платформе Arduino  отличаются между собой различным количеством цифровых входов/выходов  для сенсоров и подключаемых внешних реле. Датчик на фото справа снабжен наконечником для помещения во влажную среду.

[sam id=»3″ codes=»true»]

По большому счету на этом можно было бы закончить выбор основных датчиков, но уж больно велик соблазн подключить еще один важный датчик — измеритель содержания СО2 в воздухе. Это основной параметр влияющий на то как нам легко дышится в горячей парилке бани. Следить этот датчик будет за такими параметрами (с точностью — 10%):

• Допустимый уровень СО2 в воздухе — < 600 ppm;
• Концентрация свыше 1000 ppm — нарушение мировых стандартов;
• Концентрация  от 1000 — 2500 ppm — причина усталости, вялости, сонливости  и, иногда,  головной боли;
• Воздух считается не свежим при таких дозах СО2 :  600 — 1000 ppm;
• Легкое отравление, тошнота, рвота — при 30000 ppm;

Параметры датчика углекислого газа в парилке

• Напряжение питания: 5V (На примере датчика  DFRobot);
• Диапазон измерения : 350-10000 (различен у разных моделей);
• Интерфейс выхода: Аналоговый;
• Один цифровой выход;
• Размер: 32x42mm;
• Подключение : 3-мя проводами

Пожалуй, важный недостаток его — стоимость это датчика равна стоимости всех остальных устройств пульта управления вместе взятых, но можно поискать и дешевые. Самые распространенные модели, это: MG811, TGS4161 с ценой в Китае от 36$.

Контроль атмосферного давления

Если Вы решили полностью владеть ситуацией и понимать как поведет сегодня себя ваш организм в бане, то в пульт управления можно подключить и датчик барометр. Это позволит принимать правильное решение по продолжительности проведения времени в парилке для людей склонных к зависимости от атмосферного давления. Повлиять на давление мы ни в бане ни в сауне не сможем, но контролировать ситуацию — возможно, тем более что такой сенсор увеличит стоимость проекта всего на 2,5$ (для модели BMP180) .

К примеру, барометр — датчик атмосферного давления BMP180 обладает такими характеристиками:

• диапазон значений: 300 — 1100 гПа (9000 … -500 метров над уровнем моря)
• чувствительность-разрешение 0.03 гПа / 0.25 м
• диапазон єксплуатации при  температурах: -40 to +85°C (точность +-2 град)
• протокол управления : шина  I2C
• напряжения питания: 1.8 — 3.6В
• потребление в режиме сна: 0,1 мкА

Интересно отметить что данный сенсор покажет на вашем умном дисплее и высоту на уровнем моря и температуру! Этот же датчик используется в авиамоделях для определения высоты полета с точностью до 1 м. Отличная игрушка за такие деньги.

Для тех кто уже начинает бояться проекта сообщаю, что в большинстве случаев вместе с датчиками легко найти готовые программы их применения.

Управление печью в бане с помощью датчика пламени

• Датчик огня детектирует  огонь или другой свет с длинной волны 760 — 1100нм на расстоянии 20 см  ~ 100см .
• Рабочий угол обнаружения источника —  60 градусов.
• Рабочая температра: т -25 до 85 градусов Цельсия
• интерфейс: аналоговый
• питание: 5Вольт

Пессимистам предлагаю просто без описания посмотреть, как работает датчик пламени или огня, а заодно понять, как просто собирается колнструктор на платформе Ардуино, который позволит вам самостоятельно собрать пульт управления баней.

Теперь можно на основании характеристик датчиков подсчитать, что их подключения, кроме стандартных двух контактов напряжения питания , понадобится 4-6   цифровых/аналоговых входов контроллера. А их  — входов/выходов у самых простых и дешевых моделей — 20 шт. Подойдет любая простая и недорогая модель контроллера за 3-5 баксов. Например самая распространенная модель: Arduino UNO R3(на фото ниже). Если использовать датчики с универсальной шиной подключения  I2C, то  все датчики можно соединить 4 проводниками последовательно .

Программируется такой контроллер через настольный компьютер с помощью удобной программы. Информацию можно выводить на различного типа дисплеи. Но об этом мы поговорим в следующей статье. В статью не включен еще два  популярных датчика: Датчик присутствия и датчик освещенности. Это можно будет обсудить на форуме где и задать интересующий вас вопрос.

 

Все датчики , которые я вспомнил  -источники получения информации. О том как обрабатывать информацию знает контроллер пульта. Мы его научим принимать правильные решения на основании данных о температуре, углекислом газе и других параметров. А  пока, паримся в ручном режиме. С легким паром!