MĚŘENÍ TEPLOTY S DS18B20 A PŘENOSEM S CC1101
Vlastimil Vágner
Přípravek umožňuje měření teploty se
senzorem DS18B20 a bezdrátový přenos RF moduly CC1101 433.92Mhz s využitím
Arduino Nano, jde o jednoduchá zapojení dvou modulů s vyhodnocením na
monitoru počítač PC. Přípravek rozšiřuje zapojení s moduly CC1101 uveřejněná
v [1].
RF MODULY CC1101
Moduly se hodí na bezdrátový přenos na delší vzdálenosti je však nutné použít vhodnou anténu tato ovlivňuje celkový dosah, napájení modulu a datový přenos je o napětí 3.3V a nikdy se nesmí překročit. Další popisy k cc1101 modulům jsou v „sekci“ další články v [1].
POPIS PŘÍPRAVKU
Schéma zapojení přípravků pro měření teploty je na Obr.č.03 na Obr.č.04 a Obr.č.05, na Obr.č.01 je celkové zapojení zdroje na Obr.č.02 je celkové propojení Arduino Nano převodníku napěťových úrovní a modulu cc1101 433.92Mhz, na Obr.č.03 je schéma zapojení vysílače s připojeným senzorem DS18B20. Dále je připojený převodník napěťových úrovní z 5V na 3.3V, RF modul cc1101 a Arduino Nano které je osazeno pro testování v IO shieldu ze kterého je napájena napětím 5V polovina napěťového převodníku, senzor DS18B20 a napětím 3.3V druhá polovina napěťového převodníku a samotný RF modul cc1101. Z IO shieldu je pak napájena led dioda D1 která signalizuje komunikaci SPI mezi modulem cc1101 a Arduino Nano, dále je osazena led dioda D2 která signalizuje poruchu senzoru DS18B20. Uvedené led diody jsou nízkopříkonové o průměru 3mm, při testování zapojení a programu pro vysílač stačí přípravek napájet programovacím kabelem zapojeným do Arduino Nano a napájet zdrojem pro dobíjení telefonu. Při trvalém používání přípravků je nutné napájení vysílače i přijímače ze zdroje podle Obr.č.01 a oba moduly mít zapojené podle Obr.č.02, bližší popis zdroje je v sekci „další články“ popsané v [1]. Při testování programu pro vysílač není přípravek připojen k počítači a pracuje bez jeho připojení, pokud chceme zjistit zda senzor funguje a program vysílá naměřenou hodnotu je možné připojit přípravek vysílače k počítači ze kterého ja pak také napájen a na monitoru sledovat naměřenou teplotu.
Na Obr.č.04 je schéma zapojení přijímače který je opět napájen z programovacího kabelu který je připojený k počítači PC, přijímač je tvořen IO shieldem s použitým Arduino Nano. IO shield opět napájí napětím 5V jednu polovinu napěťového převodníku a napětím 3.3V druhou polovinu napěťového převodníku společně s RF modulem cc1101. Současně je z IO shieldu napájena i signalizační led dioda pro signalizaci SPI mezi modulem a Arduino Nano při trvalém používání přípravků je nutné jejich napájení za zdroje podle Obr.č.01 sledování dat je možné v jakémkoliv sériovém terminálu tak že není při sledování záznamu teploty mít otevřené IDE pro programování Arduino.
Na Obr.č.05 je schéma zapojení přijímače který je napájen ze zdroje podle Obr.č.01 ze kterého je napájen i IO shield konektorem 5.5/2.1 pro napájení Arduino Nano, zdroj podle Obr.č.01 napájí napětím 5V jednu polovinu napěťového převodníku a napětím 3.3V druhou polovinu napěťového převodníku společně s RF modulem cc1101. Z IO shieldu je napájena signalizační led dioda D1 pro signalizaci komunikace SPI mezi modulem cc1101 a Arduino Nano jde o nízkopříkonovou led diodu průměru 3mm. Pokud je přijímač takto napájen je nutné pro komunikaci mezi přijímačem a počítačem použít převodník USB/COM – TTL například CH340. NIKDY SE PŘI NAPÁJENÍ EXTERNÍM ZDROJEM NESMÍ PROPOJIT PROGRAMOVACÍM KABELEM DESKA ARDIONO NANO (NEBO ARDUINO UNO) S POČÍTAČEM!. Převodník USB/COM je připojen na desce IO shieldu na PIN D4 (RXD), PIN D5 (TXD) a GND, pro zobrazení dat na monitoru PC je možné použít jakýkoliv sériový terminál. V adresáři POČÍTAČ jsou programy pro sériovou komunikaci s moduly součástí jsou i popisy k programům v PDF, uvedené knihovny musí být ve stejném adresáři jako uvedené programy.
PROGRAMY
Programy pro Arduino Nano jsou uloženy v podadresáři ARDUINO jsou celkem tři, v podadresáři VYSÍLAČ_DS18B20 je program pro vysílač s názvem vysílač_DS18B20.ino v programu je možné si při kompilaci zadat jinou časovou hodnotu mezi odečty zde je navolena hodnota 10 vteřin. Program je možné si upravovat dle vlastní potřeby jde o velice jednoduchý program. Druhý program je v podadresáři PŘIJÍMAČ_DS18B20 zde je program přijímač_DS18B20.ino pro načítání hodnot ze senzoru program se použije při testování kdy je přípravek přijímače napájen z programovacího kabelu pro Arduino Nano připojeného k počítači. Tento program je také velice jednoduchý a je možné si jej upravovat dle vlastních požadavků. Třetí program je v podadresáři PŘIJÍMAČ_DS18B20_CH340 zde je program přijímač_DS18B20_CH340 tento program je nutné použít při napájení modulu přijímače podle Obr.č.01 a použití převodníku USB/COM – TTL. Opět jde o velice jednoduchý program který je možné si upravovat dle vlastních požadavků. Uvedené programy pro Arduino Nano používají knihovny SPI.h, CC1101_SRC_DRV.h, ONEWIRE.h, DALASTEMPERATURE.h, SOFTWARESERIAL.H.
SCHÉMATA ZAPOJENÍ
zapojení modulu vysílače se senzorem DS18B20 napájení z kabelu ze zdroje pro telefon
zapojení modulu přijímače napájení z kabelu počítačem signalizace SPI „OK“
kopie obrazovky s načítanými daty z přijímače
použité prameny:
[1] www.mojeelektronika.mzf.cz
technická dokumentace k modulům CC1101
bližší informace: