Revizija: 1.3
Datum: 12.01.2004. |
Ovaj
projekat je objavljen
u 52. broju časopisa InfoElektronika |
|
Uređaj je namenjen za Merenje temperature i relativne vlažnosti vazduha. uređaj se priključuje na PC računar posredstvom RS232 porta i prikaz merenih veličina se vrši isključivo na PC račuaru.
Fizički izgled senzora SHT11 |
Firma Sensirion predstavila je novi (http://www.sensirion.com) inteligentni senzor za merenje temperature i relativne vlažnosti vazduha koji je smešten u LLC kućište vrlo malih dimenzija, 7x5x3 mm! Ovaj fabrički kalibrisan merni senzor realizovan je u CMOS tehnologiji i sadrži dva kalibrisana senzora, za merenje relativne vlage i temperature, 14-bitni A/D konvertor i 2-zicni komunikacijski interfejs. |
Opis uređaja:
Svako ko je do sada pokušao da u svom projektu vrši merenje relativne vlaznosti vazduha, naišao je na sledece probleme:
A/D interfejs i eksterno kolo: Vecina senzora pretvara vlaznost vazduha u parametre kao što su napon, kapacitivnost ili otpornost. Samim tim, postoji potreba za dodatnim kolima koja ce ove parametre pretvoriti u digitalnu informaciju potrebnu mikrokontroleru.
Temperaturna kompenzacija u tacki "rose": Veoma je korisno da unutar kucišta, zajedno sa senzorom vlage postoji i precizni termometar, kako bi se iskalkulisala tacka "rose" što preciznije, i nakon toga izvršila kompenzacija meraca vlage, ako je to neophodno. Obicno je za termometar potreban dodatni A/D interfejs.
Kalibracija: Kovertori vlaznosti u digitalni parametar obicno zahtevaju inicijalnu kalibraciju. Kalibracione konstante se razlikuju od primerka do primerka i obicno se dobijaju pri kupovini senzora. Njih je potrebno ukljuciti u program mikrokontrolera. Ukoliko se desi da je potrebno zameniti senzor vlage postupak kalibracije se, uglavnom, mora ponoviti za novi koji se ugraduje na njegovo mesto.
Montiranje, zaštita, i vreme odziva: Sam po sebi senzorski element mora biti izlozen uticaju vlage i temperature, ali elektronika i ostatak kola mora biti dobro zašticena od ovih uticaja kako ne bi došlo do otkazivanja uredaja. Senzori koji se mogu naci, uglavnom mogu da izdrze ovakve uslove rada ali na uštrb, vremenskog odziva.
Nakon posete sajtu firme Sensirion zakljucili smo da senzori koje je proizvela ova firma prevazilaze vecinu navedenih problema. To je inteligentni senzor koji istovremeno meri i vlaznost i temperaturu. Dolazi u malom pakovanju, a u sebi ima implementiran i A/D konvertor. Kalibracione vrednosti su smeštene unutar interne OTP memorije, a dobijene su fabricki pri procesu proizvodnje, u komori poznate vlaznosti. Sve što preostaje korisniku je da preko 2 - zicnog interfejsa procita parametre izmerene temperature i vlaznosti, i uz malo matematike dobije zeljene merene vrednosti u °C ili F za temperaturu ili u % za relativnu vlaznost.
Sve ostale podatke o ovom senzoru mozete naci u pdf dokumentu na sajtu proizvodjaca. Mi cemo ovde predstaviti prakticnu realizaciju kucnog meraca vlage i temperature gde se akvizicija vrsi na PC racunaru uz pomoc spoljnog mikrokontrolera AT90S2313-10PI.
Senzor mikrokontroleru ili nekom drugom centralnom uredjaju šalje informacije putem modifikovanog I2C interfejsa nazvanog Sensibus, a blok šema povezivanja senzora SHT11 sa mikrokontrolerom, prikazana je na Slici 1.
|
Slika 1
Princip povezivanja senzora SHT11 na mikrokontroler |
Zadatak mikrokontrolera je da komunicira sa senzorom, izvrši akviziciju trenutnih vrednosti temperature i vlaznosti, zatim te podatke prosledjuje PC racunaru preko RS232 porta i konacno PC racunar procitane podatke kalkuliše u temperaturu (°C ili F), odnosno relativnu vlaznost (%) i prezentuje ih na vizuelno lep nacin.
|
Slika 2
Električna šema veza, za detaljeu PDF obliku kliknite na sliku
Ovde možete preuzeti zip arhivu sa nacrtima štampanih pločica
PCB.zip |
PC Software:
Program na PC računaru zadužen je da komunicira sa mikrokontrolerom i da vrši određena proračunavanja i eventualno linearizaciju merenja relativne vlažnosti i da te podatke prikazuje na monitoru računara. U novoj verziji softvera moguća je i akvizicija merenih veličina.
|
Slika 3
Izgled PC programa ver1.0
Ovde možete preuzeti zip arhivu sa programom za PC ver1.0 |
Nova verzija softvera za PC računar:
|
Slika 4
Izgled PC programa ver3.0
Ovde mozete preuzeti zip arhivu sa programom za PC ver3.0 (datum Januar, 2004) |
Firmware:
Softver u samom mikrokontroleru vrši komuniciranje
sa senzorom i te podatke zatim šalje ka PC računaru.
Njega možete preuzeti sa ovog linka: SHT11-MCU.zip
Ukoliko ima nekih nejasnoca javite se na: npejcic@epraktikum.iz.rs