Wp sensor r13 что это

Нашёл невероятный датчик из России для умного дома. 7 функций одновременно, Xiaomi отдыхает

Wp sensor r13 что это. 2021 07 30 13.13.21. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-2021 07 30 13.13.21. картинка Wp sensor r13 что это. картинка 2021 07 30 13.13.21

Важной частью любого умного дома являются всевозможные сенсоры и датчики. Они позволяют автоматизировать ряд рутинных процессов, следить за состоянием помещения и его важными показателями.

Большинство производителей предлагают целую гору подобных датчиков, которыми в итоге обрастает каждое помещение умного дома.

Есть и альтернативное решение “все в одном”, а разработкой при этом занимаются наши ребята. Никакой китайщины, непонятных приложений без перевода и недоступных заграничных серверов.

Не смог пройти мимо такого интересного и многофункционального гаджета. Уже несколько месяцев устройство трудится в моем умном доме, заменив собой гору девайсов от разных производителей.

Что за коробочка WB-MSW-ZIGBEE v.3

Wp sensor r13 что это. 2021 07 30 13.12.56. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-2021 07 30 13.12.56. картинка Wp sensor r13 что это. картинка 2021 07 30 13.12.56

Отечественная компания Wiren Board с 2012 года занимается выпуском электроники для автоматизации, всевозможных датчиков и штук для умного дома. В арсенале присутствуют контроллеры для дома или офиса на Linux, всевозможные модули расширения, реле для управления электроникой, электрические счётчики, датчики и прочее.

Большая часть устройств разрабатываются для установки в распределительных щитах с креплением на DIN-рейку, а контроллеры и датчики предполагают проводное подключение. Такие средства автоматизации наиболее уместны на стадии ремонта с возможностью прокладки кабеля в любую точку дома или квартиры.

Одним из самых интересных и многофункциональных устройств Wiren Board является комбинированный датчик WB-MSW v.3 (над названием я бы ещё поработал). Собственная разработка и настоящая гордость компании. Один корпус разрабатывался около года с большим количеством образцов, заказом пресс-форм из Китая, печатью прототипов на 3D-принтере и литьём в силиконовые формы.

Предусмотрено все до мелочей. Толщина корпуса оперлась в самый “толстый” элемент СО2-сенсор, для удобства монтажа предусмотрен вырез под кабель-канал, чтобы скрыть неровный срез при таком способе подключения, плата отделена специальной защитой от монтажных отверстий, чтобы избежать случайного замыкания контактов при установке. Крышку удерживает единственная защёлка на торце. Случайно нажать её пальцем не получится, нужна тонкая отвёртка.

Wp sensor r13 что это. 13.20.16. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-13.20.16. картинка Wp sensor r13 что это. картинка 13.20.16

Внутри компактной коробочки размером 83×83×20 мм присутствуют:

1. Датчик температуры и влажности. В ранних версиях устройства устанавливались более дешёвые китайские датчики, но их показатели сильно разнились от партии к партии, а через пару лет некоторые устройства начинали сильно занижать показания.

В итоге разработчики перешли на цифровой комбинированный T+RH датчик с индивидуальной калибровкой. Сам чип спрятан между разными слоями печатной платы, чтобы максимально защитить чувствительный элемент от воды, пыли или неаккуратного установщика.

2. Датчик освещённости. Это не простой фотодиод, которым комплектуется большая часть аналогов, а продвинутый сенсор с фильтром, повторяющим спектр чувствительности человеческого глаза. Датчик имеет максимально приближенные к реальным показатели, а не относительные люксы при разном типе освещения.

3. Датчик движения. И здесь применяется не самый простой и банальный модуль. PIR-датчик D203S охватывает угол обзора 120 градусов и покрывает площадь на расстоянии до 10 метров.

Сенсор умеет не только определять наличие движения, но и учитывать его интенсивность. Так можно программно задавать нужные пороги срабатывания, отсекая, например, домашних животных или движущиеся от сквозняка предметы интерьера.

4. Датчик шума. Используется микрофон и фильтры коррекции, которые максимально приближены к восприятию звуков человеческим ухом. Здесь тоже есть как дискретная фиксация шума, так и определение его уровня для более тонкой программной настройки нужной автоматизации.

5. Датчик углекислого газа. Применяются высокоточные модули Winsen MH-Z19B. Инфракрасный сенсор просвечивает воздух в помещении и измеряет снижение интенсивности свечения. Получается довольно точно определить процент CO2 в помещении. Результат гораздо точнее аналогичных электрохимических датчиков.

6. Датчик VOC. Для измерения используется газовый сенсор Sensirion SGPC3. Он реагирует на наличие в воздухе органических газов и испарений, определяя его чистоту. Так можно заблаговременно узнать об ухудшении качества воздуха дома или в офисном помещении.

Практически все датчики являются модульными и не распаяны на плате (привет ребятам из Apple). Это позволяет выпускать разные модификации устройства с различным набором сенсоров на борту и при необходимости даже апгрейдить уже имеющиеся модели.

Согласитесь, что это солидный набор сенсоров для довольно компактной и лёгкой коробочки. Но на этом преимущества и фишки не заканчиваются.

Какие бонусные фишки есть у гаджета

Wp sensor r13 что это. 13.20.11. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-13.20.11. картинка Wp sensor r13 что это. картинка 13.20.11

Одно из главных предназначений линзы на лицевой панели гаджета – рассеивание сигнала ИК-передатчика. Модуль WB-MSW имеет собственный приёмник, позволяющий обучить датчик сигналу любого ИК-пульта и 8 передатчиков для покрытия площади большой комнаты. Мощности хватит даже для отправки отражённого от стен и поверхностей сигнала.

Такой датчик позволяет заменить ИК-пульты управления от всех устройств в помещении. Устройство может быть запрограммировано на передачу сигнала телевизорам, кондиционерам, плеерам, проекторам и другой технике, “слушающей” ИК-диапазон.

Присутствует пара диодов для световой индикации. Можно включить зелёное или красное свечение, а при помощи команд по Modbus можно задать его продолжительность и интенсивность вспышек. Такая сигнализация может подсказать о превышении или понижении установленных порогов для любого из используемых датчиков.

Например, световая индикация может включаться при фиксации порогового значения CO2 в помещении, указывая на необходимость проветривания.

Есть достаточно громкая “пищалка” для звуковой индикации чего-либо. Гаджет может банально дублировать другие умные устройства в доме, ретранслируя, например, дверной звонок в дальние комнаты.

Как все это подключается к умному дому

Wp sensor r13 что это. IMG 3275. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-IMG 3275. картинка Wp sensor r13 что это. картинка IMG 3275

Как уже было сказано ранее, компания Wiren Board ориентируется в основном на проводные решения. Однако, успешная коллаборация с уже знакомым нам SprutHub позволила сделать гаджет более универсальным и избавиться от сигнального провода.

Так сенсор WB-MSW v.3 превратился в устройство WB-MSW-ZIGBEE v.3. Как понятно из названия, за передачу данных будет отвечать ZigBee модуль. Он напрямую подключается к хабу для умного дома SprutHub и сразу же пробрасывается в наш любимый HomeKit.

К сожалению, совсем избавиться от проводов не получилось. Большое количество датчиков и регулярный опрос гаджета хабом не позволяет питать его от батарей или аккумуляторов. Придётся располагать сенсор вблизи от розетки или предусматривать для его установки отдельный подрозетник. Зато вы получите дополнительный качественный репитер для расширения покрытия ZigBee.

Можно разместить гаджет вдали от основного хаба и он обеспечит хорошую связь для остальных умных устройств на данном протоколе.

Wp sensor r13 что это. 2021 07 30 13.13.44. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-2021 07 30 13.13.44. картинка Wp sensor r13 что это. картинка 2021 07 30 13.13.44

Устройство может комплектоваться как внешним блоком питания на 12\25 В в розетку, так и более компактным 18 В блоком для размещения в подрозетнике.

Если планировать установку такого мультисенсора на этапе ремонта, можно предусмотреть для него отдельное место на уровне торса человека или вовсе ближе к потолку комнаты. В уже существующий ремонт устройство можно вписать, заглушив одну из розеток или заменив пару одноклавишных выключателей одним двойным. Можно и вовсе расположить небольшую коробочку на полке, тумбе или в шкафу, скрытно подведя питание к месту установки.

Самое простое и быстрое решение предполагает прокладку кабель-канала к месту монтажа.

На данном этапе устройство представлено в одном дизайне и цвете. Верхнюю крышку вы всегда сможете самостоятельно покрасить в один из тонов своего интерьера, а вот альтернативный дизайн придётся подождать. Разработчики обещают при наличии интереса к устройству выпустить несколько альтернативных вариантов оформления.

Как гаджет пробрасывается в HomeKit

В разработке гаджета участвуют ребята из команды SprutHub, а значит устройство полностью совместимо с их модулем управления. Новый хаб находится на финальной стадии разработки и пока ещё не появился в продаже, сейчас все работает с самодельным хабом на основе “малинки” и стика ZigBee от Sprut.

Для активации режима сопряжения потребуется поднести любой магнит к задней поверхности устройства. После этого нажимаем волшебную кнопку поиска в приложении SprutHome и начинается магия. За несколько секунд все датчики и сенсоры залетают в приложение и “обживаются” в заданной комнате.

Wp sensor r13 что это. IMG 4720. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-IMG 4720. картинка Wp sensor r13 что это. картинка IMG 4720
Оцените наглядность отображения датчиков в SprutHome (слева) и приложении Дом (справа).

Здесь в очередной раз проявляется продуманность и лаконичность интерфейса отечественной программы. Посмотрите, как наглядно и информативно отображается информация в SprutHome в сравнении с приложением Дом от Apple.

В приложении HomeKit можно сразу же включать предложенные варианты автоматизации или настраивать свои сценарии при помощи наглядного редактора команд и скриптов. Здесь в очередной раз убеждаюсь, что в Купертино разрабатывают систему управления умным домом на … по остаточному принципу.

Wp sensor r13 что это. IMG 3E715AEDD126 1. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-IMG 3E715AEDD126 1. картинка Wp sensor r13 что это. картинка IMG 3E715AEDD126 1
Любой из датчиков может полноценно участвовать в процессе автоматизации

Взять, к примеру, настройку включения осветительного прибора кнопкой. Любое приложение для умного дома без проблем позволит задать на нажатие клавиши включение или отключение нужной лампочки или светильника. Но только не HomeKit.

Банальная кнопка воспринимается программистами из Apple либо включателем, либо выключателем. Следовательно, на нажатие можно задать или включение света, или его отключение. Интересно, так в Apple хотят, чтобы пользователи приобретали два выключателя к одной лампочке?

Выход из ситуации есть: нужно преобразовать автоматизацию в быструю команду, добавить условие и задать разные действия кнопки при каждом из возможных вариантов. Apple, вы серьёзно? Даже в приложении Mi Home от Xiaomi такая автоматизация настраивается в два счета одним действием без условий и быстрых команд.

При помощи нехитрых манипуляций можно подключить гаджет к любимому голосовому ассистенту.

Siri из HomeKit будет работать сразу же после подключения, а для интеграции с Алисой от Яндекса нужно сделать следующее:

Wp sensor r13 что это. IMG 3576. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-IMG 3576. картинка Wp sensor r13 что это. картинка IMG 3576

1. Запустить приложения Яндекс (через него должен быть настроен голосовой ассистент Алиса).

2. Добавить новое устройство.

3. В поиске по производителю найти Sprut.Hub.

4. Авторизоваться в своей учётной записи Sprut.Hub.

5. Обновить перечень устройств.

Wp sensor r13 что это. IMG 7E28C2EDEAFD 1. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-IMG 7E28C2EDEAFD 1. картинка Wp sensor r13 что это. картинка IMG 7E28C2EDEAFD 1

Все датчики и сенсоры моментально “залетят” в приложение. Останется определить их в нужную комнату и можно запрашивать любой показатель умного дома через приложение или колонку с голосовым ассистентом.

Есть ли аналоги и сколько они стоят

Wp sensor r13 что это. aqara 04. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-aqara 04. картинка Wp sensor r13 что это. картинка aqara 04

Настолько крутого и мощного датчика “все в одном” нет даже в арсенале компании Xiaomi. Если захотите собрать нечто похожее, понадобится купить:

▪️ датчик температуры и влажности Aqara – от 1062 руб.

▪️ датчик освещённости Mijia – от 988 руб.

▪️ датчик движения Xiaomi – от 1100 руб.

▪️ датчик качества воздуха Qingping – от 5199 руб.

▪️ датчик качества воздуха VOC Tuya (в арсенале Xiaomi такой штуки нет, придётся подружить устройства через костыли) – от 1550 руб.

▪️ ИК-передатчик Mijia – от 1500 руб.

Даже при таком арсенале устройств у вас не будет датчика шума. Разместить этот солидный “зоопарк” в одном месте явно не получится, надо распихивать устройства по углам и щелям. Сложнее всего будет подружить все устройства и настроить нужные сценарии автоматизации.

Как видите, суммарная стоимость аналогичного набора датчиков и сенсоров примерно сопоставима со стоимостью обозреваемой коробочки от Sprut и Wiren Board. При этом получите один компактный гаджет, который покроет все потребности в автоматизации одного помещения.

Представьте на минутку, сколько времени бы вы потратили на подключения и проброс представленных выше гаджетов от Xiaomi и других производителей в их родные приложения и программу Дом от Apple.

Чем такая штука будет полезна в умном доме

Wp sensor r13 что это. 2021 07 30 13.12.40. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-2021 07 30 13.12.40. картинка Wp sensor r13 что это. картинка 2021 07 30 13.12.40
Так вписали в ремонт новый гаджет первые энтузиасты-тестировщики. Фото взяты из закрытого чата тестеров устройства.

Во-первых, комбинированный датчик позволяет получать множество необходимых данных о комнате в умном доме. Температурные показатели подскажут, когда пора включать отопление или лучшее время для активации кондиционера. Данные о влажности воздуха позволят вовремя подключать увлажнитель или осушитель. Сенсоры качества воздуха VOC и CO2 напомнят о необходимости вовремя проветрить помещение.

Во-вторых, вы сможете перекрыть 99% сценариев для автоматизации в отдельном помещении умного дома. К уже упомянутым автоматизациям температурного режима и влажности получится добавить сценарии для управления освещением. Можно включать и отключать свет, активировать моторы для штор или ролеты с приводом.

Датчик движения позволяет активировать ночную подсветку, включать свет при входе в комнату и отключать его, когда никого нет поблизости.

В-третьих, устройство отлично заменяет простую сигнализацию. Необходимая база с переключателями режимов и настройками есть в самом хабе, а универсальный датчик будет триггером для срабатывания сирены. Можно настроить сценарии на фиксацию движения или срабатывание при определённом пороге шума.

В-четвертых, устройство может быть сигнализатором или дублёром для других умных приборов в доме. Звуковой или световой сигнал позволит узнавать о необходимости проветривания, слишком сухом воздухе или сработавшем дверном звонке.

В-пятых, гаджет с лёгкостью заменит горсть ИК-пультов дистанционного управления в доме. При помощи кнопки в приложении или голосового ассистента сможете включать телевизор, управлять его громкостью или переключать каналы. Можно настроить включение или отключение кондиционера и управление другими устройствами по ИК.

Получится даже настроить устройство и связать с Алисой по такому принципу.

В-шестых, данная штука из коробки полностью совместима с одним из лучших хабов для умного дома отечественного производства. Все подключается за минуту и сразу же пробрасывается в HomeKit. Управлять можно при помощи любого удобного приложения или привычного голосового ассистента.

В итоге гаджет пригодится практически в любом умном доме и сможет заменить сразу несколько других устройств, которые пришлось бы искать в арсенале разных производителей.

Источник

Ответственный подход к измерению относительной влажности

Этой статьей мы продолжаем рассказывать о датчиках от швейцарской компании IST. Не так давно были опубликованы посты о датчиках электрической проводимости воды и датчиках скорости потока жидкостей и газов, сегодня очередь дошла до относительной влажности.

Статья посвящена высокоточным датчикам серии HYT. Приводится описание устройства датчика и чувствительного элемента, подробно разбирается порядок сопряжения датчика с микроконтроллером, приводится пример разработки.

1. Обзор

Стандартные модели HYT — это три датчика для измерения температуры и относительной влажности, построенные на базе одного и того же чувствительного элемента, но выполненные в разных корпусах.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

О других вариантах корпусировки поговорим ниже, а пока приведем основные характеристики датчиков HYT.

2. Чувствительный элемент

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loaderКак и большинство современных датчиков относительной влажности, датчики HYT имеют емкостный чувствительный элемент. Принципы работы преобразователей «влажность-емкость» и их преимущества описаны в огромном количестве источников, напомню главное.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

Емкостный датчик представляет собой керамическую подложку, на которой последовательно располагаются нижний проводящий электрод, абсорбирующий влагу полимер и верхний электрод. Выходная характеристика преобразователя определяется типом полимера, а также его толщиной и площадью:

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

εo — Электрическая постоянная. Мне лень даже приводить её значение, суть в том что оно является константой
εr — Диэлектрическая проницаемость полимера, изменяющаяся пропорционально количеству поглощенной влаги
A — Площадь полимера
d — Толщина полимера

В зависимости от назначения чувствительного элемента выпускаются преобразователи с различными характеристиками, выполненные на базе полимеров с различными параметрами.

Например, для метеозондов и некоторых других приложений важным требованием является высокое быстродействие. Сокращение времени отклика чувствительного элемента достигается за счет уменьшения толщины полимера, таким образом у датчика P14 Rapid обеспечивается время отклика менее 1.5 сек. Другой пример — датчики MK33, предназначенные для работы с маслами. Здесь за счет увеличения площади чувствительного элемента увеличивается крутизна выходной характеристики, а значит и разрешение датчика.

IST выпускает около десятка различных емкостных преобразователей. Интересующихся приглашаю пройти по ссылке на их обзор, а мы возвращаемся к цифровым датчикам HYT.

3. Структура датчиков HYT

Использование «голого» чувствительного элемента оправдано в очень немногих случаях. Как правило, проще и выгоднее использовать интегральный модуль, в котором помимо емкостного преобразователя уже предусмотрены датчик температуры, схемы термокомпенсации и обработки сигнала, а также цифровой или аналоговый интерфейс. Такие цифровые датчики имеют заводскую калибровку и не требуют дополнительной настройки.

Цифровые датчики температуры и относительной влажности производятся в разных ценовых сегментах. Датчик, подходящий под описание из предыдущего абзаца, может стоить и 2 доллара, и 150 долларов. Такая разница между дорогими и дешевыми датчиками объясняется тем, что цифровые датчики различаются не только точностью, быстродействием и повторяемостью результатов измерений, но и другими характеристиками, обеспечить которые не так просто. Это долговременная стабильность работы, возможность применения датчика при очень низкой или очень высокой влажности и устойчивость к воздействиям внешней среды. Чтобы понять, почему перечисленные характеристики оказывают большое влияние на стоимость компонента, обратимся к особенностям производства.

Одной из главных сложностей производства цифровых датчиков относительной влажности является несовместимость некоторых процессов производства емкостного чувствительного элемента и полупроводникового производства (создания КМОП-структуры, содержащей датчик температуры, схему обработки сигнала и т.п). Технологии не позволяют полностью сохранить характеристики емкостного преобразователя, если он выполнен не отдельно, а на той же подложке, что и полупроводниковая структура. Поэтому изготовление датчика, совмещающего емкостный элемент и цифровую схему, всегда подразумевает компромисс между стоимостью производства и характеристиками конечного изделия.

При производстве датчиков HYT емкостный SMD-преобразователь и интегральная схема изготавливаются отдельно друг от друга, отдельно тестируются, и только после этого устанавливаются на общей подложке и соединяются проводами.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

За счет уменьшения взаимного влияния ИС и емкостного датчика, использования почти не поглощающих влагу материалов, золотых проводников, а также применения других мер по повышению качества, на цифровом модуле удается добиться точности, близкой к точности отдельного преобразователя «влажность-емкость».

4. Калибровка датчиков HYT

Подобные модификации мало влияют на цену и сроки поставки и, что особенно приятно, доступны для малотиражных изделий.

5. Корпус датчиков HYT

Приведем описание датчиков серии HYT.

Самый простой модуль — HYT 271 — имеет размер 5 на 10 мм и состоит из емкостного преобразователя, залитой «кляксой» интегральной схемы и дополнительных конденсаторов. В отсутствии защитного фильтра достигаются максимальное быстродействие и минимальная цена.

Цифровой датчик HYT 221 имеет ту же начинку, что и HYT 271, но покрыт защитным фильтром, который позволяет использовать датчик в том числе при наличии брызг воды.

Датчик HYT 939 также отличается только типом защитного фильтра — компоненты помещаются под круглый металлический корпус, на верхней стороне которого расположено закрытое мембраной отверстие. Для заказа доступен модуль HYT 939, устойчивый к давлению до 16 бар.

В соответствии с требованиями заказчика могут быть изменены и структура, и габаритные размеры датчика. Вместо стандартного интерфейса I2C датчик может быть оснащен 5-выводным SPI, а дополнительно к цифровому интерфейсу могут быть добавлены дополнительные квазианалоговые линии. Выводы датчика могут быть удлинены, оснащены коннектором. Производятся датчики в специализированных корпусах, например как на фото.

Заказ датчиков с модифицированными размерами или нестандартной конфигурацией возможен в том числе для мелкосерийного производства.

4. Порядок сопряжения датчика и управляющего контроллера

Стандартным интерфейсом подключения датчика HYT к управляющему микроконтроллеру является шина I2C. Контроллер является мастером, датчик — ведомым узлом.

В аппаратных характеристиках интерфейса датчика нет ничего примечательного — поддерживаются скорости от 100 до 400 кГц и стандартный 7-битный адрес на шине. Адрес датчика по умолчанию — 0x28, адрес может быть изменен на значение от 0x00 до 0x7F. Данные передаются в режиме MSB, т.е. сначала идут старшие биты.

Не вижу смысла приводить описание порядка работы самой шины I2C. Также упускаю описание типовой схемы включения, требований модуля HYT по таймированию на I2C, описание процедуры смены адреса датчика. Всё это можно найти в википедии и документации.

Остановимся на процедуре сбора данных с датчика HYT — последовательности из двух команд для управления модулем.
В отсутствии запросов от микроконтроллера, датчик находится в режиме сна. По приходу команды ‚Measuring Request‘ (MR) он просыпается, начинает цикл измерений и формирует посылку с данными для управляющего контроллера. Подготовка данных занимает от 60 до 100 мс, после этого на датчик должна поступить команда ‚Data Fetch‘ (DF), по которой данные из выходного регистра датчика передаются на микроконтроллер.

Команда ‚Measuring Request‘ не подразумевает ни чтения, ни записи данных. Команда содержит только из заголовочного пакета — адреса ведомого узла и бита RW, выставленного в «0», т.е. на запись.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

Команда ‚Data Fetch‘ (DF) служит для чтения данных. В заголовочном файле содержится адрес датчика и бит RW, установленный в «1», т.е. на чтение.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

Максимальное количество байт, которые должны быть приняты на микроконтроллере — четыре. Первые два байта содержат данные об относительной влажности, третий и четвертый — о температуре.

Микроконтроллер может запросить только два первых байта (только данные о влажности) или три первых байта (данные о влажности и старшие биты значения температуры).

Обработка принятой посылки состоит в вычислении значений температуры и относительной влажности из входных данных. Сначала маскируются статусные биты, далее из полученных данных вычисляются абсолютные значения температуры и относительной влажности:

RH [%] = (100 / (2 14 — 1)) * RHвх
T [°C] = (165 / (2 14 — 1)) * Tвх — 40

5. Пример включения датчика HYT

От теории к практике. Рассмотрим задачу опроса датчика HYT с отладочной платы EFM32ZG-STK3200 от Silicon Labs, подробнейшее описание которой приводилось в одной из предыдущих статей.

В этот раз на отладочной плате нам понадобятся встроенный ЖК-дисплей, механическая кнопка и 20-контактный разъем, на котором доступны сигналы I2C, питание и земля.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

Подключаем линии в соответствии с распиновкой датчика и разъема платы.

Для работы шины I2C на обеих её линиях должны быть предусмотрены подтягивающие резисторы. В документации на датчик HYT указаны номиналы 2.2 кОм, и превоначально схема была собрана с использованием двух отдельных сопротивлений. Однако в процессе отладки выяснилось, что для опроса датчика, подключенного на короткие выводы, достаточно использовать встроенные подтягивающие резисторы микроконтроллера EFM32. Их номинал равен 40 кОм.

Wp sensor r13 что это. image loader. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-image loader. картинка Wp sensor r13 что это. картинка image loader

В данном случае датчик питается от линии питания МК (3.3 В), но допустимы и пятивольтовые уровни.

Для работы с отладочной платой EFM32ZG-STK3200 используется среда Simplicity Studio — платформа, содержащая IDE, примеры программ, документацию и различные утилиты для разработки приложения. Её описание также можно найти в предыдущих статьях, здесь я просто скажу что это бесплатная программа, которую SiLabs распространяет для работы с SiLabs-овскими же контроллерами.

При создании программы используется готовый драйвер I2C от SiLabs и библиотека glib, предназначенная для работы со встроенным на плану ЖКИ. Для коммуникации с дисплеем используются интерфейс SPI и часы реального времени, однако работа с этим модулями скрыта в недрах glib.

Программа реализует простейший аглоритм опроса датчика HYT — по нажатию на кнопку PB1 мы получаем от датчика данные о температуре и влажности, пересчитывам полученные значения в градусы Цельсия и проценты и выводим их на экран. В случае, если при приёме данных произвошла ошибка, выводится соответствующее сообщение.

Wp sensor r13 что это. VGCd4PY. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-VGCd4PY. картинка Wp sensor r13 что это. картинка VGCd4PY Wp sensor r13 что это. CHwuMoh. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-CHwuMoh. картинка Wp sensor r13 что это. картинка CHwuMohWp sensor r13 что это. CBgmkUM. Wp sensor r13 что это фото. Wp sensor r13 что это-CBgmkUM. картинка Wp sensor r13 что это. картинка CBgmkUM

Полные исходники программы доступны наgithub. Ниже разберем лишь ту часть программы, которая имеет отношение к опросу датчика, т.е. к коммуникации по I2C.
В основном используются стандартные функции библиотек от Silicon Labs — основной пакет em_i2c и его надстройка i2cspm.

Для коммуникации с датчиком, т.е. реализации команд Measuring Request и Data Fetch, служат одноименные функции.

Каждая из них содержит операции по формированию пакета для I2C и команду отправки пакета. Для формирования пакета используется структура типа I2C_TransferSeq_TypeDef, содержащая адрес датчика, значение бита RW, и формат регистров для приема (buf[0]) и передачи (buf[1]) данных по I2C.

Функция performDFCommand, помимо указания на прием четырехбайтного пакета с записью данных в массив I2CdataToRead, содержит алгоритм обработки принятой посылки. В результате преобразования в переменные temperature и humidity записываются искомые значения.

При работе с готовыми библиотечными функциями для I2C от SiLabs существует два основных способа испортить себе жизнь:

Способ 1: Посчитать, что в HYT_ADDR следует записывать 0x28, т.е. указанный в документации адрес датчика.
Напомню, что адрес на шине I2C — это семь бит, т.е. под 0x28 в документации подразумевается 010 1000. Логично было бы дополнить это число старшим битом «0» и всё ещё имееть 0x28, однако библиотечная функция почему-то считает, что адресом являются не младшие, а старшие 7 бит. Таки образом, вместо
следует указывать
или

Способ 2: Посчитать, что I2C_FLAG_READ — это «0», а I2C_FLAG_WRITE — это «1», что предусмотрено протоколом шины. То есть на самом деле всё так и есть, в заголовочном байте посылки I2C предусмотрен один-единственный бит RW, который выставляется в «0» для записи данных и в «1» для чтения данных. Однако в недрах библиотеки em_lib прячутся вот такие коварные дефайны:
Так что не стоит при формировании структуры I2C_TransferSeq_TypeDef выставлять нули и единицы самостоятельно.

В остальном претензий к em_i2c и другим пакетам em_*** не возникало.

Между вызовами функций performMRCommand() и performDFCommand() должна быть предусмотрена задержка, за которую датчик формирует посылку с результатами измерений.

Функцию ReceiveDataAndShowIt(), выполняющую опрос датчика и вывод результатов измерений, мы вызываем из обработчика прерываний, который приведен ниже.

Здесь важно отметить, что данная программа выполняет весьма тривиальную задачу. Для измерения температуры и влажности воздуха, которые почти не изменяются во времени, подойдет любой недорогой датчик.

Выдающиеся характеристики серии HYT гораздо лучше иллюстрируются в динамике. На приведенном ниже видео показано насколько быстро датчик HYT-271 откликается на изменение влажности воздуха.

Если вы имели честь когда-нибудь наблюдать с какой скоростью реагирует на изменения влажности условный DHT22, то, конечно, почувствуете разницу.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *