Automaatio Ranchila

Ajattelin rakennella hieman automaatiota Ranchille. Ajatuksissa siis jotain sellaista, että näkisin huoneitten lämpötiloja yhdestä paikasta kootusti, saisin esim saunankiukaan päälle vaikka etänä, myös kylpyhuoneen lattialämmityksen hallinta olisi kiva saada automaation perään. Pidän lämpötilan talvella noin 10 asteessa kylppärissä, mutta toisinaan olisi hyvä käyttää tila lämpimämpänäkin. Saunomisen yhteydessä poistopuhallin voisi pyöriä jonkin aikaa automaattisesti poistaen kosteutta. Klikkaamalla "saunon tänäviikonloppuna" voisi lattialämmitys olla 23 asteessa koko viikonlopun ja palata sitten 10 asteeseen. Valojen ohjausta älykoti -tyyliin ehkä, tai ainakin sammuttelua ettei unohdu suotta päälle. Liiketunnistimia myös! Kuumavesivaraajan ohjaus edullisemman sähkön mukaan, ja/tai käyttötarpeen mukaan. Pakkasvahti toimintoja ja varoituksia, miksei jokin häkävaroituskin. Eli jotain ihan hyödyllistä(kin) siis

Edelliseltä työpaikalta ostelin vanhoja logiikoita, niitä ajattelin hyödyntää tässä. Ja muuta automaatiorompetta, mitä kertynyt vuosien varrella.


eBaysta tilasin samoja komponentteja mitä Hallillakin tuli käytettyä. Koteloita, PT100 antureita, milliampeerilähettimiä. Kustannukset näille: Kotelo vähän alle 2€/kpl, lähettimet 2,97€/kpl ja anturit 1,48€/kpl, toimituskuluineen ja veroineen. Mitä noita valmiina paketteina joitain vuosia sitten katselin, niin 70€ taisi olla edullisimmat paketit ja tuskin on hinnat ainakaan laskeneet...


Lähetin sopii just tuonne koteloon. Nyt vain reikä anturille, anturi paikoilleen liimalla ja kaapelin läpivientivedonpoisto kylkeen niin lämpötila-anturi olisi valmis


Virittelin pylväsporakoneen niin että kotelo helppo vaihtaa tuohon ja reikä tulee aina juuri oikeaan kohtaan


Siinäpä niitä anturit paikoillaan, liima kuivumassa

Ei ole ketään valittamassa, niin tupa voi yhtäkkiä näyttää testilaboratoriolta esimerkiksi muutaman kuukauden ajan, heh


Joku muu vois pitää tuossa kukkia, tai vaikka hedelmäkoria. Mun mielestä tuohon sopii hyvin ohjelmointiläppäri ja pari logiikkaa


Edellisen työpaikan romuja. Nimenomaan romuja. Kaikki on poistettu käytöstä koska ei toimi. En tiedä mitä teen noilla, tuskin ikinä mitään, mutta on nuo niin hemmetin kalliita osia ettei vaan raaskinu roskiin pistää. Pitää tutkia, saisko jonku ees toimimaan, ees jotenki... Samoin nuo mitä ostin sieltä, ni oli nähtävästi sähköt päällä purettu kaapelit tai sitten jotain muuta pahaa tapahtunut, niin paljon on piirilevyillä folioita palanut... 500-1000€ kortti uutena, uhh...

Lämpötilalähettimet pitää kalibroida ennenkuin asentaa ne käyttöön. Ajattelin toteuttaa sen kahdella vastuksella.

Antureita tulee sisäkäyttöön, ajattelin niille alueeksi -10..+40 astetta(huoneet), -40..+40 astetta(ulkoilma) ja -10..+150 (sauna).
Pt100 anturi (IEC 60751, α = 0,00385):
* -40°C: noin 84,3Ω
* -10°C: noin 96,1Ω
* 0°C: 100,0Ω
* +40°C(38.6°C): noin 115,5Ω
* +100°C: noin 138,5Ω
* +150°C: noin 157,3Ω

Ajattelin ostaa E24 metallikalvovastussarjan eli tarkkuusvastuksia.
www.partco.fi/fi/elektroniikan-komponent...6-kit-025wrs600.html

Huonelämpöanturin lähettimen voisi kalibroida esim 97,6Ω ja 115Ω vastuksilla. Mutta voisinko tehdä kalibroinnin niin, että ylempi vastusarvo olisi "kiinteä" vastus, ja kalibroisin sen, ja sen jälkeen lisäisin rinnalle toisen vastuksen jolla vastusarvo laskisi alemmaksi, ja saisin kalibroitua alemman pisteen?

Huoneet: Jos ottaisi 115Ω vastuksen(100Ω ja 15Ω) ylemmän pisteen kalibrointiin(+38.6°C, lopullinen määräytyy toki mittaamalla) ja sen kaveriksi sitten alempi kalibrointipiste vaikkapa ~98,4Ω(-4.1°C):
1/R2= 1/98,4−1/115 ≈ 0,01016−0,00870 = 0,00146 ⇒ R2≈685Ω
Sarjasta löytyy 680Ω, joten sillä mennään.

Kaava virran laskennalle: I=4 mA+{T−(−10)/40−(−10)}⋅16 mA = 4+ {T+10/50} ⋅16 (piti käyttää hakasulkuja selkeyttämään lausetta)

Virtaviesti tuolla -4.1°C lämpötilaa vastaavalla vastusarvolla(98.4Ω) on I≈4+(5,9/50)⋅16≈5,9mA.
Logiikalla näkyvänä raakana arvona (raw) tuo on 1600..8000 asteikolla laskukaava menee näin:
Raw=1600+(I−4/20−4)⋅(8000−1600) = 1600+(I−4/16)⋅6400 = 1600+400⋅(I−4)
Eli Raw= 2360.

Ja taas 38,6°C lämpötilaa vastaavalla vastusarvolla 115Ω on I≈4+(48,6/50)⋅16≈ 19,6mA
Raw= 7840.

Ulkoilma: 115Ω vastus(100Ω ja 15Ω) ylemmän pisteen kalibrointiin(+40°C) ja kaveriksi rinnalle 300Ω (100Ω ja 200Ω) alemman pisteen kalibrointiin(–38,8 °C, 84,7Ω kun rinnakkain vastukset)
Alempi piste 4.24mA, Raw= 1696
Ylempi piste 19.72mA, Raw= 7888

Sauna: 100Ω → 0°C ja 100Ω+47Ω+10Ω = 157Ω → 149°C (tarkasti 157,31Ω =150°C).
Alempi piste 5mA, Raw= 2000
Ylempi piste 19.9mA, Raw= 7960

Huone: 3 vastuksella, 100, 10 ja 4.7, mitattuna 114.2Ω. Vastaa Pt100 anturin lämpötilaa +36.5°C. Virtaviestinä 18.9mA, Raw 7560.
Toinen vastus 683Ω, joka kytkettynä tuon 114.2Ω rinnalle tekee vastukseksi 97.8Ω, joka vastaa lämpötilaa −5.6°C. Virtaviestinä 5.4mA, Raw 2160.

Ulkoilma: 3 vastuksella, 100, 10 ja 4.7, mitattuna 116.4Ω. Vastaa Pt100 anturin lämpötilaa +42°C. Virtaviestinä 20mA, Raw 8000.
Toinen vastus 297Ω(100Ω ja 200Ω), joka kytkettynä tuon 116.4Ω rinnalle tekee vastukseksi 83.6Ω, joka vastaa lämpötilaa −42°C. Virtaviestinä 4mA, Raw 1600.
Jos olisi -40..+40, niin virtaviestit olisi 3.6mA..20.4mA. Menee alueen yli. Kalibroin sittenkin anturit tuolle -42..+42 alueelle, niin voi käyttää 4mA ja 20mA ääripäille.

Sauna: 3 vastuksella, 100Ω, 47Ω ja 10Ω, mitattuna 157.6Ω. Vastaa Pt100 anturin lämpötilaa +149.6°C. Virtaviestinä 20mA, Raw 8000.
Toinen vastus(paketti) 241.3Ω(220Ω ja 22Ω), joka kytkettynä tuon 157.6Ω rinnalle tekee vastukseksi 95.4Ω, joka vastaa lämpötilaa −11.9°C. Virtaviestinä 4mA, Raw 1600.

Huomasin että yleismittarini antaa 0.5Ω kun laittaa mittapäät yhteen. Eli kaikki vastusarvot on todellisuudessa tuon verran pienempiä. Laskin nopeasti, vaikutus on noin 2°C, eli kaikista arvoista pitää vähentää 2 astetta. Lämpötila logiikan mukaan +4, on todellinen +2. Virhe ei ole lineaarinen, mutta aika liki koko matkan tuo 2 astetta.

Laskin sitten kaikki uudestaan, oikeilla vastusten arvoilla.
Huone: 114.2Ω ja 683Ω(rinnan ≈97.8Ω) → korjatut 113.7Ω ja rinnan 97.3Ω. Vastaavat lämpötiloja -7°C ja 35.2°C. Virtaviestit 5mA ja 18.6mA

Ulkoilma: 116.4Ω ja rinnan 83.6Ω → korjatut 115.9Ω ja 83.1Ω. Vastaavat lämpötiloja -43.6°C ja 40,7°C. Virtaviestit 3.6mA ja 19.9mA

Sauna: 157.6Ω ja 241.3Ω → korjatut 157.1Ω ja 240.8Ω, rinnakkain 95.1Ω. Vastaavat lämpötiloja −12.7°C ja 148.3°C.Virtaviestit 3.7mA ja 19.8mA.


Kasasin vastukset valmiiksi paketeiksi ja juotin vastusten päät. Seuraavaksi pitäisi viritellä logiikka jossa analog in kortti esille, viritellä virtalähde ja milliampeerimittari kaapeleineen, niin pääsisi kalibroimaan lähettimet. Montakohan ulkoanturia ja huoneanturia tarvitsen..? Sauna antureita voisi tehdä 2kpl, jos sen navetan saunan sattuisi joskus saamaan myös kuntoon. Ja talliin+navettaan voisi laittaa noita ulkoantureita. Puolet ja puolet?

Saunoihin tulevat lähettimet on nyt kalibroitu. Ei ongelmia.



Kalibrointia, jotain kuvia jostain välistä... Saunan anturit?


Logiikan antamia arvoja




Huoneisiin tulevien lähettimien kohdalla tuli ongelmia. Span ei riitä(kalibrointi siis suoritetaan zero ja span ruuveilla, zero nollapiste(tai alempi kalibrointipiste haluttuun virtaviestiin) ja span vastaava ylempi piste). En mitenkään saa 18.6mA virtaa näillä vastuksilla. Kokeilemalla selvisi, että maksimi virta on 12.5mA vastuksillani. Piti laskea kaikki uudestaan, ja muuttaa lähettimen lämpötila-aluetta. Luulen, että löysin nyt sopivan alueen: -10..+86°C(tai aluksi -10..80 mutta kas yksi lähetin pääsi just ja just siihen. Ajattelin että pikkusen säätövaraa jäisi, jos alue ei kiristäisi joten +8 astetta). Vastukset pysyy samoina, alempi kalibrointipiste vastukset rinnan 97.3Ω vastaa −7,0∘C lämpötilaa, virtaviesti 4.5mA. Ylempi kalibrointipiste 113.7Ω vastaa 35.6∘C lämpötilaa, ja virtaviesti 11.6mA. Näin span ruuvi ei ole ihan ääriasennossa.


Kaikki 10 lähetintä kalibroitu. Vieressä 100€+alv anturi, ja noi mun kaikki tuossa kuvassa maksaa just 50€, toimituskuluineen. Hah.


Kaikki 10 anturia ruuvattu paikoilleen.
Seuraavaksi pitäisi kaapeloida. Tottakai pikkusen talon pohjakuvaa tutkin samalla kun antureita läiskin seiniin. Jokin kuva on miten nuo tulee. Oikeastaan vain makkareiden anturit, jotka kuvitelmissani menee keittiön vesijohtojen suojaputkissa, on kysymysmerkki. Saako sinne kaapelin?



Kaapeliakin ostin jo valmiiksi. Halvinta mitä löytyi paikallisesta liikkeestä, 0.75€/m