Meteo shield

Shield slouží k měření různých (meteorolických) veličin: teplota (až 3x), relativní vlhkost, atmosferický tlak a intenzitu osvětlení.

Měření teploty a vlhkosti obstarává digitální obvod SHT21 s níže uvedenými charakteristikami:

  • 0,04%RH (12bit) rozlišení relativní vlhkosti (RH - Relative Humidity)

  • přesnost relativní vlhkosti ±2%RH

  • měřený rozsah vlhkosti 0 až 100%

  • 0,01°C (14bit) rozlišení teploty

  • přesnost teploty ±0,3 °C

  • měřený rozsah teploty -40 až +125 °C (extended range)

Měření teploty a atmosferického tlaku zajišťuje rovněž digitálně řízený obvod MS5637 s následujícími charakteristikami:

  • měřený rozsah tlaku 10 až 2000 mbar

  • 0.11 až 0.016 mbar rozlišení tlaku

  • měřený rozsah teploty -40 až +85 °C

  • 0,01°C rozlišení teploty

  • přesnost teploty ±1°C

Součástí je také analogový obvod pro vyhodocování teploty ze senzorů typu PT1000. Poslední součástí je fotodioda se zesilovačem pro snímání intenzity okolního osvětlení.

Hardware

Zapojení X konektoru

X01

X03

X05

X07

X09

X11

X13

X15

USR

VBUS

PT1000

SDA

X00

X02

X04

X06

X08

X10

X12

X14

3V3

GND

LIGHT

SCL

3.3 V

GND

  • PT1000 - analogový vstup shieldu pro detekci odporu senzoru Pt1000

  • LIGHT - analogový vstup shieldu pro detekci intenzity okolního osvětlení

  • SDA a SCL - komunikace po I2C sběrnici se senzory

  • 3V - detekce 3.3 V napájení pro step-up regulátor

Konfigurace a zapojení

  • SJ1 - spojením se připojí analogový výstup pro detekci osvětlení

  • SJ2 - spojením se připojí analogový výstup pro měření teploty pomocí senzoru Pt1000

  • JP1 - konektor pro připojení senzoru Pt1000

  • R1 - nastavení citlivost senzoru osvětlení

  • D1 - detekční fotodioda senzoru okolního osvětlení

  • IC1, IC2 - integrované obvody pro měření tlaku, vlhkosti a tlaku

Schema

Software

#include "byzance.h"
#include "ms5637.h"
#include "SHT21_ncleee.h"
#include "DHT.h"
//initiate I2C for SHT21
I2C i2c(X07,X06);
SHT21 sht(&i2c);
AnalogIn light(X05);
AnalogIn pt1000(X04);
//initiate I2C for MS5637
ms5637 ms(&i2c);
//initiate AM2302 sensor
//DHT sensor(X10, AM2302);
/*
* konstanty pro vypocet odporu snimace Rt
*
* A - zesileni neinvertujiciho stupne
* R - ve schematu R4
* Rt = R*(1 - 4*(p - 0,5)/A)
*/
#define PT1000_A 3.2 //1+R6/R8
#define PT1000_R 1200 //R4
/*
* konstanty prevod Rt -> t
* linearizace prevodni tabulky pro Pt1000
* t = K*Rt + q
*/
#define PT1000_K 0.2616828 //umera
#define PT1000_Q -261.12319 //posun po ose y
Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX); // tx, rx
int rh, temp;
//int error;
float relHumidity, temperature;
int userRegister;
void init(){
pc.baud(115200);
ms.cmd_reset(); // reset MS5637
}
void loop(){
/*
* reading data from MS5637
* pressure and temperature
*/
float t = ms.calcTemp();
float p = ms.calcPressure();
float h=-1;
pc.printf("ms5637: t = %2.2f\t p = %4.f\t h= %2.2f\n", t,p,h);
/*
* reading data from SHT21
* temperature and humidity
*/
t = sht.readTemp();
h = sht.readHumidity();
p=-1;
pc.printf("sht21: t = %2.2f\t p = %4.f\t h= %2.2f\n", t,p,h);
pc.printf("light = %d\n",32768-light.read_u16());
static float filtered=0;
for(uint8_t i=0; i<16; i++){
float pom = pt1000.read();
float r = PT1000_R*(1-4*(pom-0.5)/PT1000_A);
t=PT1000_K*r+PT1000_Q;
filtered=t*0.2+filtered*0.8;
}
pc.printf("pt1000 tf = %f\n",filtered);
Thread::wait(100);
}