Cyfrowy pomiar temperatury w skrzyniach

[roblat]

Pisałem na forum Niewiadówek, ale umieszczę również tutaj...

 

Witajcie
Chciałem się z Wami podzielić problemem, który planuję rozwiązać w najbliższych dniach.
Otóż jakiś czas, podczas zlotu k.pl nad Jeziorem Żywieckim, przy temp. ok 0C, nad ranem okazało się, że mam od spodu wilgotne materace. Uprzedzając pytanie - mam już tyle lat, że się nie moczę
Poszperałem nico w sieci i okazało się, że temat już kilka razy pojawił się na różnych forach.
Przyczyną takiego stanu rzeczy jest różnica temp. pomiędzy szybko nagrzanym wnętrzem przyczepy a bakistami (kuframi, skrzynkami czy jak je tam nazwać) do których dostępność ciepłego powietrza jest niewielka.
Jak rozwiązać ten kłopot? Ano np. tak jak zrobił Heniu (zundapp600) czyli wykorzystać truma vent i poprowadzić rury z ciepłym powietrzem przez kufry a wyloty powietrza umieścić na bocznych, pionowych ścianach skrzyń, dzięki czemu ciepłe powietrze ogrzewa kufry oraz dmucha pod stolik.
Jestem bardzo ciekawy jak będzie się zachowywała temperatura wewnątrz skrzyń w trakcie pracy trumaventu.

Aby to  naukowo sprawdzić przygotowałem 6 czujników temperatury DS18B20 (dolutowane kable, czujnik i łączenie z kablami zabezpieczone rurką z tworzywa sztucznego, całość zabezpieczona żywicą). Planuję je umieścić wewnątrz skrzyń, w  kilku newralgicznych miejscach i korzystając z raspberry PI rejestrować zmianę temp w funkcji czasu. Od trumy pociągnę (w jednym kawałku, bez żadnych wylotów) rurę która będzie prowadzona w miejscu połączenia podłogi z pionowymi ścianami, w skrzyni  po lewej następnie wzdłuż tylnej ściany i dalej w prawej skrzyni, aż do szafki kuchennej, gdzie będzie wywiercony otwór i zamontowany wylot.
Interesuje mnie:
- czy wystarczy samo nagrzanie rury (bez żadnych otworów) aby podnieść temp wewnątrz skrzyń?
- jaki jest spadek temp. w zależności od odległości od pieca?
- ile potrzeba czasu aby zrównoważyć temp. w skrzyniach z analogiczną wewnątrz przyczepy?
- jak szybo wychładzają się skrzynie po wyłączenia pieca?

Kilka fotek przygotowanego zestawu badawczego z próbnym odczytem temp.

 

Zgodnie z obietnicą - relacja z pomiarów temperatury w skrzyniach N132.

Rano, po dyżurze udałem się do sklepu i kupiłem rurę trumy 65 mm do rozprowadzania ciepłego powietrza. Z kalkulacji wynikało, że będę potrzebował ok. 5 m. Docelowo w/w rura (w jednym kawałku) miała być poprowadzona od truma ventu, przez otwór w ścianie skrzyni  (a wcześniej szafy, rzecz jasna) do jej wnętrza. Dalej wzdłuż ściany, przy podłodze do końca i dalej pod kątem 90 stopni wzdłuż tylnej ściany, tam kolejny zakręt i do przeciwnej skrzyni. Po dotarciu do jej końca, ostatni zakręt i przez otwór w skrzyni zaopatrzony trumowskim zamykanym wylotem (jak na fotce poniżej) na zewnątrz skrzyni, pod stolik. Reasumując, nowo nabytą rurą prawie, że zamknąłem kółeczko.


Po posprzątaniu całego syfu, który się wziął nie wiem skąd, zająłem się rozplanowaniem lokalizacji czujników. I tak:
- 1 wystawiłem na zewnątrz
- 1 umieściłem w łazience,
- pozostałe 4 w skrzyniach (vide fotki) - numeracja liczona od lewej czyli 1 najdalej od pieca, 4 tuż przy
 



 
Po spięciu wszystkiego do kupy i podłączenia się do raspberry pi zacząłem pomiary.
 


Zaplanowałem pomiary wg schematu:
- nadmuch trumy ustawiony  na 3,
- grzanie trumy ustawione na max (nieco zmarzłem walcząc z rurą i układaniem czujników),
- otwarte oba wyloty powietrza (czyli ten w łazience i ten nowy, zamontowany na ścianie pionowej skrzyni, z nadmuchem pod stolik),
- podczas pomiarów drzwi do łazienki zamknięte,
- co 15 min pomiar temperatury w określonych lokalizacjach
- w 45 min zamykamy wylot w łazience
- w 75 min zamykamy wylot pod stołem
- w 90 min wyłączamy trumę (grzanie) i otwieramy  wylot pod stołem, nadmuch wciąż włączony
- ocena wychłodzenia w kontrolnych pomiarach w 105 i 120 minucie
- w 120 min. wyłączenie nadmuchu
- no i na koniec, w 135 min pomiar już po wstawieniu przyczepy do garażu

Teraz to co najciekawsze.... wyniki
W stopniach C, z dokładnością do 3 miejsc po przecinku.


Podsumowanie i wnioski w opracowaniu...

[OnionSkin]

Porządny system operacyjny to i układ działa

 

 

Edit:

Uuuuuupsss - to po putty idzie

A myślałem że to linuksowa konsola.

Edytowane 17 Grudnia 2013 przez OnionSkin (wyświetl historię edycji)

[roblat]

Raspbbery PI z malinowym debianem

A połączenie faktycznie via putty

[wojio]

Witam

 

DS18b20 mają co prawda rozdzielczość 8-bit, tzn. mierzą z rozdzielczością 0.0625 st. C po przecinku. ale dokładność to tylko +- 0.5 st. C czyli tolerancja 1 st.C

Cytat z datasheeta:

Błąd poza tym zakresem to +- 2st.C

 

 

A temperaturę mierzy się przy pomocy Chronosa logując bezprzewodowo temperaturę po ZigBee z właściwie nieograniczonej liczby czujników.

 

Potem wrzucamy do kompa i jest git.

 

Przepraszam, nie czepiam się ale jestem w tej materii purystą - takie zboczenie

Tak czy inaczej szczun za projekt, zastosowanie edukacjne bezcenne.

 

 

Edytowane 17 Grudnia 2013 przez wojio (wyświetl historię edycji)

[Kristofer]

Teraz widzę, do czego prowadzi fascynacja tym małym przedmiotem ("raspberry pi")    , bo tylko to może tłumaczyć mnóstwo pracy i czasu, które poświęciłeś na "naukowe" sprawdzenie rozkładu temperatur pod materacami
O kosztach zabawy nie wspomnę.
Niecierpliwie czekam na podsumowanie, bo bardzo mnie interesuje, jak wykorzystasz teraz owe wyniki.
Nie kryję podziwu dla tego przedsięwzięcia, dlatego pozwolę sobie zakończyć post słowami Kol. Wojtka, (mam nadzieję, że nie będzie miał nic przeciw):

"Tak, czy inaczej szacun za projekt - zastosowanie edukacyjne, bezcenne"

[wojio]

Kristofer - masz rację fascynacja to siła, której nie da się zatrzymać Nieważne czy to elektronika, przyczepy czy szydełkowanie Przy tym koszty się nie liczą - to jest jak hazard, a przyjemność tworzenia i upajanie się rezultatem - bezcenne.

 

Roblat - jeszcze raz ukłony dla Ciebie za zastosowanie Rapsberry, ciekaw jestem wniosków po eksperymencie. U mnie w przyczepie KIP producent zastosował ciekawe rozwiązanie "przewietrzania" i nie zauważyłem zjawiska, które wystąpiło u ciebie.

 

Do pełni szczęścia polecam jeszcze czujniki serii SHT - mierzą temperaturę i wilgotność, pracują na magistrali I2C - myślę że wyniki takich pomiarów mogą być interesujące.

Dodatkowo można dokonać pomiarów ciśnienia aby określić punkt rosy, wtedy można wyznaczyć optymalną temeraturę w przyczepie, przy której zjawisko skraplania nie wystąpi.

[Ir & Ed]

Polecam bezprzewodowy rejestrator temperatury < zerknij

Programowanie i odczyt zarejestrowanych danych na komputerze.

Lub podobny z sondą < zerknij

 

Pozdrawiam,

Edytowane 18 Grudnia 2013 przez ired (wyświetl historię edycji)

[roblat]

Dziękuje wszystkim za posty.

W kilku zdaniach postaram się odpowiedzieć.

 

Pierwsza sprawa. Po co to wszystko? Jak już czytaliście wcześniej rozpocząłem naukę elektroniki. A mam takie podejście do uczenia się czegoś nowego, że staram się doskonalić poznane wiadomości w praktyce. Stąd połączenie wiedzy dotyczącej obsługi linuxa w raspberry, znajomości zasad odczytu z pinów portu GPIO raspberry pi, równoległego połączenia czujników, zastosowania odp. opornika na połączeniu nóżek zasilającej i badanej czujnika.

 

Druga sprawa koszty. Wiem, że mając jakieś hobby nikt z nas nie liczy wydanych pieniędzy. Tak jest i chyba wszyscy się ze mną zgodzicie. O dziwo koszty w/w eksperymentu były całkiem znośne. Szczególnie biorąc pod uwagę potencjalnie ogromne zastosowania raspbbery jako najdroższego elementu badań. Czujnik DS18b20 to wydatek 2-3 zł za sztukę, kable 3 żyłowe ok. 2.5 zł za 1m. Czasu poświęconego na polutowanie, zabezpieczenie żywicą i testy nie liczę. Choć muszę przyznać, że to bardzo mile spędzony czas.

 

Trzecia sprawa dokładność pomiaru. Oczywiście, mam pełną świadomość czułości czujników, stąd pomimo zapisu 3 znaków po przecinku dokładność +/- 1C mi zupełności wystarczy.

 

Czwarta sprawa co dalej? Ano opracowanie wyników oraz podsumowanie eksperymentu. Planuje to napisać dzisiaj wieczorem i rzecz jasna podzielę się z Wami rezultatami.

 

No i na koniec pytanie czy coś jeszcze?

Owszem... W planach jeszcze jeden eksperyment o którym napiszę wkrótce.... Choć wojio już coś niecoś napisał

Mam na oku czujnik DHT11 czyli czujnik wilgotności i temperatury o charakterystyce:

- zakres pomiaru temperatury: 0 - 50 'C

- dokładność pomiaru temperatury: ±2,0 'C

- zakres pomiaru wilgotność: 20% - 95%RH

- dokładność pomiaru wilgotności: ±5,0%RH

 

 

 

PS. wojio możesz opisać ten sposób na wietrzenie?

PS2. ired całość miała działać z wykorzystaniem raspberry jako poligon nabytej wiedzy - stąd wszelkie gotowe rozwiązania nie były brane pod uwagę

Edytowane 18 Grudnia 2013 przez roblat (wyświetl historię edycji)

[wojio]

Przewietrzanie u mnie jest rozwiązane fabrycznie, wieczorem wrzucę skan z instrukcji, jest tam fajny rysunek wyjaśniający.

 

Czujniki SHT/DHT11 są w pełni wystarczające, choć dobry czujnik zaczyna się od kwoty 50 pln. Niestety mają wadę - I2C, co oznacza że długość magistrali to 60cm przy fullspeed (wg. specyfikacji) 

DS18b20 najprościej i najtaniej zasila linią dwuprzewodową - wystarczy para ze skrętki. Jak nazwa wskazuje te czujniki pracują na magistrali 1WIRE (jeden przewód). Przewód zasilający jest też linią danych, drugi to masa i taka para może mieć 80m długości.

 

Nic tak nie cieszy jak tworzenie nowych rzeczy i robienie tego czego nikt do tej pory nie robił nawet jeśli nie ma to w chwili obecnej praktycznego zastosowania, to za jakiś czas ktoś znajdzie takie zastosowanie - to się nazywa praca naukowa

 

Czekam na wyniki badań, fajnie by było jakbyś zrobił wykresy.

[roblat]

Czekam na wyniki badań, fajnie by było jakbyś zrobił wykresy.

Będą

Wczoraj pomiary robiłem ręcznie.

W następnym teście zapędzę do tego cron'a a wyniki zapiszę w bazie sql.

Pomiary będą robione co 2-3 min dzięki czemu łatwiej będzie na wykresie ocenić zmiany temp. w czasie.

[roblat]

Z pewnym poślizgiem czas na opracowanie wyników i podsumowanie eksperymentu.

Jak się zapewne domyślacie część wniosków jest oczywista i nikogo nie zadziwi a część pomimo, że również jest do przewidzenia nico zaskakuje i daje do myślenia.

Zatem po kolei. Zaczniemy od wniosków oczywistych.

1) im dalej od pieca tym niższa temperatura,

- vide zapis czujników 1-4,

- jak pamiętacie 4 tuż wylocie rury z truma ventu, 1 wylot końcowy, najdalej od pieca

2) im krótsza rura tym szybciej i bardziej efektywnie nagrzewana przestrzeń

- vide zapis temperatur w łazience w porównaniu z pomiarami w skrzyniach - szczególnie czujki 1 i 2

- dla wyjaśnienia rura idąca do łazienki ma ok 1-1.5 m w porównaniu z rurą idącą w skrzyniach czyli 5 m.

- celem uzupełnienia informacji: truma vent posiada dwa rozgałęzione wyloty (w kształcie litery Y), oryginalnie wewnątrz była zamontowana namiastka przepustnicy zamykającej 1/2 obwodu, z możliwością przesuwania w jedno lub drugie ramię litery Y

- u mnie w/w przepustnica jest wymontowana (ponieważ była połamana)

3) przy pełnym (na max) ustawieniu grzania pieca, w ciągu pół h uzyskujemy zadowalającą temperaturę

- vide czujnik w łazience 22.5 C, skrzynie odpowiednio 15 i 18

- niestety brakuje zapisu z czujnika umieszczonego wewnątrz przyczepy

4) zamknięcie wylotu ciepłego powietrza w łazience w sposób znamienny indukuje spadek temperatury

- vide czujnik w łazience i spadek z 27 -> 22 C w zaledwie 15 min

5) zamknięcie obu wylotów, przy utrzymanym nadmuchu, powoduje spadek temperatury oraz wychłodzenie w łazience i w skrzyniach

- jedyny efekt uzyskany przy utrzymaniu nadmuchu, przy wyłączonych wylotach to wzrost temperatury samego pieca i podstawy szafy

- co może być korzystne o ile chcemy wysuszyć ciuchy ułożone na dolnych półkach szafy

6) pozostawienie otwartego wylotu oraz nadmuchu, przy wyłączeniu grzania, jeszcze przez pewien czas (ok 15-20 min) powoduje dalszy wzrost temperatury czyli efekt grzania utrzymuje się do czasu wychłodzenia elementu grzewczego pieca

7) przedłużone utrzymanie nadmuchu, przy wyłączonym grzaniu w dość szybkim czasie doprowadza do wychłodzenia ogrzewanych przestrzeni

- spadek jest najwyraźniejszy w najdalszym miejscu instalacji - vide czujnik 1 vs 4

 

Zatem czas najwyższy na wnioski i ew. zalecenia.

Na podstawie zebranych danych uważam, że:

1) włączenie nadmuchu przy zamkniętych wylotach nie ma sensu - jak to się mówi "para idzie w gwizdek",

2) przy maksymalnym poziomie grzania po 20-30 min uzyskujemy komfort termiczny we wszystkich pomieszczeniach oraz w skrzyniach a po wyłączeniu grzania jeszcze przez ok 15 min uzyskujemy efekt nagrzewania później wprost odwrotnie szybkie wychłodzenie

3) jeśli chodzi o samą rurę trumy

- nie są potrzebne żadne dodatkowe wyloty, dziurki itp sztuczki,

- sama rura nagrzewa się w stopniu wystarczającym do sprawnego podniesienia temperatury w skrzyniach,

- wylot na końcu rury koniecznie musi być otwarty - dzięki czemu sprawność grzania skrzyń jest maksymalna

4) zastosowane rozwiązanie (czyli przeprowadzenie rury 65 mm przez skrzynie w miejscu łączenia podłogi z ścianą) w bezdyskusyjny sposób niweluje ryzyko utrzymania się dużej różnicy temperatur między wnętrzem skrzyń a wnętrzem przyczepy, dzięki czemu nie będzie tendencji do zawilgocenia spodniej powierzchni materaca

 

Czy coś jeszcze? Jak najbardziej. W moim odczuciu, w eksperymencie brakuje mi kilku rzeczy. I tak:

1) konieczny dodatkowy czujnik mierzący zmiany temperaturę wewnątrz przyczepy,

2) wymagana pewna modyfikacja protokołu badawczego w zakresie ustawień grzania, nadmuchu i ustawień wylotów

- zastosowane parametry czyli grzanie na max, nadmuch na 3 są wysoce efektywne, ale mają pewne niedogodności tzn. hałas dmuchawy i max. zużycie gazu

- do zastanowienia się czy nie powinniśmy ustawić nadmuchu na 1 a grzanie na 2?

- czy pozostawienie w pełni otwartych wylotów jest korzystne? może lepiej pozostawić w pełni otwarty wylot wewnątrz przyczepy a wylot w łazience w pozycji półzamkniętej (50%)? dlaczego tak? ano dlatego, aby uzyskać równomierne ogrzanie łazienki i pozostałych przestrzeni wnętrza przyczepy

 

Co dalej?

Na podstawie w/w wyników pomiarów oraz przemyśleń wydaj się sensownym zmodyfikowanie protokołu badań jak poniżej:

1) grzanie ustawione na 2,

2) nadmuch na 1

3) wylot w łazience półprzymknięty, wylot w przyczepie w pełni otwarty,

4) czujnik zewnętrzny wykorzystany tylko na początku badania, później istotniejsza jest ocena temperatury wewnątrz przyczepy

5) automatyczny pomiar co 2-3 min z zapisem do bazy danych

6) wygenerowany graficzny rozkład temperatur w formie wykresu zależności temp. od czasu

 

Jeśli macie jakieś uwagi i dodatkowe propozycje modyfikacji protokołu proszę pisać.

[kornak]

O jezus! ile tego i do czego

[pasjonat]

To jak już takie "centrum badawcze " to może  higrometr z elektrodami w newralgicznych częściach przyczepy i ustawionym progiem alarmu ? Co by wiadomo było na czas  gdzie zaczyna buda przeciekać.

Idąc dalej  ...na ceowniku dyszla czujnik naprężeń  skalibrowany z wagą na haku co by informował na bieżąco jaki jest nacisk na kulę bez późniejszego ważenia .

Dodatkowa termopara albo elektroda termometru nad płomieniem lodówki / pieca by "centrum "alarmowało natychmiast  o wygaśnięciu płomienia.

Edytowane 21 Grudnia 2013 przez pasjonat (wyświetl historię edycji)

[roblat]

pasjonat: nie kuś...

[pasjonat]

Oj tam Oj tam . Wszak rozwijać  się  chcesz  w tym projekcie więc sam kiedyś staniesz przed pytaniem "coby tu jeszcze" i choć może pozornie podobne pomysły wydawały by się  idiotyzmem w życiu codziennym karawaningowca to z punktu widzenia rozwoju doświadczeń  będziesz miał już poparte bezcenną praktyką do wykożystania gdziekolwiek.

 

Ps. Wydaje mi się  że niepotrzebnie rozbijasz temat na działy . Fajnie było by jak byś  wszystko miał w jednym temacie niezależnie od zastosowania.

(Walnę  teraz prywatą) kibicuje Twojemu projektowi więc nie chcę  szukać  po forum innych zagadnień  z nim związanych.