Sparkfun ESP8266 Thing + DS18B20 langaton sauna lämpömittari proggis.

Jo muutama vuosi sitten mietein kämppiksen kanssa, että olisi ihan siistiä piha saunaan rakentaa langaton lämpömittari. En silloin hirveästi elektroniikasta ollut perillä vaikka pitkään olen ohjelmointia harrastanut.

Tammikuussa tilasin huvikseni yhden Sparkfun ESP8266 Thing kehityskortin ja harmikseni huomasin, että tarvitsen myös ohjelmointi laitteen. Sparkfun suosittelee Thingin kanssa käytettäväksi SparkFun FTDI Basic Breakout korttia.

Samalla tajusin, että tuon ESP8266 kehityskortin kanssa olisi aika helppo rakentaa lämpömittari. Hacklab kaverit puhunut noista ESP8266 korteista ja DS18B20 lämpömittareista jonkun aikaa joten päätin katsoa millain tuollaisen kytkennän saisi tehtyä.

Pistin siis tilaukseen ohjelmointikortin, DS18B20 anturin ja vähän johtoa. Aloin lueskelemaan Thingin dokumentaatiota ja sitten piirsin oman kaltaisen kytkentä kaavion. Kysyin tietenkin Hämäläisen Markolta menikö kytkentä suunnitelma yhtään oikein. Hän kertoi, että se näyttää aikalailla oikealta. Ei kun siis odottamaan, että osat tulee postilaatikkoon. Harmikseni 170 euron Sparkfun tilaus jäi tulliinkin hetkeksi.

Sparkfun ESP8266 Thing + DS18B20 kytkentäkaavio

Kämppiksen vaimo vastaanotti paketin tiistaina 16.2.2016 ja minä tietenkin töihin lähtiessä otin paketin mukaan. Jonkin aikaa töitä tehdessä alkoi into kolvailuun. Sain kolvattua Arduino headerin ohjelmointikortin liittämistä varten kun minun kolvini hajosi.

Sitten juttelin hetken Markon kanssa ja tultiin siihen päätökseen, että käyn hänen luonaan pikaiseen kolvaamassa kytkennän ennen Hacklab miittiä. Kolvailu onnistui sujuvasti kun kunnon juotin. En minä pistäisi noin 300 euroa juottimeen.

P.S. Pistettiin Hacklab miitissä yhteisökeskuksella tavaraa muutto valmiiksi.

Miitin jälkeen tulin kotiin. Joskus aikoinaan on tullut Arduinoa ohjelmoitua, mutta jostain syystä IDE oli koneeltani hukassa. Meni pari tuntia Arch Linuxissa, että sain tuon Arduino IDE:n asennettua. Sen jälkeen tietenkin varmistin, että ohjelman lähettäminen onnistuu pistämällä Sparkfunin sivuilta löytyvän Blink koodin pyörimään.

Jonkun aikaa koodailtuani tulin taisin saada lämmön mittaamisen toimintaan.

#include 

#define ESP8266_LED 5
#define DS18B20 0

OneWire oneWire(DS18B20);

void setup() 
{
  pinMode(ESP8266_LED, OUTPUT);
}

void loop() 
{
  byte i;
  byte present = 0;
  byte type_s;
  byte data[12];
  byte addr[8];
  float celsius, fahrenheit;

  if (!oneWire.search(addr)) {
    oneWire.reset_search();
    delay(250);
    return;
  }

  if(OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) {
    return;
  }
  Serial.println();

  switch (addr[0]) {
    case 0x10: // Chip = DS18S20
      type_s = 1;
      break;
    case 0x28: // Chip = DS18B20
      type_s = 0;
      break;
    case 0x22: // Chip = DS1822
      type_s = 0;
      break;
    default: // Device is not a DS18 family Device
      return;
  }

  oneWire.reset();
  oneWire.select(addr);
  oneWire.write(0x44, 1);

  delay(1000);
  
  present = oneWire.reset();
  oneWire.select(addr);
  oneWire.write(0xBE);

  for (i = 0; i < 9; i++) {
    data[i] = oneWire.read();
  }

  int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];
  if (type_s) {
    raw = raw << 3;
    if (data[7] == 0x10) {
      raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];
    }
  } else {
    byte cfg = (data[4] & 0x60);
    if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7;
    else if(cfg == 0x20) raw = raw & ~3;
    else if(cfg == 0x40) raw = raw & ~1;
  }
  celsius = (float)raw / 16.0;
  fahrenheit = celsius * 1.8 + 32.0;

  for(i = 0; i < (int)celsius; i++) {
    digitalWrite(ESP8266_LED, HIGH);
    delay(500);
    digitalWrite(ESP8266_LED, LOW);
    delay(500);
  }
  delay(2000);
}

Tuossa on siis tämän hetkinen koodipätkä jota debuggaan seuraavalla Youtube videolla.

Kirjoitan projektista tänne lisää kun saan ohjelmoitua lämpötilan lähettämisen palvelimelle. Kuten videolla sanon, en jaksa ohjelmoida juuri nyt enempää. Kello on 2:33 ja päätän tältä yöltä tämän proggiksen tähän. 😉

Edit: 24.02:

Jäänyt kirjoittamatta loput kun Hacklabin WordPress vähän sekoillut. Jos huomaatte poistin vahingossa kaikista artikkeleista kuvatkin.

Seuraava lähdekoodi pyörii itse ESP8266 Thingissä.

#include 
#include 

#define ESP8266_LED 5
#define DS18B20 0

OneWire oneWire(DS18B20);

const char WiFiSSID[] = "SSID";
const char WiFiPSK[] = "PSK";

const char Host[] = "Hostname";
const int Port = 443;
String Sensor = "SparkfunESP8266+DS18B20+1";
const char* fingerprint = "86 A5 43 FB 57 17 94 6D 5E F3 84 BD 5B 3C 33 C5 2C 68 1F 4A";

const int toSeconds = 1000000;

void setup() {
  pinMode(ESP8266_LED, OUTPUT);
  
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WiFiSSID, WiFiPSK);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
  }
  
  byte i;
  byte present = 0;
  byte type_s;
  byte data[12];
  byte addr[8];
  float celsius, fahrenheit;

  if (!oneWire.search(addr)) {
    oneWire.reset_search();
    delay(250);
    return;
  }

  if(OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) {
    return;
  }
  Serial.println();

  switch (addr[0]) {
    case 0x10: // Chip = DS18S20
      type_s = 1;
      break;
    case 0x28: // Chip = DS18B20
      type_s = 0;
      break;
    case 0x22: // Chip = DS1822
      type_s = 0;
      break;
    default: // Device is not a DS18 family Device
      return;
  }

  oneWire.reset();
  oneWire.select(addr);
  oneWire.write(0x44, 1);

  delay(1000);
  
  present = oneWire.reset();
  oneWire.select(addr);
  oneWire.write(0xBE);

  for (i = 0; i < 9; i++) {
    data[i] = oneWire.read()
  }

  int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];
  if (type_s) {
    raw = raw << 3;
    if (data[7] == 0x10) {
      raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];
    }
  } else {
    byte cfg = (data[4] & 0x60);
    if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7;
    else if(cfg == 0x20) raw = raw & ~3;
    else if(cfg == 0x40) raw = raw & ~1;
  }
  celsius = (float)raw / 16.0;
  fahrenheit = celsius * 1.8 + 32.0;

  for(i = 0; i < (int)celsius; i++) {
    digitalWrite(ESP8266_LED, HIGH);
    delay(500);
    digitalWrite(ESP8266_LED, LOW);
    delay(500);
  }

  WiFiClientSecure client;
  if (!client.connect(Host, Port)) {
    return;
  }

  if (!client.verify(fingerprint, Host)) {
    return;
  }

  String url = "/insert.php?table=temperatures&from=" + Sensor + "&temperature=" + celsius;

  client.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
                "Host: " + Host + "\r\n" + 
                "Connection: Close\r\n\r\n");
  delay(10);
  
  digitalWrite(ESP8266_LED, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(ESP8266_LED, LOW);
  delay(500);

  if (celsius < 20.0) {
    ESP.deepSleep(600 * toSeconds);
  } else {
    ESP.deepSleep(30 * toSeconds);
  }
}

void loop() {
  
}

Jos huomaat kaikki koodi on siirtynyt setup() funktioon ESP.deepSleep() funktio kutsun takia. ESP.deepSleep on ESP8266 Thingille ominainen syväuni joka vähentää virran kulutusta. Ja lähetän Temperaturen palvelimelle HTTP GET kutsulla. NGINX palvelimella pyörii PHP seuraava PHP scripti.

<?php

$database_location = "database/";

if(!is_dir($database_location)) {
        mkdir($database_location, 755);
}

$database = $database_location . $_GET['table'];
$table = json_decode("[]", true);

if(file_exists($database)) {
        $table = json_decode(file_get_contents($database), true);
}

unset($_GET['table']);

$_GET['created'] = date("d-m-Y H:i:s");
array_push($table, $_GET);

$table = json_encode($table, JSON_PRETTY_PRINT);
file_put_contents($database, $table);

?>

Tämä PHP scripti tallentaa vastaanotetun lämpötilan JSON tiedostoon, josta voin myöhemmin lukea lämpötila arvon.

ESP8266 + DS18B20 langaton lämpömittari

Olen vähän niputtanut DS18B20 johtoa, koska se on tällä hetkellä niin paljon tiellä. Se on pari metriä pitkä saunaa varten. Seuraavaksi tarvis tehdä tuolle kotelo ja päästään asentamaan se saunaan.