Senzor CO2 - História úprav

Balogh na 08:17, 16. máj 2019

2019-05-16T08:17:10Z

← Staršia verzia		Verzia z 08:17, 16. máj 2019
Riadok 1:		Riadok 1:
			Balogh: pekny popis senzora, ale netreba sem tahat popis Arduina a i2c zbernice
			software tiez OK, trocha mi chyba nejaky prenos do PC a vizualizacia


	{\|		{\|
	\|Autor: \|\| '''Gabriel Križan'''		\|Autor: \|\| '''Gabriel Križan'''

StudentMISA na 15:10, 12. máj 2019

2019-05-12T15:10:29Z

← Staršia verzia		Verzia z 15:10, 12. máj 2019
Riadok 33:		Riadok 33:


	== CDM7160-C00 Kalibrovaný modul senzoru plynu CO<sub>2</sub>, NDIR 300-~~5000ppm~~ ==		== CDM7160-C00 Kalibrovaný modul senzoru plynu CO<sub>2</sub>, NDIR 300-5000 ppm ==


Riadok 257:		Riadok 257:
	* https://github.com/prampec/LcdBarGraph		* https://github.com/prampec/LcdBarGraph
	* https://www.arduinoslovakia.eu/page/prerusenia		* https://www.arduinoslovakia.eu/page/prerusenia
			* https://hackaday.io/project/5334-serialplot-realtime-plotting-software
	__TOC__		__TOC__

StudentMISA na 18:22, 11. máj 2019

2019-05-11T18:22:13Z

← Staršia verzia		Verzia z 18:22, 11. máj 2019
Riadok 43:		Riadok 43:
	absorpcie infračerveného svetla v jednoznačnej a presne určenej vlnovej dĺžke (v prípade CO<sub>2</sub> je to 4.26 µm). Túto vlnovú dĺžku		absorpcie infračerveného svetla v jednoznačnej a presne určenej vlnovej dĺžke (v prípade CO<sub>2</sub> je to 4.26 µm). Túto vlnovú dĺžku
	zabezpečuje presný optický filter (pásmová priepust) infračerveného svetla. Ako referenčné meranie slúži vlnová dĺžka mimo		zabezpečuje presný optický filter (pásmová priepust) infračerveného svetla. Ako referenčné meranie slúži vlnová dĺžka mimo
	absorpčné pásmo (a aby nedochádzalo k interferenciám s ostatnými zložkami v ovzduší), ktoré je zabezpečené taktiež špeciálnym filtrom.		absorpčné pásmo (zároveň aby nedochádzalo k interferenciám s ostatnými zložkami v ovzduší), ktoré je zabezpečené taktiež špeciálnym filtrom.
	Miera absorpcie infračerveného svetla je nepriamo úmerná koncentrácii CO<sub>2</sub> v ovzduší. Dlhodobú presnosť merania zabezpečuje špeciálny		Miera absorpcie infračerveného svetla je nepriamo úmerná koncentrácii CO<sub>2</sub> v ovzduší. Dlhodobú presnosť merania zabezpečuje špeciálny
	algoritmus bežiaci na mikrokontroléri senzora, ktorý bol vyvinutý firmou FIGARO ENGINEERING.		algoritmus bežiaci na mikrokontroléri senzora, ktorý bol vyvinutý firmou FIGARO ENGINEERING.
	Princíp fungovania je znázornený na obrázku.		Princíp fungovania je znázornený na obrázku č. 2.


Riadok 82:		Riadok 82:


	Na realizáciu meracieho zariadenia, ktorá bude merať koncentráciu CO<sub>2</sub> vzduchu som použil senzorový modul CDM7160-C00 a LCD displej. Na komunikáciu medzi ARDUINO UNO a CDM7160-C00 som využíval zbernicu I<sup>2</sup>C a na prerušenie pin D2.		Na realizáciu meracieho zariadenia, ktorá bude merať koncentráciu CO<sub>2</sub> vo vzduchu som použil senzorový modul CDM7160-C00 a LCD displej. Na komunikáciu medzi ARDUINO UNO a CDM7160-C00 som využíval zbernicu I<sup>2</sup>C a na prerušenie pin D2.


Riadok 97:		Riadok 97:
	::'''Obr. 6:Zbernica I<sup>2</sup>C štart - stop podmenky'''		::'''Obr. 6:Zbernica I<sup>2</sup>C štart - stop podmenky'''

	Pri prenose nie je počet dátových bitov prenesených medzi START a STOP z vysielača do prijímača obmedzený. Každý dátový bajt (8bitov) je nasledovaný jedným potvrdzovacím bitom ACK (A). ACK predstavuje ~~log.~~ 0 ~~(nulu~~) vloženú na zbernicu prijímačom, spojenú s potvrdzovacím hodinovým impulzom. Prijímač, ktorý je adresovaný, musí generovať ACK po prijatí každého bajtu.		Pri prenose nie je počet dátových bitov prenesených medzi START a STOP z vysielača do prijímača obmedzený. Každý dátový bajt (8bitov) je nasledovaný jedným potvrdzovacím bitom ACK (A). ACK predstavuje logickú nulu (0) vloženú na zbernicu prijímačom, spojenú s potvrdzovacím hodinovým impulzom. Prijímač, ktorý je adresovaný, musí generovať ACK po prijatí každého bajtu.

	[[Obrázok:I2C-ACCK.png\|center\|800px]]		[[Obrázok:I2C-ACCK.png\|center\|800px]]

StudentMISA na 10:11, 11. máj 2019

2019-05-11T10:11:11Z

← Staršia verzia		Verzia z 10:11, 11. máj 2019
Riadok 112:		Riadok 112:


	== ''Rozhranie senzora CDM7160-C00'' ==		== Rozhranie senzora CDM7160-C00 ==

	[[Obrázok:cdm7160-c00-piny.png\|center\|800px]]		[[Obrázok:cdm7160-c00-piny.png\|center\|800px]]

StudentMISA na 09:53, 11. máj 2019

2019-05-11T09:53:21Z

← Staršia verzia		Verzia z 09:53, 11. máj 2019
Riadok 73:		Riadok 73:

	[[Obrázok:Arduino_UNO_R3.jpg\|center\|800px]]		[[Obrázok:Arduino_UNO_R3.jpg\|center\|800px]]
	::::::::'''Obr. 4:Arduino_UNO_R3'''		:::::::::'''Obr. 4:Arduino_UNO_R3'''

	* [https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 Stránka produktu]		* [https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 Stránka produktu]

StudentMISA na 09:52, 11. máj 2019

2019-05-11T09:52:19Z

Zobraziť rozdiely

StudentMISA na 09:43, 11. máj 2019

2019-05-11T09:43:38Z

← Staršia verzia		Verzia z 09:43, 11. máj 2019
Riadok 8:		Riadok 8:


	= 'Zadanie' =		= '''Zadanie''' =

	Využitím modulov '''CDM7160-C00''' a '''LCD LCM1602C V2.1''' zostavte senzor na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.		Využitím modulov '''CDM7160-C00''' a '''LCD LCM1602C V2.1''' zostavte senzor na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.
Riadok 19:		Riadok 19:
	* Vymyslite a demonštrujte vhodnú aplikáciu		* Vymyslite a demonštrujte vhodnú aplikáciu

	= 'Komponenty' =		= '''Komponenty''' =

	Na vypracovanie som použil nasledujúce komponenty:		Na vypracovanie som použil nasledujúce komponenty:
Riadok 73:		Riadok 73:


	= 'Analýza' =		= '''Analýza''' =

	Na realizáciu meracieho zariadenia, ktorá bude merať koncentráciu CO<sub>2</sub> vzduchu som použil senzorový modul CDM7160-C00 a LCD displej. Na komunikáciu medzi ARDUINO UNO a CDM7160-C00 som využíval zbernicu I<sup>2</sup>C a na prerušenie pin D2.		Na realizáciu meracieho zariadenia, ktorá bude merať koncentráciu CO<sub>2</sub> vzduchu som použil senzorový modul CDM7160-C00 a LCD displej. Na komunikáciu medzi ARDUINO UNO a CDM7160-C00 som využíval zbernicu I<sup>2</sup>C a na prerušenie pin D2.
Riadok 137:		Riadok 137:
	::::'''Obr. 12:Údaje o koncentrácii v registroch'''		::::'''Obr. 12:Údaje o koncentrácii v registroch'''

	= Popis riešenia =		= '''Popis riešenia''' =

	Na základe získaných informácii o komponentoch som zapojil senzor aj LCD modul do ARDUINO UNO. (obr. 13). Napájanie je realizované pomocou USB kábla typu A-B priamo z počítača (s možnosťou sériového prenosu údajov do počítača). Napájanie je možné realizovať aj z power-banky, získame tým prenosný prístroj na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.		Na základe získaných informácii o komponentoch som zapojil senzor aj LCD modul do ARDUINO UNO. (obr. 13). Napájanie je realizované pomocou USB kábla typu A-B priamo z počítača (s možnosťou sériového prenosu údajov do počítača). Napájanie je možné realizovať aj z power-banky, získame tým prenosný prístroj na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.
Riadok 229:		Riadok 229:
	::::'''Obr. 14:Hodnoty zo snímača CO<sub>2</sub>'''		::::'''Obr. 14:Hodnoty zo snímača CO<sub>2</sub>'''

	='Literatúra:'=		='''Literatúra:'''=

	* http://chillelife.com/ir-spectroscopy/		* http://chillelife.com/ir-spectroscopy/

StudentMISA na 09:40, 11. máj 2019

2019-05-11T09:40:59Z

← Staršia verzia		Verzia z 09:40, 11. máj 2019
Riadok 8:		Riadok 8:


	= '''Zadanie''' =		= 'Zadanie' =

	Využitím modulov '''CDM7160-C00''' a '''LCD LCM1602C V2.1''' zostavte senzor na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.		Využitím modulov '''CDM7160-C00''' a '''LCD LCM1602C V2.1''' zostavte senzor na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.

	=== Úlohy ===		== Úlohy ==
	* Nájdite si k senzorom datasheet		* Nájdite si k senzorom datasheet
	* Nájdite si schémy zapojenia modulov CDM7160-C00 a LCD LCM1602C V2.1		* Nájdite si schémy zapojenia modulov CDM7160-C00 a LCD LCM1602C V2.1
Riadok 19:		Riadok 19:
	* Vymyslite a demonštrujte vhodnú aplikáciu		* Vymyslite a demonštrujte vhodnú aplikáciu

	= '''Komponenty''' =		= 'Komponenty' =

	Na vypracovanie som použil nasledujúce komponenty:		Na vypracovanie som použil nasledujúce komponenty:
Riadok 29:		Riadok 29:
	* Software - Arduino IDE		* Software - Arduino IDE

	== ''CDM7160-C00 Kalibrovaný modul senzoru plynu CO<sub>2</sub>, NDIR 300-5000ppm'' ==		== CDM7160-C00 Kalibrovaný modul senzoru plynu CO<sub>2</sub>, NDIR 300-5000ppm ==


Riadok 53:		Riadok 53:


	== ''LCD LCM1602C V2.1'' ==		== LCD LCM1602C V2.1 ==

	LCD LCM1602C V2.1 je klasický 2 riadkový a 16 charakterový LCD displej so zabudovaným ovládačom SPLC780D (alebo ekvivalentným).		LCD LCM1602C V2.1 je klasický 2 riadkový a 16 charakterový LCD displej so zabudovaným ovládačom SPLC780D (alebo ekvivalentným).
Riadok 62:		Riadok 62:
	* [https://www.arduino.cc/documents/datasheets/LCDscreen.PDF Technická špecifikácia LCD LCM1602C V2.1]		* [https://www.arduino.cc/documents/datasheets/LCDscreen.PDF Technická špecifikácia LCD LCM1602C V2.1]

	== ''ARDUINO UNO REV3'' ==		== ARDUINO UNO REV3 ==

	Jedná sa o vývojovú dosku s mikroprocesorom ATmga328P s 32KB Flash pamäte, 1 KB EEPROM, 2KB SRAM pamäte. Dosku je možné programovať pomocou Arduino IDE.		Jedná sa o vývojovú dosku s mikroprocesorom ATmga328P s 32KB Flash pamäte, 1 KB EEPROM, 2KB SRAM pamäte. Dosku je možné programovať pomocou Arduino IDE.
Riadok 73:		Riadok 73:


	= '''Analýza''' =		= 'Analýza' =

	Na realizáciu meracieho zariadenia, ktorá bude merať koncentráciu CO<sub>2</sub> vzduchu som použil senzorový modul CDM7160-C00 a LCD displej. Na komunikáciu medzi ARDUINO UNO a CDM7160-C00 som využíval zbernicu I<sup>2</sup>C a na prerušenie pin D2.		Na realizáciu meracieho zariadenia, ktorá bude merať koncentráciu CO<sub>2</sub> vzduchu som použil senzorový modul CDM7160-C00 a LCD displej. Na komunikáciu medzi ARDUINO UNO a CDM7160-C00 som využíval zbernicu I<sup>2</sup>C a na prerušenie pin D2.

	== ''Zbernica I<sup>2</sup>C'' ==		== Zbernica I<sup>2</sup>C ==

	I<sup>2</sup>C je dvojvodičová obojsmerná sériová zbernica používajúca vodiče SCL (serial clock) a SDA (serial data), oba vodiče prenášajú informácie medzi pripojenými zariadeniami. Každé zariadenie je rozpoznané na základe jedinečnej adresy a preto zbernica I<sup>2</sup>C nevyžaduje signál CS (chip select). Linky SDA aj SCL sú pripojené na napájacie napätie pomocou tzv. pullup rezistorov (v mojom prípade na odporúčanie výrobcu som použil 1kΩ rezistory), ktoré zabezpečujú prácu liniek v obidvoch smeroch.		I<sup>2</sup>C je dvojvodičová obojsmerná sériová zbernica používajúca vodiče SCL (serial clock) a SDA (serial data), oba vodiče prenášajú informácie medzi pripojenými zariadeniami. Každé zariadenie je rozpoznané na základe jedinečnej adresy a preto zbernica I<sup>2</sup>C nevyžaduje signál CS (chip select). Linky SDA aj SCL sú pripojené na napájacie napätie pomocou tzv. pullup rezistorov (v mojom prípade na odporúčanie výrobcu som použil 1kΩ rezistory), ktoré zabezpečujú prácu liniek v obidvoch smeroch.
Riadok 98:		Riadok 98:
	* [https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf Oficiálna špecifikácia I<sup>2</sup>C]		* [https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf Oficiálna špecifikácia I<sup>2</sup>C]

	== ''Prerušenie '' ==		== Prerušenie ==

	Väčšina mikrokontrolérov používa prerušenia. Prerušenia umožňujú reagovať na externé podnety, zatiaľ čo sa hlavná aplikácia venuje svojej činnosti. Externý podnet môže prísť napríklad ako signál na pine, že došlo ku zmene úrovne z low na high, alebo ako signál z časovača. V mojom prípade využijem skutočnosť, že počas merania koncentrácie je na pine CDM7160-C00 č. 8 signál s vysokou úrovňou. Po dokončení merania klesajúca hrana signálu vyvolá cez digitálny vstup č. 2 na doske ARDUINO UNO prerušenie a spustí sa funkcia na vyčítanie údajov zo senzora CO<sub>2</sub>.		Väčšina mikrokontrolérov používa prerušenia. Prerušenia umožňujú reagovať na externé podnety, zatiaľ čo sa hlavná aplikácia venuje svojej činnosti. Externý podnet môže prísť napríklad ako signál na pine, že došlo ku zmene úrovne z low na high, alebo ako signál z časovača. V mojom prípade využijem skutočnosť, že počas merania koncentrácie je na pine CDM7160-C00 č. 8 signál s vysokou úrovňou. Po dokončení merania klesajúca hrana signálu vyvolá cez digitálny vstup č. 2 na doske ARDUINO UNO prerušenie a spustí sa funkcia na vyčítanie údajov zo senzora CO<sub>2</sub>.
Riadok 229:		Riadok 229:
	::::'''Obr. 14:Hodnoty zo snímača CO<sub>2</sub>'''		::::'''Obr. 14:Hodnoty zo snímača CO<sub>2</sub>'''

	=''Literatúra:''=		='Literatúra:'=

	* http://chillelife.com/ir-spectroscopy/		* http://chillelife.com/ir-spectroscopy/

StudentMISA na 09:33, 11. máj 2019

2019-05-11T09:33:40Z

← Staršia verzia		Verzia z 09:33, 11. máj 2019
Riadok 84:		Riadok 84:
	::::'''Obr. 5:Zbernica I<sup>2</sup>C a pull-up rezistory'''		::::'''Obr. 5:Zbernica I<sup>2</sup>C a pull-up rezistory'''

	Komunikácia medzi zariadeniami je typu master - slave. Master je zariadenie ktoré inicializuje prenos dát po zbernici (začína a končí dátový prenos generovaním štart bitu a stop bitu), generuje časový signál, vysiela adresu podriadeného zariadenia. Slave odpovedá iba v prípade, že rozpoznal svoju adresu. Začiatok alebo koniec prenosu je definovaný prechodom dátovej linky z vysokej na nízku úroveň (štart bit) alebo z nízkej na vysokú úroveň (stop bit) kým hodinový signál je na vysokej úrovni. Po štart bite považujú všetky zariadenia zbernicu za zaneprázdnenú. Po príchode stop bitu čakajú zariadenia istý čas a potom považujú zbernicu za voľnú. Každé zariadenie má jedinečnú 7 (alebo 10) bitovú adresu. Programovateľná časť adresy umožňuje použiť na danej zbernici viacero rovnakých zariadení.		Komunikácia medzi zariadeniami je typu master - slave. Master je zariadenie ktoré inicializuje prenos dát po zbernici (začína a končí dátový prenos generovaním štart bitu a stop bitu), generuje časový signál, vysiela adresu podriadeného zariadenia. Slave odpovedá iba v prípade, že rozpoznal svoju adresu. Začiatok alebo koniec prenosu je definovaný prechodom dátovej linky z vysokej na nízku úroveň (štart bit) alebo z nízkej na vysokú úroveň (stop bit) kým hodinový signál je na vysokej úrovni. Po štart bite považujú všetky zariadenia zbernicu za zaneprázdnenú. Po príchode stop bitu čakajú zariadenia istý čas a potom považujú zbernicu za voľnú. Každé zariadenie má jedinečnú 7 (v mojom prípade 1101001 čo je 0x69) alebo 10 bitovú adresu. Programovateľná časť adresy umožňuje použiť na danej zbernici viacero rovnakých zariadení.

	[[Obrázok:I2C-startstop.png\|center\|400px]]		[[Obrázok:I2C-startstop.png\|center\|400px]]
Riadok 139:		Riadok 139:
	= Popis riešenia =		= Popis riešenia =

	Na základe získaných informácii o komponentoch som zapojil senzor aj LCD modul do ARDUINO UNO. (obr. 13). Napájanie je realizované pomocou USB kábla typu A-B priamo z počítača (s možnosťou prenosu ~~údajova~~)		Na základe získaných informácii o komponentoch som zapojil senzor aj LCD modul do ARDUINO UNO. (obr. 13). Napájanie je realizované pomocou USB kábla typu A-B priamo z počítača (s možnosťou sériového prenosu údajov do počítača). Napájanie je možné realizovať aj z power-banky, získame tým prenosný prístroj na meranie koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.

	'''Schéma zapojenia snímača a skutočné vyhotovenie'''		'''Schéma zapojenia snímača a skutočné vyhotovenie'''

	[[Súbor:cdm7160-LCD-ARDUINO-new.jpg\|center\|800px]]		[[Súbor:cdm7160-LCD-ARDUINO-new.jpg\|center\|800px]]
	::::'''Obr. 13:~~Zapojenia~~ snímača a LCD do dosky ARDUINO ONU'''		::::'''Obr. 13:Zapojenie snímača a LCD do dosky ARDUINO ONU'''

	== Algoritmus a program ==		== Algoritmus a program ==

			Samotný program pracuje nasledovne: V programe beží funkcia loop. V každom cykle vyhodnotí či došlo k meraniu koncentrácie (stav_senzora = true), ak áno (po vyvolaní prerušenia a zmene hodnoty stav_senzora z false na true), vyčíta údaje zo senzora a pošle na sériový port a zobrazí na LCD vo forme čísla a pre možnosť rýchleho vyhodnotenia v tvare bargrafu. Hodnotu stav_senzora nastaví na false a čaká na ďalší cyklus.


Riadok 220:		Riadok 223:
	== Overenie ==		== Overenie ==

	~~Nezabudnite napísať čosi ako užívateľský návod. Z neho by malo byť jasné čo program robí,~~		Po oživení a zapojení do počítača cez sériový port (USB-serial) som zobrazil hodnoty v programe SerialPlot. (Obr. 14)
	~~ako sa prejavuje~~ a ~~aké má užívateľské rozhranie~~ (~~čo treba stlačiť, čo sa kde zobrazuje~~).		Na obrázku je vidieť reakcia snímača na zmenu koncentrácie CO<sub>2</sub> vo vzduchu.
	~~Ak ste namerali nejaké signály, sem s nimi. Ak~~ je ~~výsledkom nejaký údaj~~ na ~~displeji,~~
	~~odfotografujte ho~~.

	[[Súbor:cdm7160-SerialPlot.jpg\|center\|600px]]		[[Súbor:cdm7160-SerialPlot.jpg\|center\|600px]]
			::::'''Obr. 14:Hodnoty zo snímača CO<sub>2</sub>'''

	=''Literatúra:''=		=''Literatúra:''=

StudentMISA na 09:01, 11. máj 2019

2019-05-11T09:01:52Z

← Staršia verzia		Verzia z 09:01, 11. máj 2019
Riadok 127:		Riadok 127:
	::::'''Obr. 10:Náhodný prístup CDM7160-C00'''		::::'''Obr. 10:Náhodný prístup CDM7160-C00'''

	Údaj o koncentrácii je uložený v dvoch bajtoch v tvare little endian, na adrese 0x03 je dolný bajt a na adrese 0x04 je horný bajt. (obr. 11). Hodnota je od 0 po 10000 (DEC) alebo 0 až 2710 (HEX).		Údaj o koncentrácii je uložený v dvoch bajtoch v tvare little endian, na adrese 0x03 je dolný bajt a na adrese 0x04 je horný bajt. (obr. 11)

			[[Obrázok:cdm7160-registre-koncentrácie.jpg\|center\|800px]]
			::::'''Obr. 11:Registre cdm7160 s údajmi o koncentrácii'''

			Hodnota je od 0 po 10000 (DEC) alebo 0 až 2710 (HEX). (obr. 12)

	[[Obrázok:cdm7160-formát-údajov.jpg\|center\|800px]]		[[Obrázok:cdm7160-formát-údajov.jpg\|center\|800px]]
	::::'''Obr. 11:Údaje o koncentrácii v registroch'''		::::'''Obr. 12:Údaje o koncentrácii v registroch'''

	= Popis riešenia =		= Popis riešenia =

			Na základe získaných informácii o komponentoch som zapojil senzor aj LCD modul do ARDUINO UNO. (obr. 13). Napájanie je realizované pomocou USB kábla typu A-B priamo z počítača (s možnosťou prenosu údajova)
	'''Schéma zapojenia snímača a skutočné vyhotovenie'''		'''Schéma zapojenia snímača a skutočné vyhotovenie'''

	[[Súbor:cdm7160-LCD-ARDUINO-new.jpg\|center\|800px]]		[[Súbor:cdm7160-LCD-ARDUINO-new.jpg\|center\|800px]]
	::::'''Obr. 12:Zapojenia snímača a LCD do dosky ARDUINO ONU'''		::::'''Obr. 13:Zapojenia snímača a LCD do dosky ARDUINO ONU'''

	== Algoritmus a program ==		== Algoritmus a program ==