Beskontaktni IC senzor temperature sa primenom u IoT tehnologijama (Veljko Vučković)
Sistem za merenje temperature je realizovan korišćenjem PIC18F45K22 mikrokontrolera koji podatke sa MLX90614 IC temperaturnog senzora šalje na ESP01 WiFi modul, kako bi se informacije prikazale na website-u, a sistem poseduje i USB port za komunikaciju sa računarom.
Na website-u se grafički prikazuju rezultati merenja temperature, a na svakih pet merenja se vrši i upis podataka u file.
Podaci se preko dvožičnog protokola preuzimaju iz memorije temperaturnog senzora i minimalno obrađuju kako bi se dobili podaci spremni za prikaz na računaru ili website-u.
Sistem se sastoji iz četiri bloka – Mikrokontroler, Senzor, WiFi modul i USB komunikacija.
MLX90614 je infracrveni termometar za bezkontaktno merenje temperature. Detketorski čip koji sadrži termoelement osetljiv na IC zračenje i ASSP(Application-specific standard product) za obradu podataka su integrisani u istom TO-39 kućištu. Sistem sadrži i pojačavač sa malim šumom, 17-bitni analogno-digitalni konvertor i moćnu DSP(Digital Signal Processing) jedinicu, čime se postižu visoka tačnost i dobra rezolucija termometra.
Termometar je fabrički kalibrisan sa digitalnim PWM(Pulse-Width Modulation) i SMBus(System Management Bus) izlazima. Desetobitni PWM izlaz je podešen da neprestano šalje merenu temperaturu u opsegu od -20°C do 120°C sa izlaznom rezolucijom od 0.14°C. Fabrički podešeno POR(Power On Reset) podešavanje za način komunikacije je SMBus
Sam senzor MLX90614 istovremeno meri i temperaturu tela i temepraturu sredine, smešta vrednosti u registar, a ove vrednosti se prostom konverzijom prebacuju u stepene Celzijusove ili druge željene skale.
Zbog osobina samog dvožičnog komunikacionog protokola, koji šalje niži pa viši byte, potrebno je izvršiti njihovu zamenu kako bi se dobio ispravan podatak o merenju koji se dalje konvertuje u temperaturu.
Slanje na internet se vrši preko WiFi modula ESP01 – jeftinog, lako integrabilnog WiFi modula koji poseduje integrisanu antenu, WiFi mikročip ESP8266 i prateće komponente.
Ovaj modul omogućava mikrokontrelirma izlaz na internet i predstavlja SOC(System-on-Chip) koji zahvaljujući ugrađenom mikrokontroleru može samostalno da funkcioniše kao server i manipuliše izlazima i ulazima modula.
Sam čip koji se nalazi u modulu i omogućava WiFi komunikaciju je ESP8266 – jeftin WiFi mikročip, koga proizvodi kompanija Espressif Systems, koji poseduje puni TCP/IP stek i mikrokontrolerske sposobnosti, koji je jedan od najprimenjenijih čipova za ove potrebe u industriji.
Ova biblioteka podržava grafički prikaz podataka u osam oblika, među kojima su “bar”, “pie” i linijski, koji je iskorišćen u ovom sistemu.
Ova biblioteka poseduje više različitih podešavanja koja omogućuju stvaranje kvalitetnih i estetski lepih grafika, a u najosnovnijem obliku je potrebno definisati tip grafika i proslediti parametre za x-osu i y-osu.
U ovom sistemu je odabran linijski grafik, tj. tačke koje odgovaraju merenjima će biti povezane linijom, parametar x-ose su datum i vreme merenja, a parametar y-ose je temperatura.
Grafik automatski skalira y-osu u zavisnosti od najviše vrednosti koju primi, a x-osa se skalira u odnosu na broj merenja.
Sistem je testiran sa tri eksperimenta koji se izvode pod različitim uslovima – Beskontaktno merenje temperature čoveka, beskontaktno merenje temperature za primenu u industriji i primena sistema za detekciju prolaska, a odrađeno je i poređenje sa termalnom kamerom FLIR One PRO.
Svi eksperimenti su dali zadovoljujuće rezultate što se tiče merene temperature i brzine rada, a malim modifikacijama se sistem može optimizovati za određenu primenu.
