Arduno動手做 - 使用Ds18b20監測冰箱溫度並自動上傳數據

實驗室有個用來存放樣本的家用型冰箱

從冷凍的區域拿樣本出來時常常發現是退冰的狀態

所以一直很好奇在大家頻繁的開開關關之下到底溫度是如何變化

於是決定動手來實測...

這次使用的是arduino nano

溫度感測器則是選擇了防水封裝後的ds18b20

有三條線，一正一負和一條資料線

資料線接至數位pin D2

同時資料線必須用4.7k電阻併連至5v電源上拉

程式碼的部分如下

必須先安裝OneWire和DallasTemperature這兩個libary

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2  // 定義資料線為D2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
 
void setup(void)
{
  // start serial port
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Dallas Temperature IC Control Library Demo");

  // Start up the library
  sensors.begin();
}
 
void loop(void)
{
  // call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature
  // request to all devices on the bus
  Serial.print(" Requesting temperatures...");
  sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
  Serial.println("DONE");

  Serial.print("Temperature for Device 1 is: ");
  Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0)); 
  // 取得溫度並print到serial
  // index0的意思為第一個one wire裝置(因為one wire允許同時有很多個裝置串在同一條資料線上)

  delay(1000);

}

做到這裡打開serial應該就能正常看到溫度的偵測顯示了

接下來就是要如何把資料傳到thinkspeak並輸出圖表呢?

這邊要介紹的是利用esp8266 wifi晶片將資料上傳

上次已經簡述過如何將esp8266接上arduino所以就不贅述

直接看code吧:

//DS18B20設定
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 2
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

//esp8266設定
#define SSID       "你的無線網路SSID"
#define PASSWORD   "你的無線網路密碼"

#include "uartWIFI.h"
#include <SoftwareSerial.h>
WIFI wifi;

#define IP "184.106.153.149" // thingspeak.com
String GET = "GET /update?key=填入你的thinhspeakAPI金鑰";

void setup()
{
  sensors.begin(); // Start up the ds18b20 library
  wifi.begin();
  bool b = wifi.Initialize(STA, SSID, PASSWORD);
  if(!b)
  {
    DebugSerial.println("Init error");
  }
  delay(8000);  //make sure the module can have enough time to get an IP address 
  String ipstring  = wifi.showIP();
  DebugSerial.println("My IP address:");
  DebugSerial.println(ipstring);        //show the ip address of module
  
  String wifistring  = wifi.showJAP();
  DebugSerial.println(wifistring);      //show the name of current wifi access port

}
void loop()
{ 
  //DS18B20讀取
  sensors.requestTemperatures();
  float sensor_ds18temp = sensors.getTempCByIndex(0);

  String cmd = "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"";
  cmd += IP;
  cmd += "\",80";
  Serial.println(cmd);
  delay(2000);
  if(Serial.find("Error")){
    return;
  }
  cmd = GET;
  cmd += "&field1=";
  cmd += sensor_ds18temp;
  cmd += "\r\n";
  Serial.print("AT+CIPSEND=");
  Serial.println(cmd.length());
  if(Serial.find(">")){
    Serial.print(cmd);
  }else{
    Serial.println("AT+CIPCLOSE");
  }
  
}

如果沒有什麼問題應該就能在thingspeak上看到資料了
若沒斷訊的話即時圖表在此:

測試結果截圖:

從結果看得出來，其實冷凍溫度僅有15度左右

和實驗室常規需求的-20其實有段差距，而且一旦有打開冰箱的動作(上圖11:00時)

溫度就會上探最高到-5度左右

且得等上將近2個小時(13:00)才能恢復

換句話說就是只要兩個小時內只要有人開一次冰箱，冷凍溫度就只能維持在-5~ -10度

若開關頻率更高，不難想像會突破0度

樣本退冰自然也是有可能發生的事情


考慮之後可以在上面接個LED燈並設定門檻

譬如若目前溫度高過-5度就亮LED燈提醒使用者開關冰箱門的動作要加快一點



如果還不知道如何設定thingspeak的朋友別擔心

下一篇會來介紹Thingspeak的各種功能