28 éve a piacon
Közvetlen képviselet 7 országban
Ügyfelek több mint 100 országban
Támogatás a fejlesztéstől egészen a gyártásig
SOS electronic

Hőmérsékletmérés az SHT31 SMART GADGET készülékkel

Temperature measurment

Részletes útmutatás, hogyan lehet könnyedén és nagy befektetések nélkül nyomon követni a hőmérséklet vagy páratartalom alakulását a Sensirion fejlesztőkészletével, Bluetooth és okostelefonra telepített alkalmazás által.

A metrológiai gyakorlatban a mérés típusától függően alkalmanként szükség van a környezeti hőmérséklet megvizsgálására is. Ha a mérések nem laboratóriumi körülmények között zajlanak, a hőmérséklet az a hatás, amely a mérési eredmény bizonytalanságához vezethet. Hogyan kapjunk áttekintést a hőmérsékleti változásokról?

Számos lehetőség létezik - dilatációs hőmérők, olcsó kézi multiméterhez csatlakoztatott hőmérséklet-érzékelők, érintésmentes hőmérsékletmérők, választható hőérzékelőkkel ellátott drága asztali multiméterek.

A mérőműszer kiválasztása természetesen a mért hőmérsékleti tartomány és a mérési pontosság követelményei alapján történik. Figyelembe véve a mért adatok PC-re történő továbbításának szükségességét, a dilatációs hőmérők és a kézi multiméterek kiesnek a lehetőségek közül.

A hőmérséklet-érzékelővel rendelkező kézi multiméterekkel végzett mérések pontossága 0,8% és 2% + 3-10 legkisebb helyértékű számjegy (least significant digits), viszonylag gyakori 1°C felbontással. Jobb felbontást kínál például az MS 8209 (0,1 °C) multiméter, pontossága 2% + 1°C. Egy ilyen eszköz költsége akár 100 euró is lehet. Az érintés nélküli mérők pontossága alacsonyabb, de szélesebb mérési tartományt biztosítanak. Ez a megoldás 200 euróba is kerülhet.

A Rigol 3068 (6 ½ digites) asztali multiméter lehetővé teszi a mért adatok LAN-on, GPIB-n és RS232-en keresztüli átvitelét, és az adatok USB-n való tárolásának lehetőségét. A mérési hiba a használt érzékelőtől függően 0,08°C és 0,6°C között mozog. Ez azonban drágább megoldás, mivel a multiméter és a hőmérséklet-érzékelő ára meghaladhatja az 1000 eurót.

A Sensirion azonban érdekes megoldást kínál a hőmérséklet és a páratartalom mérésére és rendkívül kedvező áron (23€) - SHT31 SMART GADGET. További információkat az alábbi cikkben talál: Gyorsítsa fel fejlesztését SHT31 hőmérséklet és páratartalom érzékelővel.

SHT31 SMART GADGET

Az SHT31 kis zöld dobozban érkezik (a Sensirionra jellemző szín), amelyben rövid használati útmutatót, konzolokat és magát a berendezést találja. A készülék ebben a szakaszban még nem áll készen a használatra.

Amikor eltávolítja a szigetelő fóliát az elem alól CR 2032, megkezdődik a mérés. Első ránézésre kellemes meglepetés lehet, hogy az adatok (páratartalom és hőmérséklet) két tizedes pontossággal jelennek meg.

A nyomtatott áramköri lap hátoldalán többek között az alábbi információk találhatók: Typ. accuracy: ±2%RH, ±0,3 °C

Az érzékelő -10 °C és 60 °C közötti tartományban méri a hőmérsékletet. A deklarált ±0,3°C pontosság mellett úgy tűnhet, hogy a százados értékek megjelenítése csak marketingfogás. Mint később kiderül, a valóság teljesen más. Az érzékelő érzékenységét mi sem bizonyítja jobban, mint hogy mindkét mérési érték a legkisebb légmozgásra is reagál. Ráadásul a fent említett oldalról, vagy a használati útmutatóból kiderül, hogy az SHT31 Smart Gadget képes a Bluetooth 4.0-án keresztüli kommunikációra okostelefonnal a Google Play-en elérhető Sensirion MyAmbience applikáció segítségével. Az alkalmazáshoz Android 4.3 és iOS 8 vagy újabb verzióra van szükség. Ezen kívül a mért adatok a mérés kezdetétől automatikusan tárolódnak a készülék memóriájában. Az alapértelmezett tárolási intervallum 10 perc.

Sensirion MyAmbience alkalmazás

A mobiltelefonos Bluetooth-on keresztüli kommunikációhoz tartsa lenyomva a bal alsó fehér gombot, amíg a kijelzőn megjelenik a ⌐Fon felirat, és az alsó sorban a MAC cím utolsó 4 karaktere.

A MyAmbience alkalmazás futtatása után a kezdőoldal fogad bennünket az alábbi ikonnal: + Add new device. Miután kiválasztja ezt a lehetőséget, megtörténik a készülék-felismerés, és a Connect megnyomásával megjelennek az aktuális hőmérséklet- és páratartalom értékek.

Az alábbi ábra szemlélteti a Dashboard-ot az észlelt eszközökkel együtt.

Hosszabb mérés esetén választhatja a Plot funkcionalitást, és megjelenik a hőmérséklet (T-opció) és páratartalom (H-opció) mérési értékei. Ugyanakkor lehetőség van előre vagy hátra „lapozni” 10 perces, 1 órás, 6 órás, 1 napos, 1 hetes és 4 hetes intervallumokban.

A képernyőn megjelenő grafikon ki is nyomtatható a printscreen funkció segítségével.


A mért értékek Microsoft Export-kompatibilis formátumban is exportálhatók az Export funkcióval.

A Beállítások ikonra kattintva (szürke fogaskerék), megjelenik a menü, ahol:

  • Gadget name – lehetővé teszi az eszköz nevének megváltoztatását. Mi már korábban megadtuk a „0” nevet,

  • Logging interval – lehetőséget kínál a mérési intervallum kiválasztására: 1s, 10s, 1 perc, 5 perc, 10 perc, 1 óra, 3 óra

  • Battery Status –  az akkumulátor állapotát jelzi %-ban,

  • Firmware version – megjeleníti az aktuális firmware verziót,

  • Sync now – jelzi a mobil eszköz és a készülék közötti utolsó szinkronizálás dátumát és időpontját,

  • Export – lehetővé teszi a mért értékek exportálását,

  • Connect – lehetővé teszi az eszköz SHT31 intelligens eszközhöz való csatlakoztatását,

  • Auto-Connect – ha a modul a BT hatótávolságán belül van, akkor automatikusan csatlakoztatja a mobiltelefonhoz,

  • Delete – az aktuális eszköz eltávolítása az eszközlistáról.

A mérési értékek exportálása

A mért hőmérsékleti és relatív páratartalomra vonatkozó adatok két szövegfájlként exportálhatók e-mail mellékletben. A fájlok *.edf kiterjesztésűek. Az első öt sor a fejléc. A mért adatok a hatodik sorral kezdődnek, az „Epoch time” az egyik, a mért értékek pedig a második oszlopban.

Példa az exportált fájl első tíz sorára a mért hőmérsékleten:

# Date=2019-02-0T21:28:51Z
# EdfVersion=4.1
# SensorId=CCBE33867EF0
# unit=s,Type=float       unit=degC,Type=float
Epoch_UTC
            T_SHT
1546864598,354 
    22.97
1546864946,938
    22.99
1546865284,134
    23.01
1546865618,475 
    23.07
1546865957,944
    23.07

Az Unix idő a 1970. január 1-jén, 00:00:00 óra óta eltelt másodpercek száma adja meg. A következő képlet használható az átalakításhoz:

(Unix-idő/86400)+DATE(1970;1;1)

1546864598,354 Unix-idő esetén az eredmény: 43472,525. Az Excelben történő helyes megjelenítéshez az alábbi formátum beállítása szükséges: d.m.yyyy h:mm:ss,000. Az eredmény ezután: 7.1.2019 12:36:38,354.

A mérési adatok megjelenítése

A modulból történő exportálás után (legfeljebb 17 000 mérés tárolható a memóriában), grafikon készül Excel-ben. A mért adatokat 60 másodpercenként rögzítettük.

A mérés több napig tartott. Az ábra a 22:45 és 1:15 óra közötti időszakot mutatja, amikor a hőmérséklet stabil volt. Ez a minta 150 pontot tartalmaz. A grafikonból egyértelműen látszik, hogy a mért hőmérséklet 22,38 °C és 22,43 °C között változik. A hőmérő deklarált pontossága ±0,3 °C, tehát a hőmérséklet-ingadozás csekély.

De hogy fog több eszköz egyszerre mérni? Különböznek majd a mért értékek? Mivel az egyes hőérzékelők paraméterei eltérőek, feltételezhetünk bizonyos eltéréseket a mért hőmérsékletben. Milyen lesz a hőmérsékleti ingadozás?

Mivel a tesztelési területen nincs hőkamra, az azonos hőmérséklet biztosítása és a "kézlegyintő" hatás megakadályozása érdekében négy tesztelt eszközt helyeztünk egy szekrénybe zárt dobozba. A mért hőmérsékleti adatok az alábbi grafikonon láthatók. Észrevehető, hogy a tmax és tmin közötti különbség akár 0,24 °C is lehet. Az egyes eszközök megnevezése t0 - t3.

Az adott értékek közül melyiket fogjuk relevánsnak tekinteni egy adott időpontban? A legjobb módszer, ha több eszközzel végezzük a mérést, majd kiszámítjuk az átlagos értéket.

Az alábbi grafikonon a négy eszköz által mért adatok átlagát láthatjuk, piros színnel jelölve. Ez alkalommal a tmax - tmin 0,036 °C, tehát elmondhatjuk, hogy a 22:45-től 1:15-ig tartó mérés során a hőmérséklet-változás csak 0,036 ° C volt. Ha kiszámítanánk az átlaghőmérsékletet és a szórást, akkor a következő értékeket kapnánk: 22,366 °C és ±0,006 °C.

A következő ábrából kitűnik, hogy a készülék által mért százados értékeket sem szabad figyelmen kívül hagynunk.

A grafikonon látható a Weston-cella feszültsége (kék), és 4 ponton mért hőmérséklet mellett, a matematikai modelljéből kiszámított Weston-cella feszültsége (piros). A 4 mérés időintervalluma 80 perc, a feszültség mérése pedig 6 ½ digites Rigol 3068 multiméterrel történt, a hőmérséklet változása pedig 0,19 °C volt.

Az SHT31 használata bekapcsolt Bluetooth mellett

Az alkalmazás használata egyszerű és intuitív.

A Beállítások ikon kiválasztásával megjelenik a teljes menü. Nyilvánvalóan a naplózási intervallum (Logging interval) kerül leggyakrabban használatra. Attól függően, hogy milyen gyakran szeretnénk adatokat kapni a hőmérséklet állásáról, választunk az 1 másodperc, 10 másodperc, 1 perc, 5 perc, 10 perc, 1 óra vagy 3 óra lehetőségek közül.

A mért érték tárolási intervallumának minden egyes módosítását követően az alkalmazás a következőt jeleníti meg: „Setting a new logging interval discards all data currently stored on the gadget” (Új naplózási intervallum beállításával megsemmisíti az eszközön jelenleg tárolt összes adatot). Az „Yes”-ra kattintva az adatok a következő sorba tárolódnak.

Ily módon sikerült 17 000 mérési értéket exportálni, az időbeli különbség látható a mért mérések periodikusságában. A „Delete” lehetőséget választva, az adatok véglegesen törlődnek. Időnként előfordulhat, hogy az adatok mégsem törlődnek, ilyenkor távolítsa el egy időre az akkumulátort.

Amíg az eszköz BT-on keresztül csatlakozik az alkalmazáshoz, a kiválasztott naplózási intervallumtól függetlenül, a készülék körülbelül másodpercenként tárolja a mérési adatokat. Az exportált fájlban ilyen másodpercben mért időket láthatunk: 1.003, 2.000, 0.010, 0.979, 2.003, 0.011, 0.977. Azonban miután kiválasztunk egy adott intervallumot, és kikapcsoljuk a BT-t az SHT31-en, a legtöbb esetben biztosak lehetünk abban, hogy az időközök pontosak lesznek.

Időnként a különböző intervallumokban végzett mérések során előfordulhat, hogy az időközök eltolódnak. Például a kiválasztott 60 mp intervallumnál megjelentek 300 vagy 540 másodperces intervallumok is. A 300 másodperces időköznél 420, 540 és 1020 másodperces intervallumok is jelen voltak, míg a 600 mp esetében az 1020 se volt ritka.

Az alábbi grafikonon a rögzített adatok beállított intervallumának (300mp – 5 perc) eltolódását láthatjuk. A mérést 8 napon át folyamatosan végeztük.

Ha az átlaghőmérséklet kiszámításához különféle számú eszköz szinkron hőmérséklet-mérésére van szüksége, akkor 1 másodperces intervallum választását javasoljuk. Ekkor a mért értékek közötti különbség max. 0,75s lesz. A mérés szinkronizálását úgy is beállíthatja, hogy amikor a készüléken kikapcsolja a BT-t, a másodpercenkénti feljegyzés véget ér, és elkezdődik a választott időközönkénti mérés. A mérés szinkronizálása azonban nem mindig garantált, mert a készüléknek néha szüksége van egy kis időre, amíg átáll a periodikus feljegyzésre.

Megjegyzés: Azon hőmérsékleteket ábrázoló grafikonokon, amelyek a t0 - t3 eszközök a mérési adatait ábrázolták, az átlag az egyes készülékekben 46 másodpercen belül rögzített értékek alapján született. Az ilyen időszóródást nem lehet szinkron hőmérsékleti mérésnek tekinteni, de példának megteszi a 4 eszköz használatával történő hőmérséklet változásának megfigyelésére az idő függvényében.

A tesztelés idején a t0 jelöléssel ellátott készüléket 2 hónapig, a t1 - t3 készülékeket pedig egy hónapig használtuk. Az akkumulátor alatti védőfóliát eltávolítva az összes eszköz 100%-os „Battery Status”-t jelenített meg. A Bluetooth csak a mért adatok továbbítására szolgált. A mérés első hónapja után a t0 eszköz kapacitása 87%-ra csökkent, a második hónap után pedig szintén ezt az értéket mutatta. A t1, t2 ill. t3 készülékek kapacitása 87 %, 90 %, és 92 %. Ezen értékek alapján feltételezhetjük, hogy az eszközt 12 hónapig lehetne használni anélkül, hogy az akkumulátort ki kellene cserélni.

Összefoglalás

Az SHT31 SMART GADGET kis méretének és a többi hőmérsékletmérő eszközhöz hasonlítva alacsony árának, valamint a Bluetooth-on keresztüli mobil kommunikációnak köszönhetően, ±0,3 °C pontossággal (-10°C-tól 60°C-ig terjedő hőmérsékleti tartományban), nagyszerű eszköznek tekinthetjük a hőmérséklet mérésében. Noha mi a hőmérséklet mérésére összpontosítottunk, ugyanez az analógia vonatkozik a relatív páratartalom mérésére is.

A hatalmas előnye a mobiltelefonnal való kommunikáció, a mért adatok exportálása és a szinkron mérés több eszközön egyidejűleg, ami jó feltételezést ad a mért hőmérséklet pontosabb kiszámításához.

Természetesen némi óvatosság szükséges a gadgettel való munka során, de összességében nagyon pozitívan értékelhetjük a Sensirion SHT31 SMART GADGET-et.

Author of the article: doc. Ing. Milan Guzan, PhD., Department of Theoretical and Industrial Electrical Engineering, FEI, Technical University of Košice, Slovak Republic.

Ne maradjon le a hasonló cikkekről!

Önnek is tetszenek cikkeink? Ne maradjon le egyről sem! Nem kerül erőfeszítésébe, mi eljuttatjuk Önhöz.


Tartozékok

SHT 31 SMART GADGET (1-101294-01) SENSIRION
raktáron 14 db
Jelenleg raktáron 17 db
Ebből lefoglalt mennyiség 3 db
Elérhető 14 db
Amennyiben nincs raktáron elegendő mennyiség, kérem jelezze ezt belső értékesítőnknek, vagy kattintson ide: Árat lekérdez.

SHT 31 SMART GADGET (1-101294-01)

Hőmérséklet és a páratartalom érzékelők

Ref Design and Development Kit with Bluetooth 4.0 for SHT31-DIS-B

Rakt. szám: 217297

SENSIRION

Alternatív termékek: SHT 3X-COMFORT-GADGET

1 db-tól 7 590,00 Ft

10 db-tól 7 430,00 Ft

Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
CR 2032 (CR2032 MFR.IB) RENATA
raktáron 2600 db
(2020.03.20: 2000 db)

CR 2032 (CR2032 MFR.IB)

Elemek

Lítium elem 3V 225mAh D20x3,2mm

Rakt. szám: 3358

RENATA

10 db-tól 85,80 Ft

20 db-tól 82,90 Ft

50 db-tól 77,60 Ft

400 db-tól 66,40 Ft

1200 db-tól 62,70 Ft

Megrendelem:
  • Kosárba helyez
  • Árat lekérdez
  • A Kedvencekhez ad
  • Figyelemmel követés
  • Összehasonlításhoz hozzáad
A cookie-k segítenek szolgáltatásaink nyújtásában, melyek igénybevételével Ön beleegyezik a cookie-k használatába.
OK Adatlap