Microcontroller projects

CO22 "the mobile measurement station"  (|||)

Beschreibung

Im Rahmen eines Schulprojekts entstand eine Messstation zum Erfassen von CO2, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem Klassenzimmer (ltam.lu/co22). Ziel des Projektes ist es mittelfristig die Qualität der Raumluft mit einer Belüftungsanlage zu verbessern (weniger CO2 in der Raumluft) und mittels einer verbesserten Temperaturregelung Energie einzusparen (weniger CO2 in der Erdatmosphäre). Um das Projekt auch auf andere Klassenzimmer ausdehnen zu können arbeiten die Schüler an einer mobilen Messstation. Um die Schüler besser begleiten zu können entstand hier ein Prototyp.


Bild der Rückseite Bild der vorderen Seite Bild in das geöffnete Gehäuse

Eigenschaften des Prototyps

Als Controller wird ein ATmega32U4 (Teensy-Board) mit USB-Schnittstelle eingesetzt (siehe "Kleine USB-Bibliothek mit Teensy"). Der Controller lässt sich einfach über USB mittels Bootloader programmieren. Die Software findet man hier. Das ganze wurde in Assembler programmiert. Folgende Sensoren und Bauteile wurden eingesetzt:

Sensoren und Bauteile

Schaltplan

Schaltplan

Da der CO2-Sensor K30 zufällig die gleiche I2C-Adresse wie der RTC besitzt, muss der Sensor umprogrammiert werden. Dies kann mit der folgenden Hex-Datei am fertigen Gerät erfolgen. Das Programm zeigt die zuerst die aktuelle Adresse auf dem LCD-Display an und programmiert dann 0x11 als neue Adresse. Nach einem Reset (Unterbrechen der Spannungsversorgung) kann das erfogreiche Umprogrammieren mit der gleichen Software überprüft werden.

Ohne CO2-Sensor ist keine I2C-Kommunikation möglich. Soll die Schaltung ohne CO2-Sensor betrieben werden, so kann die Spannung DVCC von 3,3V auch mit einer 3,3V-Zenerdiode und einem Vorwiderstand von 220 Ohm erzeugt werden.

PC-Software

Die PC-Software wurde mit Hilfe der freien IDE Qt-Creator entwickelt. Eigenschaften: md5-ccb80ab374c2bccb83ec83030a4558e8

Snapshot der PC-Software:

Snapshot der PC-Software

Zur Grafik:

Die Werte wurden in einem kleinen Bürozimmer (7 m2) mit ausgeschalteter Belüftung aufgenommen. Auffallend ist der Anstieg der Temperatur (u.a. Abwärme des PC) bei fallender Luftfeuchtigkeit. Zweimal wurde kurzzeitig die Tür geöffnet, was einen deutlichen Effekt auf den CO2-Wert hat.

Download

!!NEU!! Windows HID Version!

Da die Version mit der libusb unter WIN64 nicht lief gibt es jetzt eine Version welche die USB-HID-Klasse nutzt. Dadurch sind keine Treiber unter Windows mehr nötig!

Für die Libusb-Version:

Die Software benutzt auf der PC Seite die freie Bibliothek "libusb", welche bei Linux-Rechnern meist schon installiert ist. Auf Windows-Rechnern wird eine "libusb"-Version beim Installieren der Flip-Programmiersoftware von ATMEL mitinstalliert, so dass meist keine spezielle Installation nötig wird. Benötigt man die "libusb-win32" trozdem, so findet man sie bei sourceforge.net.

INF-Datei für den Hardwaremanager unter Windows:

Achtung! Poppt der Hardwareassistent auf, so ist die manuelle Installation zu wählen. Wurde dies versehentlich beim ersten Mal verpasst, so muss in der Systemsteuerung (Sytem_Hardware_Gerätemanager) der falsche Treiber (ev. gelbes Fragezeichen) wieder gelöscht werden. In der manuellen Installation ist der Pfad zur INF-Datei anzugeben. Wird die Datei libusb0.dll (c:\windows\system32) oder die Datei libusb0.sys (c:\windows\system32\drivers) Datei nicht gefunden, so muss ev. die libusb nachinstalliert werden. Die Dateien libusb0.dll und libusb0.sys können aber auch in das gleiche Verzeichnis wie die INF-Datei kopiert werden, damit der Hardwareassistent sie gleich findet.


zum Downloaden:

Rechtsklick auf den Hyperlink, dann "Save Link As... (Firefox) oder "Save Target As... (Explorer)