Senzory

Na této stránce připojujete dva senzory a výstup jejich dat na portál. Nejprve SHT31 (klima skříně), pak termistor (teplota ohřívače). Toto je krok „získáme data" před přidáním logiky řízení.

Princip práce s jádrem je jednoduchý: váš kód v loop() zapisuje čerstvá čtení do polí s_link.telemetry.* a fasáda je automaticky publikuje do cloudu každých telemetryPeriodMs z Config. Ruční vyvolání publikace není potřebné.

Telemetrická pole

Pro naši skříň se používají tři pole (index [0] — první a jediná komora):

Pole	Co ukládá	Příznak v Config
s_link.telemetry.airTempC[0]	teplota vzduchu, °C	hasAirTemp
s_link.telemetry.airHumidityPct[0]	vlhkost vzduchu, %	hasAirHumidity
s_link.telemetry.heaterTempC[0]	teplota ohřívače, °C	hasHeaterTemp

Tyto tři příznaky se zapínají právě zde, v Config (viz úplný výpis na konci kapitoly). Příznak říká portálu a aplikaci, že zařízení takový senzor má: bez něj se buňka na kartě neobjeví.

Pravidlo: kód senzoru nesmí blokovat loop()

Fasáda idryer-core obsluhuje Wi-Fi a MQTT ve stejném loop(). Proto při čtení senzorů nelze volat delay() — pauza přeruší síťovou relaci. Senzor se dotazuje podle časovače a hotová hodnota se jednoduše přečte. Hotové ovladače z ekosystému jsou již takto uspořádány.

Krok 1. SHT31: klima skříně

Psát ovladač SHT31 od nuly není potřebné — gotová třída Sht31ClimateSensor leží v příkladu této kapitoly, example/09-cabinet. Používá knihovnu robtillaart/SHT31 a čte senzor bez blokování.

1. Přidejte knihovnu SHT31 do lib_deps svého platformio.ini:

   lib_deps =
       robtillaart/SHT31 @ ^0.5.0
   

2. Zkopírujte do své složky src/ čtyři soubory ovladače:

   git clone https://github.com/pavluchenkor/Build-Your-Own-iDryer.git ~/byo-idryer
   cp ~/byo-idryer/example/09-cabinet/src/{Sht31ClimateSensor.h,Sht31ClimateSensor.cpp,IClimateSensor.h,sensor_reading.h} src/
   

3. Připojte senzor přes I2C (viz Schéma zapojení) a přečtěte jej v src/main.cpp:

#include <Wire.h>
#include <iDryer.h>
#include "Sht31ClimateSensor.h"

static Sht31ClimateSensor s_climate(&Wire);
static bool               s_climateOk = false;

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Wire.begin(8, 9);                 // SDA, SCL — vývody vaší desky
    s_climateOk = s_climate.begin();  // automaticky najde adresu 0x44 nebo 0x45
    s_link.begin();
    // Zařízení bylo na portálu odpojeno: smazat tajný klíč, čekat na nové spárování.
    s_link.onCommand("revoke", [](JsonObjectConst) { s_link.handleRevoke(); });
}

void loop() {
    s_link.loop();

    if (s_climateOk) {
        s_climate.tick(millis());
        SensorReading r = s_climate.get();
        if (r.ok) {
            s_link.telemetry.airTempC[0]       = r.temperature;
            s_link.telemetry.airHumidityPct[0] = r.humidity;
        }
    }
}

Jeden snímek hodnot vrací ovladač strukturou SensorReading ze sensor_reading.h:

struct SensorReading {
    float    temperature = NAN;   // °C, NAN pokud není hodnota
    float    humidity    = NAN;   // % RH, NAN pokud není hodnota
    float    pressure    = NAN;   // hPa, pro budoucí senzory
    uint32_t ts_ms       = 0;     // millis() v okamžiku čtení
    bool     ok          = false; // true, pokud jsou teplota i vlhkost platné
    int      err         = 0;     // kód chyby, 0 — bez chyby
};

Po nahrání do zařízení se na portálu objeví teplota a vlhkost skříně — toto je první zpětná vazba ze zařízení.

Krok 2. Termistor: teplota ohřívače

Gotové třídy termistoru pro ESP32 nemám, takže si jej napíšeme přímo v src/main.cpp. Termistor je připojen na výstup ADC přes měnič napětí (viz Schéma zapojení): kontrolér měří napětí v středním bodě, odtud se vypočítá odpor termistoru a poté teplota.

#include <math.h>

static const int   THERM_PIN  = 2;         // výstup ADC
static const float SERIES_R   = 4700.0f;   // rezistor děliče, Ω
static const float NOMINAL_R  = 100000.0f; // odpor termistoru na 25 °C, Ω
static const float NOMINAL_T  = 25.0f;     // °C
static const float BETA       = 3950.0f;   // B-koeficient z technické dokumentace termistoru

// Vrací teplotu ohřívače v °C.
static float readHeaterTempC() {
    int   raw = analogRead(THERM_PIN);          // 0..4095 na ESP32
    float v   = (float)raw / 4095.0f;           // podíl z plné stupnice
    float r   = SERIES_R * (1.0f - v) / v;      // odpor termistoru, Ω
    // Steinhart-Hartova rovnice ve tvaru B-parametru — viz Wikipedii:
    // https://en.wikipedia.org/wiki/Steinhart%E2%80%93Hart_equation
    float tK  = 1.0f / (1.0f / (NOMINAL_T + 273.15f) + logf(r / NOMINAL_R) / BETA);
    return tK - 273.15f;
}

V loop() zapisujte výsledek do telemetrie vedle čtení SHT31:

s_link.telemetry.heaterTempC[0] = readHeaterTempC();

Toto je zjednodušené čtení — upravte parametry pro váš termistor

Konstanty NOMINAL_R a BETA závisí na konkrétním termistoru — vezměte je z jeho technické dokumentace (běžný domácí termistor je Generic 3950, 100 kΩ). Vzorec děliče odpovídá schématu z Schématu zapojení: termistor na 3.3V, rezistor na GND. Při jiném rozložení se vzorec změní. ADC na ESP32 je nelineární, takže pro přesná měření se čtení kalibrují — v sériových kontrolérech iDryer se k tomu používá tabulka termistoru (knihovna Thermistor).

Ověření termistoru multimetrem — Ověření termistoru.

Krok 3. Nemáte senzory po ruce? Demo režim

Projít cestu až ke kartě lze i bez železa: hodnoty spočítá model skříně. Zkopírujte soubor demo_sensors.h ze stejného příkladu:

cp ~/byo-idryer/example/09-cabinet/src/demo_sensors.h src/

a přidejte do platformio.ini příznak sestavení:

build_flags =
    -DDEMO_SENSORS=1

Obě větve jsou schované za jednou funkcí a loop() neví, odkud hodnoty přišly:

static void readSensors() {
#ifdef DEMO_SENSORS
    demoSensors(s_link.telemetry);
#else
    // čtení SHT31 a termistoru — jako výše
#endif
}

Model se chová jako skutečná skříň: místnost pomalu kolísá kolem 24 °C, zapnutý ohřívač vzduch ohřívá, vypnutý jej nechá vychladnout, při ohřevu klesá vlhkost. Výkon ohřevu model čte z telemetrie, takže logika z kapitoly Řízení ohřevu vidí odezvu a hystereze funguje. Snímky obrazovky v této části vznikly právě takto.

Pro provozní zařízení se příznak nenastavuje: pak se sestaví větev se skutečnými senzory.

Úplný src/main.cpp po této kapitole

Níže je celý soubor dohromady. Nové řádky ve srovnání s předchozí kapitolou jsou označeny // ← kapitola 5; zbytek se nezměnil.

Co bylo — src/main.cpp po kapitole 4

#include <iDryer.h>

static const iDryer::Config CFG = {
    .deviceType        = iDryer::DeviceType::Unknown,   // vlastní zařízení: kartu sestavuje manifest
    .unitsCount        = 1,
    .telemetryPeriodMs = 5000,
    .statusPeriodMs    = 10000,
    .hardwareVersion   = "1.0",
    .firmwareVersion   = "0.1.0",
    .model             = "DIY Storage Cabinet",
};
static iDryer::Link s_link(CFG);

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    s_link.begin();
    // Zařízení bylo na portálu odpojeno: smazat tajný klíč, čekat na nové spárování.
    s_link.onCommand("revoke", [](JsonObjectConst) { s_link.handleRevoke(); });
}

void loop() {
    s_link.loop();
}

#include <iDryer.h>
#include <Wire.h>                  // ← kapitola 5
#include <math.h>                  // ← kapitola 5
#include "Sht31ClimateSensor.h"    // ← kapitola 5
#include "demo_sensors.h"    // ← kapitola 5: hodnoty bez senzorů (-DDEMO_SENSORS=1)

static const iDryer::Config CFG = {
    .deviceType        = iDryer::DeviceType::Unknown,   // vlastní zařízení: kartu sestavuje manifest
    .unitsCount        = 1,
    .hasAirTemp        = true,     // ← kapitola 5
    .hasAirHumidity    = true,     // ← kapitola 5
    .hasHeaterTemp     = true,  // ← kapitola 5
    .telemetryPeriodMs = 5000,
    .statusPeriodMs    = 10000,
    .hardwareVersion   = "1.0",
    .firmwareVersion   = "0.1.0",
    .model             = "DIY Storage Cabinet",
};
static iDryer::Link s_link(CFG);

// ← kapitola 5: senzor klimatu SHT31
static Sht31ClimateSensor s_climate(&Wire);
static bool               s_climateOk = false;

// ← kapitola 5: termistor ohřívače
static const int   THERM_PIN  = 2;
static const float SERIES_R   = 4700.0f;
static const float NOMINAL_R  = 100000.0f;
static const float NOMINAL_T  = 25.0f;
static const float BETA       = 3950.0f;

static float readHeaterTempC() {
    int   raw = analogRead(THERM_PIN);
    float v   = (float)raw / 4095.0f;
    float r   = SERIES_R * (1.0f - v) / v;
    float tK  = 1.0f / (1.0f / (NOMINAL_T + 273.15f) + logf(r / NOMINAL_R) / BETA);
    return tK - 273.15f;
}

// ← kapitola 5: senzory nebo, s -DDEMO_SENSORS=1, model skříně
static void readSensors() {
#ifdef DEMO_SENSORS
    demoSensors(s_link.telemetry);
#else
    if (s_climateOk) {
        s_climate.tick(millis());
        SensorReading r = s_climate.get();
        if (r.ok) {
            s_link.telemetry.airTempC[0]       = r.temperature;
            s_link.telemetry.airHumidityPct[0] = r.humidity;
        }
    }
    s_link.telemetry.heaterTempC[0] = readHeaterTempC();
#endif
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Wire.begin(8, 9);                 // ← kapitola 5  (SDA, SCL — vývody vaší desky)
    s_climateOk = s_climate.begin();  // ← kapitola 5
    s_link.begin();
    // Zařízení bylo na portálu odpojeno: smazat tajný klíč, čekat na nové spárování.
    s_link.onCommand("revoke", [](JsonObjectConst) { s_link.handleRevoke(); });
}

void loop() {
    s_link.loop();

    readSensors();   // ← kapitola 5
}

Ověření výsledku

Hodnoty na kartě a graf telemetrie. Teplota ohřívače jde na grafu samostatnou čarou. Menu dole na stránce je zatím prázdné — tím se zabývá další kapitola.

Po tomto kroku by se na portálu měly zobrazovat tři hodnoty:

• teplota vzduchu ve skříni;
• vlhkost ve skříni;
• teplota ohřívače.

Pokud se čtení „pohybují" nebo jsou zřejmě nesprávná:

• zkontrolujte společné uzemění a rozvedení (rušení od silných vedení) — Chyby zapojení;
• zkontrolujte hodnotu rezistoru děliče a typ termistoru;
• ujistěte se, že SHT31 reaguje na I2C (správná adresa a vedení).

Diagnostika „senzor ukazuje nesmysly" — Ověření termistoru a Běžné chyby.

Co dál

Máme data ze senzorů. Teď popíšeme nastavení zařízení (cílová teplota, hystereze) v Menu z YAML, aby je bylo možné měnit z portálu a ukládat v paměti.