Термометры GSM для дистанционного контроля температуры и отопления на даче

GSM датчик температуры воздуха в помещении относится к электронным измерительным устройствам, автоматизирующим процесс контроля и управления температурным режимом помещений.

Они включаются в структуру отопительной системы дома, бани, гаража, бассейна, складов или систем кондиционирования.

Их наличие позволит дистанционно контролировать температурный режим внутренней среды и, при потребности, регулировать его.

Для чего используются GSM-термометры

GSM датчик температуры – измерительный прибор, поддерживающий оповещение о текущей температуре и управление исполнительными системами.

Термометр с GSM-передатчиком будет информировать владельца о температурном режиме на объекте.

Схема работы GSM-термометра

По этим данным будет приниматься решение об увеличении/снижении подачи теплоносителя в дом. Например, используя GSM термометры Теплый дом 11, можно удаленно задать оптимальный для себя температурный режим в доме.

Кроме этого, приборы подобного рода могут включаться в состав систем пожарной безопасности. Если температура выйдет за максимально допускаемый предел, то датчик передаст предупредительное сообщение на сотовый телефон владельцу, а также приведет в действие сигнализацию, отключит отопление, активирует систему пожаротушения или выполнит другое действие, на которое он запрограммирован в процессе настройки.

Как работает GSM-датчик

GSM датчики температуры имеют в своем составе два модуля – измерительный, сенсор и передающий GSM-модуль.

Работа подобного рода электронных термометров заключается в том, что они измеряют температуру и сравнивают ее с тем граничным значением (минимальным или максимальным), которое было задано в настройках.

Если возникнет отклонение от допускаемой величины, будет передано сообщение по GSM-связи или сгенерируется сигнал на исполнительный механизм.

Устройство GSM-датчика температуры

Сигнал тревоги передается сотовым каналом связи в зависимости от конкретных настроек.

Эта процедура реализуется:

1. при выходе за пределы установленного диапазона;
2. в случае резкого увеличения температуры, что характерно для пожара;
3. периодически, с настраиваемым интервалом;
4. по запросу от привязанного к GSM-датчику телефонного номера.

В зависимости от конструкционного решения, электронные термометры могут контролировать параметры в одной зоне, как это делает GSM термометр Теплый дом 11, или в разных областях. Такая функция доступна в GSM термометре Теплый дом 22, который владеет двумя сенсорами с независимо настраиваемыми каналами.

Рейтинг наиболее популярных GSM-датчиков температуры

Ниже представлена информация о пяти наиболее используемых электронных датчиках со встроенным GSM-модулем.

GSM-датчик Полюс Термо

Прибор представляет собой электронный термометр, который выполняет замер температуры в помещении и сравнивает ее с запрограммированным верхним и нижним порогом.

При достижении одного из указанных значений отправляется тревожный сигнал на телефонный номер хозяина. Всего можно привязать до 6-ти номеров, на которые будут отправляться тревожные SMS и звонки.

Схема работы GSM-датчика Полюс Термо

Термодатчик-GSM имеет встроенный сенсор, который может работать в диапазоне 0…+50ºС. Для измерений в более широком диапазоне подключают внешний термодатчик с измерительным интервалом -40ºС…+99ºС.

Для передачи сообщений и звонков используется GSM-модуль, поддерживающий стандарты GSM-800/900/1800/1900. Время передачи тревожного сигнала составляет от 20 до 40 секунд.

GSM-термометр Alonio T2

Используется Alonio T2 GSM для контроля температуры воздуха в доме и наличия электричества в сети, питающего оборудование котельных, систем кондиционирования.

Если она снижается ниже установленного порога, то возможно сломалась отопительная система, о чем будет передано сообщение на сотовый телефон владельца.

Рост температуры будет свидетельствовать о перегреве и возможных неполадках системы кондиционирования, о чем также будет проинформировано.

GSM-термометр Alonio T2

К термометру может подключаться внешний измерительный термодатчик, который позволит контролировать ее значение в интервале -55ºС…+125ºС.

Встроенный передатчик для отправки сообщений использует GSM-диапазон 0,85, 0,9, 1,8 и 1,9 ГГц. Рассылка об отклонении заданных параметров и отсутствия напряжения может осуществляться на 4 номера.

GSM-датчик температуры SimPal-T2

Это электронный измеритель для удаленного контроля температуры, включающий GSM-модуль и два сенсора – встроенный и выносной.

Прибор позволяет непрерывно контролировать температурный режим в двух точках по двум независимым каналам и отправлять предупредительные сообщения в случае выхода ее за установленные границы.

При потребности текущее значение температуры в доме можно узнать, отправив на термодатчик сервисное SMS.

GSM-датчик температуры SimPal-T2

Используемый сенсор чувствителен к температурному диапазону от -10ºС до +50ºС (внутренний) и -55ºС…+125ºС (внешний). Для передачи тревожных сигналов модулем применяются следующие стандарты сотовой связи: GSM 2G 0,85, 0,9, 1,80 и 1,90 ГГц.

ALFA – TEMPERATURE

Этот прибор используется для контроля температурного режима на объектах с точностью ±0,5ºС.

Также поддерживается и замер влажности, что позволит контролировать основные параметры микроклимата внутренней среды.

Электронный термометр реализован в виде контроллера, имеющего измерительный блок, сигнал от которого обрабатывается по запрограммированному алгоритму и, если он выходит за граничные значения, владельцу отправляется тревожное сообщение.

Передача информации может выполняться по GPRS или GSM-каналу на мобильный телефон, в облако, на сервер.

GSM-датчик температуры и влажности Alfa – Temperature

Этот GSM-термодатчик поддерживает измерения в диапазоне от -55ºС до +125ºС. Для передачи данных могут задействоваться 4 GSM частоты: 0,85/0,9/1,8 или 1,9 ГГц.

GSM-термометр Alonio T4

Электронный термометр со встроенной батареей, который контролирует температуру внешней среды и наличие напряжения в сети.

Благодаря использованию автономной батареи устройство сможет выполнять свои функции даже в случае отключения основного электропитания.

Длительность работы от батареи составляет до 2-х суток.

Если измеряемые параметры отличаются от запрограммированных установок, прибор сообщит об этом с помощью тревожного сообщения, которое рассылает встроенный GSM-модуль. Для его работы используются частоты 0,85, 0,9, 1,8 и 1,9 ГГц. Рассылка возможна на 4 привязанных номера.

GSM-термометр Alonio T4

Измерения осуществляются двумя сенсорами. Встроенный может работать диапазоне от -10ºС до +50ºС, а внешний – в интервале значений от -55ºС до +125ºС.

Заключение

Использование температурных GSM-датчиков упрощает процесс контроля микроклимата внутри помещений, когда никого нет дома.

Благодаря измерительным приборам с GSM-передатчиком можно узнать о несоответствии температурного режима заданным значениям в любом месте, где только есть покрытие мобильной связи.

Наличие достоверных данных о параметрах микроклимата внутренней среды позволит пользователю быстро принять правильное решение, чтобы исключить аварийные ситуации и последствия, связанные с выходом из строя отопительного оборудования, систем кондиционирования.

Видео: Обзор и демонстрация работы GSM термометра Alonio T2

Содержание

GSM-термометры могут стать отличным помощником в быту и в других сферах. Но они имеют много особенностей, которые надо учитывать при анализе ассортимента. Только при этом условии и можно сделать правильный выбор.

Описание

GSM-термометр находит широкое применение в управлении отопительными системами. Современная телеметрика обеспечивает эффективное удаленное управление, что позволяет контролировать температуру даже на значительном расстоянии от нужного здания. При использовании такого аппарата в связке со специальным реле можно будет не только отслеживать нагрев, но и менять его степень. GSM-устройства используют в:

• теплицах;
• овощехранилищах;
• промышленных холодильниках;
• гаражах;
• автомобильном транспорте (особенно рефрижераторах);
• банях и саунах;
• домашних и профессиональных кухнях.

Типовой состав GSM-термометра включает:

• специальный термический датчик;
• рабочие модули;
• реле;
• специальные программные прошивки.

Для отдачи команд можно использовать не только СМС-сообщения. При прямом доступе к устройству регулировка производится через специальные управляющие элементы. Блоки управления во многих моделях в стандартный набор поставки не входят. Их придется приобретать дополнительно, потому что многие устройства могут сами выполнить все функции без дополнительных приборов. Однако система управления позволяет обеспечить ту самую подачу команд на расстоянии.

Принцип работы

Работает GSM термометр очень просто. Сначала он фиксирует критический уровень температуры. Потом особый датчик производит электрический импульс. Под действием этого импульса формируется сигнал, который приводит к срабатыванию контактора. Во время срабатывания многих моделей раздается характерный сигнал.

Сведения о температуре, зарегистрированные обеими датчиками, а также о том, есть ли питание в сети, высылаются в СМС-сообщениях. Они отправляются, когда степень нагрева оказывается слишком велика или слишком мала. Большинство систем также может отреагировать на исчезновение сетевого напряжения, на его восстановление и на стремительное изменение температуры.

Бурный рост температуры обычно свидетельствует о пожаре, сбое в отоплении или кондиционировании, о других неполадках. Отправка сведений производится также периодически, с изменяемым промежутком времени.

Наконец, предусматривается отправка СМС в ответ на запрос от зарегистрированного в памяти номера. Таких номеров может быть несколько. Фактические возможности отправки СМС зависят не только от особенностей термометра, но и от используемого тарифного плана. Почти все модели отсылают раз в 14 дней СМС просто для поддержания активности. Операторы распознают такую отправку и не вносят номер в списки неиспользуемых, потому риск отключения сводится к нулю.

Популярные модели

Востребована модель «Полюс Термо». Это электронное устройство, которое после замера сравнивает фактическую температуру с установленным в настройках верхним и нижним уровнем. Как только достигается критическое значение, отправляется экстренное СМС на привязанный номер. В общей сложности для текстовых сообщений и звонков можно привязать 1-6 номеров. Внутренний сенсор успешно работает в диапазоне температур от 0 до 50 градусов.

Допускается подсоединение внешнего термического датчика. С ним измеряемый интервал расширяется от -40 до +99 градусов. Стандартный GSM модель успешно действует в диапазонах 800, 900, 1800 и 1900 МГц. Для трансляции сигнала потребуется 20-40 секунд. Стоит учесть, что наиболее частые сбои в подключении к сотовой связи обусловлены:

• неподходящим форматом сим-карты;
• слабостью сигнала;
• перегрузкой оборудования, используемого на мобильных станциях;
• подключением к сим-карте ненужных платных опций.

Alonio T2 – еще один хороший GSM-термометр. Устройство позволит проконтролировать температуру воздуха и отследить поступление тока в электрическую сеть. Допускается подсоединение внешних термических датчиков, отслеживающих температуру в диапазоне от -55 до 125 градусов. Стандартные частоты связи – 850, 900, 1800 и 1900 МГц. Предусмотрена рассылка условных сообщений на 4 номера, прописанных в памяти.

Альтернативой можно считать SimPal-T2. Это устройство, кроме GSM-блока, имеет внутренний и выносной сенсоры. Обеспечивается беспрерывное отслеживание теплового режима в двух точках по паре независимых каналов. Система оперативно ответит на сервисные СМС. Стандартный датчик измерит температуру от -10 до 50 градусов.

Популярностью отличается и Alonio T4. В термометр встроена аккумуляторная батарея. Время работы от нее достигает 48 часов. Диапазоны связи – 0,85, 1,9, 0,9 и 1,8 ГГц. Рассылаются сообщения на 4 предусмотренных номера.

Виды

Термометры с системой удаленного управления могут быть не только автономными, но и включенными в систему пожарной безопасности. Такие устройства смогут в критической ситуации как воспользоваться функцией отправки SMS владельцу, так и:

• включить сигнализацию;
• остановить работу отопления и кондиционера;
• запустить систему пожаротушения;
• произвести иное действие, которое прописано в настройках аппарата.

Сбор данных может производиться в контактном режиме. Такие устройства принято называть термометрами расширения. Название прозрачно намекает, что система регистрирует, как меняется объем физических тел в зависимости от температуры. Обычно выбирают вещества с максимальным уровнем теплового расширения. Типичный диапазон измерений может достигать 500 градусов тепла.

Но цифровая техника последних поколений имеет куда меньший диапазон. Зато она измеряет температуру максимально точно. Механические контактные термометры пригодны для разнообразных инженерных сетей и систем. Они успешно измеряют температуру жидкостей и газов, монолитных твердых и сыпучих тел. Популярностью пользуются и термометры сопротивления; основной механизм их работы – регистрация изменения сопротивления веществ.

В некоторых случаях требуется использовать термометры с электронными термопарами. При нагреве термическая пара создает ток. Устройство замеряет термоэлектродвижущую силу. Подобные аппараты могут определять температуру от 0 до 1800 градусов. Термопары широко применяют в отопительных системах различного рода.

Манометрический GSM-термометр «работает» с газовым давлением. Внутри баллона находится строго определенный объем газа. Зная его и определив давление в конкретный момент, легко вычислить температуру вещества. Отсылать сведения по сети GSM, наконец, могут и пирометры, или инфракрасные термометры. Они позволят оценить силу нагрева металла, помогут при наладке и испытании котлов.

Критерии выбора

Уже знакомство с основными характеристиками GSM-термометров показывает, что самый важный момент – диапазон измерений. У каждой модели он свой, и потому надо отталкиваться от условий использования.

Для коттеджа и квартиры необходимо выбирать устройства с наибольшей точностью замеров в диапазоне от 18 до 25 градусов.

Иначе обстоят дела с устройствами для промышленных холодильников. Они должны регистрировать отрицательную температуру в широком круге значений.

Продающиеся в России GSM-термометры обычно подключаются к централизованному электроснабжению. Однако наличие аккумуляторов, хотя бы и как резервного питания, очень полезно. Рекомендуется также уточнять, можно ли использовать для электропитания автомобильную АКБ. Необходимо обращать внимание и на дизайн; некоторые модели хороши только по практическим свойствам, но выглядят плохо. И наконец, цена во многих случаях становится непреодолимым барьером – это тоже стоит учесть.

О GSM-термометре Alonio T2 смотрите в видео ниже.

По-моему, SMS – отличный способ что-нибудь включить/выключить на расстоянии. Особенно обогреватель. Тем более зимой. Когда так хочется поскорее в тепло! Итак, наши действующие лица:

• плата Arduino Nano
• отладочная плата с GSM-модулем Neoway M660
• температурный датчик LM35
• источник питания 12 В
• реле твердотельное
• провода, дискретные компоненты

В качестве GSM-модема использовалась отладочная плата GSM-модуля Neoway M660. Это путь наименьшего сопротивления, так как не нужно думать о подключении антенны и SIM-карты, а стоит она недорого. Вообще Neoway M660 примечателен тем, что имеет мало выводов, расположенных по краям (корпус типа «почтовая марка») на большом расстоянии друг от друга, так что для макетирования – самое то. Модуль управляется по UART с помощью AT-команд (описание AT-команд M660).

Питание Arduino Nano

Arduino Nano будем запитывать от небольшого блока питания 12 В через контакт Vin.

Питание GSM-модуля

После некоторых раздумий решено было запитать плату GSM от платы Nano через USB-разъем. В мануале Neoway_M660_Module_Hardware_User_Guide сказано, что при наличии в цепи питания конденсатора емкостью 1000 мкФ требование к источнику питания по току – 0,6А (при напряжении 3,9 В). На отладочной плате M660 и её USB-хвостике в сумме стоит 940 мкФ. Микросхема AMS1117 на плате Arduino Nano отдает на выход 5 В и 1 А, потребление платы Nano со всеми потрохами и подключенным температурным датчиком при Vin равном 12В – около 24 мА. Так что считаем, что с питанием схемы всё ОК.

Согласование уровней UART

Уровень сигналов Nano – 5 В, интерфейс UART M660 – 2,8 В (напряжение не должно превышать 3,1 В). Для согласования уровней используем схему из этой статьи. Вывод 13 (счастливое число!) модуля – выход 2,8 В (максимальный ток 5 мА), специально предназначен для питания согласователей уровней. Просто припаиваемся к контакту 13 модуля, другой конец – к схеме преобразователя уровней.

Отправка SMS сообщений

Для отправки SMS в текстовом режиме нам нужно:

1. AT+CMGS=«80123456789»r – ввести команду с номером телефона (80123456789 в данном примере).
2. После этого модуль должен вывести приглашение «>» ввести текст SMS, что мы и должны сделать.
3. Ввод текста должен заканчиваться байтом 0x1A.
4. Neoway M660 отвечает OK — сообщение отправлено!!!

Прием SMS сообщений

Для приема SMS в текстовом режиме нам нужно:

1. AT+CMGF=1r – включить текстовый режим, если есть сомнения, что он включен.
2. Определиться, нужно ли нам сохранять SMS на SIM-карте или в памяти модуля или достаточно просто пересылать их на UART. Для этого имеется команда AT+CNMI. Так как мы не хотели сохранять SMS в памяти, то использовали эту команду с такими параметрами: AT+CNMI=3,2,2,0,1r

Когда принятая SMS пересылается на UART в текстовом режиме, она состоит из двух строчек:

1. +CMT: «70123456789»rn – в первой строчке содержится номер отправителя
2. Text of the messagern – во второй – текст сообщения.

Сначала смотрим, с какого номера пришло сообщение, потом – что именно пришло. Удобно.

Измерение температуры

Для измерения температуры использовался датчик LM35. Датчик выдаёт напряжение, пропорциональное градусам Цельсия, 10мВ/ºC. Просто и удобно. Напряжение питания сенсора – от 4 до 30 В. Если в Arduino включить внутренний источник опорного напряжения 1,1 В (для этого в setup() нужно прописать analogReference(INTERNAL);), то градусы Цельсия можно рассчитать по простой формуле: ГРАДУСЫ ЦЕЛЬСИЯ = СЧИТАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ х 0,107. Считанное значение – то, которое получаем из функции analogRead(): val = analogRead(analogPin); Англоязычные рассуждения на тему LM35 и Arduino: http://playground.arduino.cc/Main/LM35HigherResolution В начале тестирования датчик температуры был размещен на длинных ногах над платой Arduino и показывал 28 – 29 °С при температуре окружающего воздуха 25 °С. Я уже начал паниковать, что сделал что-то не так, но как только датчик был вынесен подальше от платы – показания стали соответствовать действительности. Кстати, как выяснилось, около пола температура воздуха на 1,5 – 2 градуса ниже, чем на столе.

Как это выглядит

В разложенном виде всё это выглядит примерно так: В простом варианте можно посылать SMS-команды на включение/выключение обогрева, получать отчеты о состоянии обогревателя (вкл/выкл) и измеренной температуре. Кстати, хотя на реле написано, что оно начинает срабатывать при напряжении на входе 3В, от пяти вольт оно срабатывало ненадежно (могло не сразу сработать, отключаться и снова включаться). Поэтому питание реле было переделано от входного источника 12В – в этом случае проблем замечено не было.

Что ещё можно сделать?

• можно запрограммировать, например, отправку сообщений при аномальном повышении или понижении температуры или подозрительной скорости её изменения
• можно соединяться по GPRS с каким-нибудь сервером, который будет хранить данные об изменении температуры за последние 20 лет, строить красивые графики и выявлять скрытые закономерности
• наконец, для деревенских домов с дровяными печками рекомендуется подключить устройство к роботу, подбрасывающему дрова в печь
• жду ваших вариантов)

Используемые источники:

• https://bezopasnostin.ru/umnyj-dom/gsm-datchik-temperatury-vozduha-v-pomeshhenii.html
• https://stroy-podskazka.ru/termometr/gsm/
• https://habr.com/post/364459/