 Ari Suutari |
Kotitaloutemme kompostoi innokkaasti biojätteitä. Tarkoitusta varten hankittu vihreä Biolanin pönttö hoitaa tehtävänsä useimmiten ihan kunnialla, mutta etenkin talvisaikaan homma hyytyy monesti pakkasen ja isännän laiskuuden takia. Kylmässä kun ei ole kiva möyhiä kompostimassaa, eikä pimeässä takapihalla näe lämpömittariakaan.
|
Kuluneet vuodet ovat selkeästi osoittaneet, että omaa toimintaansa ei juurikaan pysty napakoittamaan. Muutkaan perheessä eivät taida innostua kompostinmöyhinnästä, joten toiminnan ulkoistaminenkaan ei onnistu. Ehkä jonkinlainen ennakoivan kunnossapidon ratkaisu sopivalla teknisellä vimpamella höystettynä voisi auttaa, mielellään tietysti integroituna jo olemassaolevaan taloautomaatioon ja mittausdatan käsittelyyn? Insinööristä tämä kuulostaa aivan mainiolta idealta – ainakin huomio siirtyy hetkeksi kompostin laskevasta lämpötilatrendistä tietotekniikkaan. Alan siis kartoittaa järjestelmän toimintoja ja toteutusta.
Kompostorista pitää tietysti saada mitattua kaikki mahdollinen – eihän prosessia saa muuten kunnolla mallinnettua. Olosuhteet pöntön sisällä ovat kuitenkin melko ikävät, joten päädyn siihen, että aluksi varmaankin pelkkä lämpötilamittaus riittää. Tuo tieto pitäisi saada vietyä olemassa olevaan talon mittaustietokantaan ja raportoitua netissä. Tietysti on saatava hälytystä kännykkään ja sähköpostiin, jos komposti alkaa osoittaa hiipumisen merkkejä. Mikä onkaan mukavampaa kuin herätä kello 2.45 yöllä siihen, että komposti ilmoittaa lämpötilansa olevan alle 10 astetta!
Ratkaisu auton avaimesta
Mittauksen siirto kompostista tietokantaan osoittautuu kuitenkin ongelmalliseksi. Ajoittaiset ongelmat kompostointiprosessissa tuottavat joskus jonkinasteisia hajuhaittoja, minkä takia pönttö on sijoitettu aika kauas talosta. Etäisyyden takia talon olemassaolevan mittausväylän (joka on muuten Maxim/Dallas 1-Wire bus) jatkaminen kompostoriin ei onnistu. Tosin se ei olisi ollut hyvä idea muutenkaan, koska jälkikasvu kuitenkin olisi pistänyt piuhat rullalle leikeissään. Mutta ei hätää, langattomuushan on muotia. Systeemin pitäisi kuitenkin pystyä toimimaan paristoilla, koska kompostorissa ei ole sähköä (toki kompostorin lämmöstä voisi varmaankin tuottaa sähköä, mutta jätän sen pohtimisen firman voimalaitosmiehille). Eli WLAN ja Bluetooth voidaan unohtaa.
Auton langatonta avainta hypistellessäni alan pohtia sen toimintaa. Tietääkseni monet noista avaimista toimivat 433 tai 868 Mhz:n ilman lisenssiä käytettävissä olevalla taajuusalueella, jotkut myös 2,5 Ghz:n taajuudella (sama kuin WLAN). Muutaman illan raivokkaan googletuksen jälkeen valituksi tulee Texas Instrumentsin MSP430-prosessori. Nukkuessaan se käyttää vain muutaman mikroampeerin virtaa, ja netistä saa ostettua valmiita piirikortteja, joissa on myös lämpötila-anturi, radiolähetin ja -vastaanotin. Homma pelaa siis mainosti paristokäyttöisenä. Yritysmaailman ratkaisut kuten BizTalk taitavat jäädä tässä kuitenkin käyttämättä koska prosessoreissa on muistia vain 1 kilotavu.
Luottavaisin mielin tilaan Amerikan ihmemaan verkkokaupasta 2,5 Ghz kehityssatsin, joka sisältää kaksi prosessoria radioineen ja tarvittavat kehitystyökalut. Koko hoito irtoaa alle viidelläkympillä, joten investoinnin suuruus ei aiheuta taloudessamme paheksuntaa.
Sillä aikaa kun uudet lelut matkaavat paketissa verkkokaupasta kotia kohti, ehdin miettiä järjestelmän ohjelmistopuolta. MSP430:n kaltaisiin mikrokontrollereihin voi tehdä sovelluksia C-ohjelmoinnilla, vaikka niissä ei käyttöjärjestelmää olekaan. Päädyn kuitenkin siihen, että käyttöjärjestelmä olla pitää, koska se saattaa helpottaa sovelluksen tekemistä, ja antaahan tietysti hommalle uskottavuutta. Käyttöjärjestelmän valitseminenkin on helppoa, koska aiemmin ulkovaraston lämpötilamittausten yhteydessä tuli tutustuttua toisen valmistajan mikrokontrollerihin ja Pico[OS-nimiseen käyttöjärjestelmään. Käyttöjärjestelmästä tosin ei ole versiota valitsemalleni MSP430-prosessorille, mutta en anna sen haitata. Postipaketin saapuminen kestää kuitenkin useita päiviä, ja siinä ajassa ehdin imuroida netistä kehitysvälineet ja hahmotella käyttöjärjestelmästä version prosesorilleni.
Sinnikäs rassaaminen palkitaan
Paketti saapuu. Silmät kiiluen puran sen ja kytken toisen prosessoreista PC:n USB-porttiin kiinni testatakseni käyttöjärjestelmän toimintaa yksinkertaisella ohjelmalla, joka vilkuttaa muutamaa merkkivaloa. Kuten odottaa saattaa, täysin teoriapohjalta tehty käyttöjärjestelmän porttaus prosessorille ei toimi ollenkaan, mutta sinnikäs rassaaminen tuottaa joskus myöhään illalla tulosta ja saan pari valoa vilkkumaan.
Seuraavat illat kuluvat prosessorin radioliikenteen ihmettelyssä. Ensi alkuun tämä osuus vaikuttaakin odotettua helpommalta, sillä Texas Instruments tarjoaa radioilleen valmiin ohjelmistopaketin, jolla voi helposti rakentaa tukiasemia, toistimia ja tavallisia verkkosolmuja. Olin kuitenkin aiemmin päättänyt käyttää ohjelmistokehitykseen Eclipse-työkalua (koska käytän samaa välinettä työpaikalla), eikä Texasin valmispaketti sitten tuolla kääntäjällä kääntynytkään. Onneksi Google paljasti, että en ollut ongelman kanssa yksin, joten tämäkin este muuttui vain hidasteeksi.
Mittaussolmun pitäisi pystyä oleilemaan kompostorissa itsekseeen mielellään yli talven. Kaivoin vanhan oskilloskoopin kaapista ja kytkin sen kiinni virtamittauksia varten. Prosessori herää sadan millisekunnin välein, ja oskilloskoopilla näin, että töitä tehdään noin150 µs. Virtaa kuluu nukkuessa 1 µA ja töitä tehdessä noin 3 mA. Keskimääräinen virrankulutus on siis 0.15%*3 mA + 99.85% 1uA = 5.49 uA. Jos pariston kapasiteetti on noin 1 000 mAh, yhdellä paristolla pärjätään 20 vuotta. Pariston loppumisen sijaan todennäköisempi ongelma onkin, että lapioin vehkeen kompostimassan mukana kasvimaalle.
Mutta kuten olin epäillytkin, 2,5 Ghz:n radion signaali vaimenee matkalla liikaa. Rakennuksen sisätiloissa liikenne vielä toimii joten kuten, joskin useampi kipsilevyseinä laitteiden välissä vaimentaa signaalin jo harmillisen huonolaatuiseksi. Jos vien mittaussolmun ulos, tiedonsiirto ei enää toimi. Tilaan siis netistä pari kappaletta Olimexin valmistamia kortteja, jotka käyttävät 868 Mhz:n radiota. Niiden kantamaksi luvataan noin 200 metriä.
Nyt odottelen näitä kortteja saapuvaksi. Tuon ajan voin käyttää hyödyllisesti sen miettimiseen, kuinka saan mittausdatan siirtymään tukiasemasta talon mittaustietokannan relaatioihin sen virtuaalipalvelimessa. MSP430-kortissa on vain radio, ei verkkokorttia. Käyttäisinkö sarjaporttia? Tai ehkä liitän toisen verkkokortilla varustetun mikrokontrollerin I2C-väylän avulla tähän? Olisiko SPI-väylä sittenkin helpompi?
Integraation haasteet ovat tällä tasolla todellakin erilaisia kuin tavanomaisessa PC-pohjaisessa tietotekniikassa.
Ari Suutari toimii Syncron Techissä teknologia- ja kehitysjohtajana ja hänellä on laaja osaaminen ja ymmärrys ICT- teknologioista, arkkitehtuureista ja tekniikasta yleensä ja niiden soveltamisesta käytäntöön. Ari tavoittaa parhaiten sähköpostitse osoitteesta
Sähköpostiosoite on suojattu roskapostiohjelmia vastaan, Javascript-tuen tulee olla päällä nähdäksesi osoitteen
|
syncrontech.com!