Два DHT в разных комнатах: где холоднее и кто виноват

Спор «где в квартире холоднее» у нас длился до первого скетча: детская на северо-западной стороне, спальня на юге, и каждый вечер обе стороны конфликта приводили в доказательство собственную руку. Рука — плохой термометр, а вот два DHT22 по копеечному прайсу решают спор окончательно. Базу про несколько датчиков на одной плате мы уже разбирали в уроке про комнаты и зоны: свой пин, свой объект, разнесённый опрос. Сегодня следующий этаж — суд: насколько вообще можно верить разнице двух показаний, и что сделать, чтобы верить ей осознанно.

Подвох в том, что даже два свежих DHT22 из одной партии показывают в одном месте различие в две-пять десятых градуса: паспортная погрешность ±0,5 °C у каждого, и перекос экземпляров складывается, а не вычитается. Поэтому строка «детская холоднее на 0,3» — не результат измерения, а шум, и принимать по ней решения — значит автоматизировать самообман. Лекарств три: усреднение по пяти чтениям, которое сжимает дрожь, поправка на перекос конкретной пары и порог решений, втрое шире погрешности.

План урока: скетч с двумя объектами на пинах 2 и 4, попарный вывод обеих комнат и дельты, кольцевая пятёрка чтений на комнату, автомат «перемещение тепла» — реле вентилятора, который гонит тепло из тёплой комнаты в холодную, когда разница переваливает за два градуса. Плюс две грабли длинной линии: почему дальний датчик отвечает через раз и что ставят у него на питании.

Усреднение устроено проще, чем звучит: кольцевой массив на пять слотов на каждую комнату, каждые две секунды новое чтение записывается в свой слот, среднее пересчитывается по всем пяти. Полное обновление среднего занимает десять секунд — климат комнаты меняется на масштабе минут, поэтому задержка невидима, а выигрыш конкретен: одиночное чтение DHT22 дрожит на одну-три десятых, среднее пятёрки — на одну десятую. В уроке про медиану тот же приём сделан устойчивее к выбросам — медиана выбрасывает дикий кадр целиком, среднее размазывает его на пять строк; для комнат, где выбросы редки, хватает и среднего.

Дельта между комнатами — валюта всех решений этого скетча, и в неё стоит вглядеться отдельно. Ради неё я и развёл датчики по комнатам: сам по себе номер 23,4 мало о чём говорит, а разница 23,4 против 20,9 — это уже найденные два с половиной градуса, которые батарея потратила, а дальняя комната не получила. Дельта по средним пятёрок живёт спокойной жизнью: ночью за закрытыми дверями она подрастает, к полудню после проветривания садится почти до нуля — по этой кривой суточный режим квартиры виден лучше, чем по любому одиночному термометру.

Поправку на перекос пары даёт сверка, которую я называю «объятие»: раз в месяц оба датчика ложатся рядом на один стол на час, средние за час сравниваются, разница фиксируется как offset и вычитается в скетче. Датчик, показывающий на 0,4 больше соседа, после поправки перестаёт приписывать своей комнате несуществующее тепло. Без сверки сравнение всегда врёт в пользу того экземпляра, который врёт вверх, — и никакой порог в два градуса этого не скроет, если решать надо на границе единицы. Методику сверки с внешним эталоном, а не только друг с другом, разобрал урок про калибровку.

Вывод обеих комнат — одной строкой: комнатное среднее, второе среднее, дельта и состояние вентилятора. Такая строка читается с листа и красиво падает в Serial Plotter двумя рядами — о том, как график строится прямо из чисел в мониторе, писал урок про Serial Plotter. На LCD 16×2 та же пара ложится по строке на комнату с дельтой внизу — дисплейная часть без изменений переносится из урока про термогигрометр.

Геометрия квартиры внесла правку в идеальную схему: спальня дальше кладовки с платой, и линия датчика потянула три метра. Первый же вечер — пропуски через раз: спальня то отвечает, то молчит, детская на двадцати сантиметрах хвоста работает идеально. Причина не в библиотеке и не в экземпляре: интерфейс DHT — однопроводной с жёсткими таймингами, фронты сигнала на длинной линии затупляются от наводок и ёмкости провода, и на двух-трёх метрах датчик начинает срываться спорадически. Форумные ветки про «DHT22 работает через раз» почти всегда заканчиваются этой диагностикой.

Лечение стоит рубль и ставится за минуту: керамический конденсатор 100 нФ между питанием и землёй прямо у ножек датчика — не у платы. Он глотает наводки по питанию там, где они доходят до чувствительной электроники сенсора. Подтяжку 10 кОм на линии данных я тоже переставил к дальнему концу — у сенсора, а не у колодки, — провод протянул цельным без скруток, и после этого ноль пропусков за неделю наблюдений на тех же трёх метрах. Питание для дальнего датчика при возможности ведите отдельной парой — общая коса с линией данных добавляет наводок, о которых датчик сообщает пропусками.

Различать виноватых помогает простая процедура. Пропуски, nan, через раз — это линия: смотрите длину, конденсатор, подтяжку и цельность провода. Оба датчика читаются, но один стабильно врёт на градус-полтора — это место установки: сквозняк от двери, батарея под окном, полка над техникой. Сдвиг в две-пять десятых у исправной пары — это экземпляр, и он лечится поправкой offset, а не заменой. Чек-лист монтажа и подтяжки по пунктам лежит в уроке про монтаж.

Пороги выбраны не на глаз. Включение на разнице больше двух градусов — вчетверо шире дрожи среднего пятёрки и вдвое шире худшего перекоса пары: решение физически не может принять шум за сигнал. Выключение на единице — гистерезис в целый градус, чтобы вентилятор не щёлкал на границе; автоматом управляет та же механика двух порогов, что и у всякого реле в этом разделе. Реакция всего контура — минуты: пятёрка обновляется за десять секунд, воздух в комнатах выравнивается дольше, и спешить тут некуда.

Обратите внимание на старт: до первого полного заполнения пятёрки автомат молчит и печатает nabiraem pyaterku. Десять секунд blindness при включении — честная цена среднего; альтернатива — решать по первому же чтению с его дрожью в три десятых, и все пороги приходится раздувать. В setup буферы забиваются первыми пятью реальными чтениями с честной паузой delay(2000) между ними: стартовое среднее с нулями или с одним и тем же числом в пяти слотах дало бы ложную дельту на первые минуты.

Процедура «кто виноват» проверяется перестановкой. Поменяйте датчики местами физически и подождите полчаса: сдвиг уехал вместе с датчиком — это экземпляр, вычтите offset; сдвиг остался в комнате — это место, ищите батарею и сквозняк; появились пропуски — это линия, возвращайтесь к конденсатору. Три испытания за вечер закрывают все три источника перекоса, и спор о том, кто врёт, больше не требует мнений.

Сам автомат «перемещение тепла» — скромный по железу: реле и любой вентилятор в дверном проёме или переточном канале. Он не греет и не охлаждает — он отменяет разницу, и зимой это заметно бьёт в счётчики: тепло, которое батарея уже потратила, перестаёт копиться в одной комнате. Механику вытяжного вентилятора с его воздухообменом и обратным клапаном я разбирал в уроке про вытяжку — там же про то, почему вентилятору нужен свой блок питания, а не пин платы.

Куда расти дальше: вывод обеих комнат на LCD с дельтой в нижней строке, два ряда в Serial Plotter, чтобы видеть суточные ритмы каждой комнаты, и медиана вместо среднего, если в квартире появится источник выбросов. Датчики в комнатах — это первый шаг к дому, где вместо «мне кажется» в каждой войне за термостат участвует лог.