Sensor mit Analogeingang

Entwicklung und Bau von Hardware aller Art, die im HM-Umfeld eingesetzt werden kann

Moderator: Co-Administratoren

Antworten
cthil
Beiträge: 6
Registriert: 04.05.2021, 22:17
System: keine Zentrale (nur Pairing, FHEM etc.)

Sensor mit Analogeingang

Beitrag von cthil » 04.05.2021, 22:41

Hallo zusammen,

zur Steuerung einer Bewässerungsanlage verwende ich mehrere Temperatur-/Bodenfeuchte-Sensoren SMT50 der Firma Truebner ( http://www.truebner.de/smt50 ). Dieser Sensortyp funktioniert sehr zuverlässig im Vergleich zu den vorherigen Bastellösungen (modifizierter HM-Differenztemperatursensor etc.). Bisher habe ich ihn über einen uC mit WiFi-Modul (TI CC3200), das per MQTT an FHEM angebunden ist ausgelesen. Leider ist WiFi ein ziemlicher Stromfresser, sodass an einen Betrieb per Batterie nicht zu denken war. Mal davon abgesehen, dass HM eine deutlich höhere Funk-Reichweite besitzt als 2.4GHz-WiFi.

Trotzdem würde ich nochmal einen Versuch starten, durch einen Selbstbau-HM-Sensor den Batteriebetrieb (mit 2x oder besser 3x AA+Regler) zu realisieren.

Daraus ergeben sich zwei Anforderungen:
- Die Versorgung des eigentlichen Sensors (nominell 3.3V, funktioniert aber auch mit ~3V) muss durch den HM-Sensor geschaltet werden (Sensor hat ca. 3mA Stromaufnahme). Es genügt, wenn der Sensor alle paar Minuten für wenige Sekunden eingeschaltet wird.
- 2x Analogeingang 0V...3V für Temperatur und Spannung. Samplerate kann niedrig sein, Noise <10mV wäre gut.

Erfüllt denn eines der vorhanden PCBs diese Anforderungen?

Vielen Dank für Tips und Ratschläge!
Christophe
Zuletzt geändert von cthil am 16.05.2021, 11:31, insgesamt 1-mal geändert.

jp112sdl
Beiträge: 12072
Registriert: 20.11.2016, 20:01
Hat sich bedankt: 846 Mal
Danksagung erhalten: 2138 Mal
Kontaktdaten:

Re: Sensor mit Analogeingang

Beitrag von jp112sdl » 05.05.2021, 06:34

cthil hat geschrieben:
04.05.2021, 22:41
Erfüllt denn eines der vorhanden PCBs diese Anforderungen?
Da kannst du wohl so ziemlich jede PCB nehmen.

Die Anforderungen sind ja eher an den Sketch gestellt.
Spannungsmessung wäre z.B.
https://github.com/jp112sdl/HB-UNI-Sen- ... n-VOLT.ino
Gemessen wird mit dem ADC des AVR (10bit)... weiß nicht ob dir das reicht

VG,
Jérôme ☕️

---
Support for my Homebrew-Devices: Download JP-HB-Devices Addon

cthil
Beiträge: 6
Registriert: 04.05.2021, 22:17
System: keine Zentrale (nur Pairing, FHEM etc.)

Re: Sensor mit Analogeingang

Beitrag von cthil » 06.05.2021, 21:41

jp112sdl hat geschrieben:
05.05.2021, 06:34
Da kannst du wohl so ziemlich jede PCB nehmen.
Hurra, hurra :)
Mir ging es primär auch darum eine Bezugsquelle für das PCB zu haben. Ich bin jetzt bei Smartkram fündig geworden und werde es mal mit der HB-UNI-SEN-BATT versuchen.

Die ADC-Auflösung der ATmegas ist echt etwas dürftig, eventuell wird es mit Oversampling aber reichen (der Bodenfeuchtesensor selbst erzeugt das Analogsignal mit einem 8-bit-DAC). Wenn nicht kann man ja per I2C sowas wie den ADS1015 anbinden.

Die Versorgung des Sensors würde ich einfach direkt an einen GPIO-Pin anschließen. Soweit ich es gesehen habe reicht die Treiberstärke ja dicke für die 3mA Stromaufnahme aus.

jp112sdl
Beiträge: 12072
Registriert: 20.11.2016, 20:01
Hat sich bedankt: 846 Mal
Danksagung erhalten: 2138 Mal
Kontaktdaten:

Re: Sensor mit Analogeingang

Beitrag von jp112sdl » 06.05.2021, 22:28

cthil hat geschrieben:
06.05.2021, 21:41
eine Bezugsquelle für das PCB zu haben.
Evtl. auch mal eine Suchanfrage im Marktplatz starten:
viewforum.php?f=7

VG,
Jérôme ☕️

---
Support for my Homebrew-Devices: Download JP-HB-Devices Addon

cthil
Beiträge: 6
Registriert: 04.05.2021, 22:17
System: keine Zentrale (nur Pairing, FHEM etc.)

Re: Sensor mit Analogeingang

Beitrag von cthil » 16.05.2021, 11:30

Hm, die erste Bastelei mit dem HB-UNI-SEN-BATT funktioniert so leidlich: Der Bodenfeuchte-Sensor funktioniert leider nicht direkt mit den 3V aus zwei AA-Zellen (und erst recht nicht mit den ~2,7V von zwei Eneloops). Mit einem zwischengeschalteten TPS61090 als Step-Up auf 5V funktioniert es. Dann allerdings auch nur mit Primärbatterien oder externen 3,3V vom LDO des FTDI-Programmieradapters. Wenn ich den Enable-Pin des Wandlers über den uC schalte, so resettet sich aber der uC (mutmaßlich geht der uC in den Brown-Out aufgrund des Einschaltstrom der Wandlerplatine, die 100uF am Ausgangsknoten hat. Ich habe aber hier kein Oszi um das zu prüfen). Ich würde aber gerne den Bodenfeuchte-Sensor samt Wandler nur zur Messung einschalten um die Batterie-Lebensdauer zu maximieren.

Also alles in Allem scheint die Versorgung ein ziemlicher Knackpunkt zu werden :( Gibt es denn eine Platine mit (mindestens) drei AA-Zellen? Alternativ, wie ist die Erfahrung mit 18650 Lithium-Akkus? Gibt es denn auch PCBs mit einem dauerhaft eingeschalteten Step-Up-Wandler mit niedrigem Ruhestrom?

Danke für Tips!

rih
Beiträge: 123
Registriert: 09.05.2019, 23:04
System: keine Zentrale (nur Pairing, FHEM etc.)
Wohnort: Nürtingen
Hat sich bedankt: 19 Mal
Danksagung erhalten: 10 Mal

Re: Sensor mit Analogeingang

Beitrag von rih » 16.05.2021, 12:53

cthil hat geschrieben:
16.05.2021, 11:30
Gibt es denn auch PCBs mit einem dauerhaft eingeschalteten Step-Up-Wandler mit niedrigem Ruhestrom?
Was hälst du von dieser universellen StepUUp-Wandler-Lösung zum Vorschalten z.B. an die HB-UNI-SEN-BAT?
https://github.com/TomMajor/SmartHome/t ... rd_MAX1724

Bei einer eventuellen Bauteil-Bestellung dazu wäre ich dabei :)
Viele Grüße,
Hans

cthil
Beiträge: 6
Registriert: 04.05.2021, 22:17
System: keine Zentrale (nur Pairing, FHEM etc.)

Re: Sensor mit Analogeingang

Beitrag von cthil » 24.05.2021, 11:35

Ja, sowas wird's wohl werden.

Im Moment hakt es an zwei Stellen:
- Ich würde gerne mit NiMH-Akkus (Eneloops) den Sensor betreiben. Die liefern bekanntlich aber nur 1,2V, und damit liegt man bei zwei Zellen in Reihe unter der BOD-Spannung der Arduinos. Also entweder deaktiviert man per Fuse die BOD (wobei ich nicht weiß wie zuverlässig der uC dann läuft), oder man verwendet einen Step-Up-Konverter wie den MAX1724. Letzteres finde ich die schönere Lösung. Ist natürlich fraglich, wie effizient das wird.
- Für den Bodenfeuchte-Sensor selbst werden schaltbare >= 3,3V benötigt. Entweder reicht da gerade die Spannung an einem Digitalpin (fraglich wegen des Spannungsabfalls), oder ein zweiter schaltbarer Step-Up erzeugt die Spannung. Der Wandler muss natürlich die Last ordentlich trennen und sollte mit kleinen Kapazitäten arbeiten (damit der Einschaltstrom nicht allzu groß wird). Mir gefällt da der LT8410 sehr, wobei ein DFN-Gehäuse schon etwas Lötskills erfordert :) Alternativ könnte man da auch den MAX1724 verwenden, wobei der größere Cs erfordert.

Ich versuche mal an tmStamp-PCBs zu kommen und die dann mit dem MAX1724 für 3,3V zu bestücken (leider gibts da keine weitere Stufe zwischen 3,3V und 5V). Das kleine PCB für den MAXe wäre auch schick um den nochmal separat zu haben und ggf. die Größe der Cs zu optimieren.

Antworten

Zurück zu „Hardwareentwicklung und Selbstbau von Aktoren und Sensoren“