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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Auswertung Figaro Gassensoren


Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Hallo,

erstmal kurz etwas zu meiner Person. Bin 16 Jahre alt und programmiere 
seit ca einem halben Jahr Atmel AVRs in C.

Ich möchte jetzt ein Projekt beginnen, in dem ich Gassensoren der Firma 
Figaro auswerte. Es soll also konkret irgendein AVR der Atmel Mega 
Familie die Spannung von zwei Sensoren auswerten (Kohlenstoffmonoxid und 
Kohlenstoffdioxid).
Die ermittelten Konzentrationen der Gase sollen dann auf einer SD Karte 
gespeichert werden. Vielleicht soll auch noch ein GPS Modul drauf, um zu 
den Messwerten jeweils die aktuelle Position auf die SD zu schreiben. 
Das ist aber erstmal nur nebensächlich und nicht erforderlich.

Dazu stellen sich mir nun folgende Fragen, die hier vielleicht 
beantwortet werden könnten:

1. Die Gassensoren verändern relativ linear zur gemessenen 
Gaskonzentration ihre Ausgangsspannung. Theoretisch ist es jetzt doch 
sehr einfach die Spannung über einen OpAmp an den ADC des µC zu hängen 
und dann einfach zu messen. Sehe ich das richtig? Oder hab ich was 
vergessen?

2. Für wie einfach haltet ihr das allgemein zu realisiern?!

3. Als Sensoren habe ich den TGS 2442 (Kohlenstoffmonoxid) und den TGS 
4161 (Kohlenstoffdioxid) bis jetzt rausgesucht. Die würden ganz gut 
passen. Hat jemand vielleicht schon Erfahrung damit gemacht und kann mir 
diesen oder auch gerne einen anderen empfehlen?!

4. Nun hab ich auch schon von den "fertigen" Modulen CDM 4161 
beispielsweise gelesen. Hat hier jemand vielleicht schon Erfahrungen 
gemacht und kann mir da was empfehelen?!

5. Einen Anbieter habe ich schon gefunden, der diese Gassensoren 
anbietet. Allerdings gibt es dort zB nicht die Module. Weiß jemand wo 
ich die bekommen könnte?? U n i t r o n i c (wenn die überhaupt an 
privat liefern)??

6. Ganz allgemein, hat irgendjemand schonmal mit diesen Gassensoren 
experimentiert und kann mir davon was berichten?!


Wäre echt super! Danke im Voraus!

MfG

Modellbauer

Autor: MaWin (Gast)
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> 6. Ganz allgemein, hat irgendjemand schonmal mit diesen Gassensoren
> experimentiert und kann mir davon was berichten?!
> 1. Die Gassensoren verändern relativ linear zur gemessenen
> Gaskonzentration ihre Ausgangsspannung. Theoretisch ist es jetzt doch
> sehr einfach die Spannung über einen OpAmp an den ADC des µC zu hängen

Wechselspannung ist klar.

> und dann einfach zu messen. Sehe ich das richtig? Oder hab ich was
> vergessen?

Die Temperaturabhängigkeit des Messwerts.
Die Messwerte hängen mehr von der Temperatur als von der Konzentration 
ab, du musst also die Temperatur mitmessen und korrekturrechnen.

Autor: Volker Schulz (volkerschulz)
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Fabio W. schrieb:
> 1. Die Gassensoren verändern relativ linear zur gemessenen
> Gaskonzentration ihre Ausgangsspannung. Theoretisch ist es jetzt doch
> sehr einfach die Spannung über einen OpAmp an den ADC des µC zu hängen
> und dann einfach zu messen. Sehe ich das richtig? Oder hab ich was
> vergessen?

Ne, sehe ich genauso! ;)


> 2. Für wie einfach haltet ihr das allgemein zu realisiern?!

Die Anbindung der SD-Karte ist vermutlich noch das Komplizierteste.


> 6. Ganz allgemein, hat irgendjemand schonmal mit diesen Gassensoren
> experimentiert und kann mir davon was berichten?!

Ich nicht... Bisher nur mit Warnsensoren, die einen festen Grenzwert 
besassen.


Viel Erfolg!

Volker

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Wenn der Server nicht dauernd offline wäre, würde ich ja mal ein 
Datenblatt posten. Aber es wird meiner Meinung nach keine 
Wechselspannung benötigt.

Autor: MaWin (Gast)
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Da steht nicht ohne Grund AC drin.
Zwar in der Form AC/DC,
aber man wird ja nicht ins Datenblatt schreiben,
dass es bei DC nichts taugt...

Über die Temperaturabhängigkeit der Messwerte steht auch
nichts drin...

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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MaWin schrieb:
>> und dann einfach zu messen. Sehe ich das richtig? Oder hab ich was
>> vergessen?
>
> Die Temperaturabhängigkeit des Messwerts.
> Die Messwerte hängen mehr von der Temperatur als von der Konzentration
> ab, du musst also die Temperatur mitmessen und korrekturrechnen.

Erstens haben die Sensoren eine Art Heizung eingebaut. Damit soll die 
Temperaturabhängigkeit ja verringert werden. Aber so genau kommt es 
sowiso nicht auf die absolute Konzentration an. Es geht eher um die 
Relative Konzentration (Kurvenverlauf in Excel). Und während der 
Messungen ändern sich die Temperaturen ja sowiso nicht großartig (selbst 
ohne Heizung).

Datenblätter:

TGS 2442: http://www.aesensors.nl/pdf/figaro/TGS2442.pdf

TGS 4161: http://www.aesensors.nl/pdf/figaro/CO2GasSensorTGS4161.pdf

Autor: MaWin (Gast)
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Na wenn das das schon weisst, und weisst, dass dich eine Änderung um 
Faktor 40 in Abhängigkeit von der Temperatur nicht stört, was fragst du 
da?

Verkäufer von Figaro?

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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MaWin schrieb:
> Verkäufer von Figaro?

Nein. Sonst würde ich hier sicherlich keinen Fragen stellen.

MaWin schrieb:
> Na wenn das das schon weisst, und weisst, dass dich eine Änderung um
> Faktor 40 in Abhängigkeit von der Temperatur nicht stört, was fragst du
> da?

Also wie ich es bereits gesagt habe soll die Messung bei relativ 
konstanter Temperatur stattfinden. Deshalb sollte das eigentlich keine 
Rolle spielen.

Aber selbst wenn ich es mit Temperatursensor rausrechnen würde, wäre es 
doch nicht wirklich soo viel komplexer !?

@MaWin

Hast du schon mit irgendeinem von diesen Sensoren oder meinetwegen auch 
von einer anderen Firma gebastelt?! Weil ich bin nicht an die Firma 
gebunden, könnte auch andere verwenden.

Autor: Gasschnüffler (Gast)
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Ich habe lange genug mit Gassensoren allerdings anderer Bauarten
und Genauigkeit gearbeitet.
Figaro Sensoren hat man natürlich auch kennen gelernt.....

Es wäre hilfreich zu Wissen wie genau Du messen willst, denn es gibt
sehr präzise, wenn auch teurere andere Meßverfahren (Infrarot, 
Elktrochemisch). Wo willst Du die Teile Einsetzen?

Wie willst Du die Dinger Kalibrieren und die Funktion
testen? Es gibt Prüfgase bekannter Konzwentrationen zu kaufen,
nur die an den Sensor zu bringen ist nicht so ganz banal, vor allem
wenn man es genau haben möchte.

Noch ein Tip vom Profi:
Es gibt einen ganze Reihe von Stoffen, die diese Art Sensoren
sehr schnell an Lebensende bringen, so. z.B. Ausdünstungen von
Silionklebern.

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Also zum Einsatzgebiet der Messungen:

Ich habe vor die Platine an ein ferngesteuertes Modell dranzuhängen und 
dann in der Nähe bzw über Schornsteinen zu fliegen. Damit solle dann 
sozusagen der Schadstoffausstoss einer Industrieanlage bestimmt werden. 
Außerdem soll auch weg vom Schornstein geflogen werden um die Abnahme 
des Gases in der Luft zu bestimmen. Das Messverfahren soll also portabel 
sein, nicht allzu teuer (einmal abgestürzt alles kaputt) sein.

Zur Kalibrierung habe ich mir auch schon Gedanken gemacht. Ich weiß ja 
jetzt nicht wie ungenau das ohne Kalibrierung wird. Ich habe auch schon 
zb an einen TGS 5042 (Kohlenstoffmonoxid) gedacht. Da ist auch ne 
Kalibrierungszahl drauf 
(http://p5676.typo3server.info/fileadmin/daten/Bros...).

@Gasschnüffler

Also wie genau meinst du sollte das zu diesem Zweck sein? Es geht eher 
um die relative Konzentration als um die absolute.

Mit den Gasen könnte echt ein Problem werden, weil man weiß ja nict was 
aus dem Schornstein rauskommt!!

Autor: Gasschnüffler (Gast)
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Du weißt schon, daß Du mit Modellflugzeugen einen gewissen Abstand zur
Bebauung halten mußt, das kann ggf. gewaltigen Ärger geben.

Die CO bzw. CO2 Konzentrationen gehen mit dem Abstand zum Kamin,
dem herrschenden Wind etc. soweit zurück, daß eine vernünftige Messung
"außer es ist was da" oder "es ist nix da" nicht möglich ist.

Der andere, viel wichtigere Grund warum du auf diese Weise nichts
vernünftiges messen wirst: Die Sensoren sind (sehr) langsam, man kann 
zwar durch geschickte Meßgasführung ein bißchen was beschleunigen, aber 
im
Sekundenbereich ist die Ansprechzeit immer noch.
Da müßtest Du schon einen Hubschraubermodell nehmen........
Und denke dran für Batterieversorgung ziehen die Dinger sehr viel 
Strom.....

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Gasschnüffler schrieb:
> Die CO bzw. CO2 Konzentrationen gehen mit dem Abstand zum Kamin,
> dem herrschenden Wind etc. soweit zurück, daß eine vernünftige Messung
> "außer es ist was da" oder "es ist nix da" nicht möglich ist.

Also die Windrichtung soll natürlich berücksichtigt werden. Wenn ich das 
richtig sehe fangen die doch so bei 350 ppm an was Vernünftiges 
auszuspucken. Eigentlich ist das doch genug, bei dem was da alles so in 
die Luft geblasen wird, oder?

Gasschnüffler schrieb:
> Da müßtest Du schon einen Hubschraubermodell nehmen........

Der hier solls sein: http://www.mikrokopter.de/ucwiki/

Gasschnüffler schrieb:
> Und denke dran für Batterieversorgung ziehen die Dinger sehr viel
> Strom.....

Ich denke das sollte mit nem LiPo hinhauen. Der Mikrokopter kann schon 
einiges mit sich rumschleppen....

Autor: MaWin (Gast)
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> Hast du schon mit irgendeinem von diesen Sensoren oder meinetwegen
> auch von einer anderen Firma gebastelt?!

Ja, als Alkoholsensor, und dabei feststellen müssen, daß nicht
mal die üblichen Bauvorschläge für Grenzwertschalter was taugen.
Wir haben die Temperaturkompensation allerdings analog gelöst.

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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MaWin schrieb:
> Wir haben die Temperaturkompensation allerdings analog gelöst.

Ich würde das natürlich dann direkt im µC machen. Aber trozdem danke.

Autor: Axel (Gast)
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@ Mawin:

Kannst du deine Alkoholmessschaltung mir zukommen lassen, ich denke da 
auch schon länger drüber nach, komme es jedoch nicht so recht hin.
meine mail adresse:
axel.internet [at] gmx dot de

Gruß

Axel

Autor: N. S. (sharpay)
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Ich habe mal das "fertigen" Modulen CDM 4161 verwendet (CO2 Messung in 
Räumen). Vorteil ist das es kalibriert ist. Nachteil ist das das Modul 
eine Stunde benötigt um aufzuheizen (besteht aus Sensor und einem 
Mikrocontroller).

Gruß Norbert

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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@Norbert s.

Wie sieht es denn mit den Schaltplänen aus: einfach Versorgungsspannung 
und ADC ? Weil irgendwie gibts ja auch noch die anderen zwei Ausgänge ; 
sind die einfach nur Grenzwertsignale??

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Danke erstmal bis hier hin. Damit wären ja schon einige Fragen geklärt.

Fabio W. schrieb:
> Einen Anbieter habe ich schon gefunden, der diese Gassensoren
> anbietet. Allerdings gibt es dort zB nicht die Module. Weiß jemand wo
> ich die bekommen könnte??

Die Frage ist aber noch offen. Kennt jemand nen Distri oder so wo es die 
gibt? (Sander-electronic hab ich schon gefunden).

Danke.

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Oder hat irgendjemand sonst noch Erfahrungen mit Gassensoren gemacht??

Autor: Fabio W. (modellbauer)
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Hallo,

ich habe mal wieder eine Frage. Und zwar wollte ich jetzt neben dem 
Figaro am liebsten auch noch ein Sensor auf Basis von Infrarot, weil die 
einfach viel schneller ansprechen. Mir schwebt da das ZyAura ZG 01 vor, 
das auch in der Elektor Mai 2010 verwendet wurde.

Nun ist meine Frage, ob jemand weiß, wo man dieses ZyAura ZG 01 einzeln 
herbekommt?!

Danke

Modellbauer

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