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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 18 x SHT11 an welchem Mikrocontroller


Autor: Dschnei (Gast)
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Hallo zusammen,

ich stehe grad vor der Aufgabe eine 
Temperatur-/Luftfeuchtigkeitsüberwachung für verschiedene Industrielle 
Abläufe zu implementieren und habe hierzu ein paar allgemeine Fragen.
Für die komplette Überwachung sollen an 18 verschiedenen Messpunkten die 
Temperatur und die Luftfeuchtigkeit gemessen werden. Diese Messwerte 
sollen anschließend ca. alle 15min in einer MySQL-DB gespeichert werden. 
Am besten sollte das ganze so billig wie möglich umgesetzt werden. Jetzt 
stellen sich einige Fragen:
Selber bauen, oder etwas fertiges (hat evtl jemand einen Vorschlag 
dafür?) verwenden?
Welcher Mikrokontroller wäre dafür geeignet?
Welche Leitungslänge vertragen die SHT11?
Die Daten über RS232 an den PC übertragen?

Wie würdet ihr das Problem am besten angehen?

Viele Grüße
Daniel

Autor: Sven W. (Firma: basement industries) (dj8nw)
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Dschnei schrieb:

> Welcher Mikrokontroller wäre dafür geeignet?
halbwegs jeder Wald- und Wiesen-Typ...

> Die Daten über RS232 an den PC übertragen?
evtl. RS485?

Autor: A. K. (prx)
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Dschnei schrieb:

> Wie würdet ihr das Problem am besten angehen?

Ohne Fakten über geografische Verteilung (Zentimeter vs. Kilometer) und 
sonstige Umgebung (Fabrikhalle vs Schlafzimmer) ist das schwer zu sagen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Dschnei schrieb:
> Welche Leitungslänge vertragen die SHT11?
Diese Länge wird (wegen I²C-Bus) in cm angegeben...

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Wie Lothar schon sagte, dein Hauptproblem ist die Verbindung der 
Sensoren zum "Mainboard": die Sensoren haben I²C Schnittstellen, damit 
kommt man nicht weit, schon gar nicht in einem industriellen Umfeld.

Ich denke, du benötigst einen Leitungstreiber (z.B. für RS485) + evtl. 
einen kleinen µC, und das für jeden einzelnen Sensor.

Gruss Uwe

Autor: (Alle) (mögen) (Gast)
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Uwe N. schrieb:
> die Sensoren haben I²C Schnittstellen

Laut Datenblatt haben sie kein I2C, stören es aber nicht.

Autor: A. K. (prx)
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(Alle) (mögen) schrieb:

> Laut Datenblatt haben sie kein I2C, stören es aber nicht.

Das Protokoll unterscheidet sich, aber für Leitungsdefinition und ggf. 
Treiberchips darf man das grosszügig übersehen.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Uwe N. schrieb:
> Wie Lothar schon sagte, dein Hauptproblem ist die Verbindung der
> Sensoren zum "Mainboard": die Sensoren haben I²C Schnittstellen, damit
> kommt man nicht weit, schon gar nicht in einem industriellen Umfeld.
>
> Ich denke, du benötigst einen Leitungstreiber (z.B. für RS485) + evtl.
> einen kleinen µC, und das für jeden einzelnen Sensor.
>
> Gruss Uwe

Ist keine schlechte Idee, den SHT11 kann man sowieso nur per 
Software-I2C ansteuern, da er nicht kompatibel ist. An einen Bus bekaeme 
man 8 Stueck aber sowieso nicht dran, weil ihm dazu die Adressleitungen 
fehlen. Alles in allem eigentlich ne ziemliche Kruecke. Im niedrigen 
Temperaturbereich ist er auch nicht besonders genau.

Wenn es nur um Temperatur geht, ist eine Loesung mit einem DS1621 
vielleicht besser. Und den bekommt man auch problemlos an ein HW-I2C.

Greets,
Michael

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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@ (Alle) (mögen):

Dann nenn es meinetwegen "2-Draht Bus", kommt aber auf das selbe 
Ergebnis raus.

Autor: A. K. (prx)
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Michael G. schrieb:

> Wenn es nur um Temperatur geht,

... dann wird man bei 18 Stück schon aus monetären Gründen auf die Suche 
nach Alternativen gehen. Die SHT11er sind nicht grad billig.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Uwe N. schrieb:
> @ (Alle) (mögen):
>
> Dann nenn es meinetwegen "2-Draht Bus", kommt aber auf das selbe
> Ergebnis raus.

Nein, nicht wirklich.
AFAIR ist die Behandlung des ACK-Bits da nicht mit dem Standard 
kompatibel, irgendsowas. Also kann man auch nicht TWI sagen, das wuerde 
ja andeuten dass er kompatibel ist, was jetzt kaum so ein grosses 
Problem gewesen waere denk ich mal.

Autor: A. K. (prx)
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Michael G. schrieb:

>> Dann nenn es meinetwegen "2-Draht Bus", kommt aber auf das selbe
>> Ergebnis raus.
>
> Nein, nicht wirklich.

2 Drähte...

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Ja mei - du hast natürlich recht, aber ich sagte ja auch "2-Draht Bus", 
das hat ja nix mit dem "TWI" zu tun ;-)

Wie man den Bus auch immer bezeichnen will, Tatsache ist, das Ding kann 
keine lange Leitungen treiben.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Es gibt auch noch die SHT21/25. Die haben echtes I2C.

MfG Spess

Autor: Dschnei (Gast)
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Erstmal danke an die vielen schnellen Antworten!

Vorweg: es muss auch nicht unbedingt ein SHT11 sein, der empfohlene 
SHT21 mit echtem I2C, wäre eine gute alternative.

Es muss jedoch ein kombinierter Temp+Feuchtigkeitssensor sein.
Die Entfernungen liegen geschätzt bei max. 5000cm. Ein anderer user 
(siehe 2. Post) hat 15000cm realisieren können:
Beitrag "SHT11 Problem mit Masse"

Danke nochmal und viele Grüße
Daniel

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Dschnei schrieb:

> Vorweg: es muss auch nicht unbedingt ein SHT11 sein, der empfohlene
> SHT21 mit echtem I2C, wäre eine gute alternative.

Die Frage ist aber wieviele Adress-Bits er zulaesst, denn sonst bekommst 
Du trotzdem keine 18 devices an den Bus. Vielleicht waere das auch eine 
Anwendung fuer einen Xmega, der mehrere Hardware-TWI-Einheiten besitzt, 
die ATmega haben ja jaweils nur eine davon.

Wie flink muessen die Sensoren denn reagieren, beim SHT11 dauert das 
gute 400ms bis ein Wert gelesen wurde, da er leider kein Register fuer 
den Temperaturwert hat und in dieser Zeit den Bus blockiert. Ob sie das 
bei dem neuen verbessert haben kann ich allerdings nicht sagen.

Gruss,
Michael

P.S. Der SHT21 ist ziemlich neu...

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Es muss jedoch ein kombinierter Temp+Feuchtigkeitssensor sein.
>Die Entfernungen liegen geschätzt bei max. 5000cm. Ein anderer user
>(siehe 2. Post) hat 15000cm realisieren können:

Wo ist da die Hürde?

MfG Spess

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
Datum:

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Dschnei schrieb:
> Die Entfernungen liegen geschätzt bei max. 5000cm. Ein anderer user
> (siehe 2. Post) hat 15000cm realisieren können:
> Beitrag "SHT11 Problem mit Masse"

Yo, aber nur mit Treiber (und ordentliche Kabel).
By the Way: Waren es nicht 150m ? :-)

Michael G. schrieb:
> Die Frage ist aber wieviele Adress-Bits er zulaesst, denn sonst bekommst
> Du trotzdem keine 18 devices an den Bus.

spess53 schrieb:
> Es gibt auch noch die SHT21/25. Die haben echtes I2C.

Für die Adressierung auf dem Bus nutzt das leider nix: es gibt extern 
keine "Adress Select Pins" (o.s.ä.), jeder Sensor auf dem Bus hat die 
selbe Adresse. Welchen Sensor Dschnei auch benutzen wird - um einen 
kleinen extra µC kommt er hier offensichtlich nicht drumherum.

Naja, oder ein "Mainboard" mit 18 seperaten Schnittstellen -> FPGA ;-)

Autor: Jens Martin (jens-martin)
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Dschnei schrieb:
> Die Entfernungen liegen geschätzt bei max. 5000cm. Ein anderer user
> (siehe 2. Post) hat 15000cm realisieren können:

Das sagt aber wenig über die in der Realität zu erzielenden Entfernungen 
aus.

Ein von Hand befüllter Ziegeleiofen im nirgendwo hat eine ganz andere 
Störumgebung als ein Lichtbogenofen im Stahlwerk.

Wenn du Pech hast ändern sich da laufend die "gemessenen" Temperaturen, 
mit ein bisschen Glück sprengt die Störung nur die  "billigst 
Antennenkonstruktion"  die du Datenleitung nennst.

Autor: Dschnei (Gast)
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Uwe N. schrieb:

> Für die Adressierung auf dem Bus nutzt das leider nix: es gibt extern
> keine "Adress Select Pins" (o.s.ä.), jeder Sensor auf dem Bus hat die
> selbe Adresse. Welchen Sensor Dschnei auch benutzen wird - um einen
> kleinen extra µC kommt er hier offensichtlich nicht drumherum.
>
> Naja, oder ein "Mainboard" mit 18 seperaten Schnittstellen -> FPGA ;-)

Ok, dann scheint die Adressierung wohl das größte Problem bei solch 
einer Anzahl an Sensoren zu werden. Mit FPGAs habe ich leider noch keine 
Erfahrungen sammeln können. Wenn man sich für die Variante mit dem extra 
Mikrocontroller entscheiden sollte, würde es diesem was ausmachen direkt 
in einem Trocknungsschrank zu liegen? (siehe weiter unten)

Jens Martin schrieb:
> Dschnei schrieb:
>> Die Entfernungen liegen geschätzt bei max. 5000cm. Ein anderer user
>> (siehe 2. Post) hat 15000cm realisieren können:
>
> Das sagt aber wenig über die in der Realität zu erzielenden Entfernungen
> aus.

Ich hab mich nochmal genauer erkundigt und dabei ist rausgekommen dass 
die maximale Leitungslänge bei 15m liegen wird. Ebenfalls ist die 
Umgebung sehr viel weniger kritisch, als von dir als beispiel genannt. 
Es geht im Grunde darum, trocknungsvorgänge zu überwachen. Dies 
geschieht über eine leichte Heizung und Gebläse. Es herrschen wohl nie 
mehr als 50°C.


P.S.: Ich bin gerade noch auf die Produkte von messpc.de gestoßen, hat 
damit jemand bereits Erfahrungen? Die Preise für die Hardware sind 
natürlich schon recht happig! Temp/Luftfeuchtigkeitssensor >100€

Autor: A. K. (prx)
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Dschnei schrieb:

> Mikrocontroller entscheiden sollte, würde es diesem was ausmachen direkt
> in einem Trocknungsschrank zu liegen? (siehe weiter unten)

50°C sind für den kein Problem.

Autor: DRS (Gast)
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Warum nicht ein kleiner Controller (TinyXX) für jeden Sensor und die 
dann mit RS485, CAN o.ä. kommunizieren lassen? Denen könnte man dann 
über Jumper, Lötbrücken, DIP-Schalter, ... die Adressen zuweisen, damit 
könnte man sowohl Flash- als auch EEPROM-Inhalt bei allen identisch 
gestalten.
Das Auswerten kann dann direkt mit einem PC geschehen, so dieser die 
verwendete Schnittstelle besitzt...

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Wenn man aber fuer jeden der 18 Sensorgen nen CAN- oder RS485-Controller 
braucht isses schon ziemlich aufwaendig...

Autor: A. K. (prx)
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Michael G. schrieb:

> Wenn man aber fuer jeden der 18 Sensorgen nen CAN- oder RS485-Controller
> braucht isses schon ziemlich aufwaendig...

Yep, ein RS485-Controller ist ja ein riesiger Aufwand. So gross, dass 
man für den halbduplex zusammen mit dem SHT-Interface immerhin schon 
einen 14-Pin Tiny braucht.

Nu - 50 Meter Sensorleitung zum SHT11 mitten durch die Industrie würde 
ich ohne irgendwelche Transceiver nicht wirklich empfehlen. Nur kann man 
das bei RS485 als Bus aufbauen, mit 1x Transceiver pro Sensor und 1x 
zentral (19 Transceiver + 18 Tinys = 37 Zwerge). Mit dummen SHT11 plus 
I2C-Puffer kriegst du zentral statt einem Transceiver deren 18 (= 36 
Puffer) und eine Sternverkabelung mit jeder Menge Pins obendrauf.

Autor: gk (Gast)
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Es gibt bei Sensirion eine Box mit 20 Eingängen, aber bei 3m ist wohl 
Schluss.

http://www.sensirion.ch/en/pdf/product_information...

gk

Autor: Dschnei (Gast)
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gk schrieb:
> Es gibt bei Sensirion eine Box mit 20 Eingängen, aber bei 3m ist wohl
> Schluss.

Die Box liegt mit fast 3000€ aber leider auch weit außerhalb des 
Budgets.

Autor: gk (Gast)
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Als Eval-Kit ist das tatsächlich etwas teuer, ich dachte die verdienen 
Ihr Geld mit den Sensoren.
gk

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