Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperaturlogger UW-Höhle


von David M. (cavediver)


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Hallo Zusammen,

Kurz zu mir, ich bin nicht so der Elektronik/Kontroller spezialist, kann 
mir aber gewisse Sachen sehr schnell aneignen und mit bisschen Try&Error 
zum laufen kriegen.
Da ich den Try&Error Part jedoch gerne etwas minimieren würde, hoffe ich 
hier einige Inputs zu bekommen von erfahrenen leuten.


Ich bin auf der suche nach einer Möglichkeit den Temperaturverlauf einer 
Unterwasserhöhle über 1 Jahr, oder mindestens 6 Monate zu Loggen und aus 
zu werten.

Der "Perfekte" Logger hätte folgende Eigenschaften:
-Log Intervall 1x Täglich
-Sollte eine Tiefe von -80m überstehen (9Bar) dies ist jedoch wohl das 
kleinste Problem wenn ich das Gerät einfach komplett vergiesse und so 
ein geschlossenes System habe.
-Der Akku Sollte 6 Monate, oder noch besser 1 Jahr halten
-Der Akku sollte sich über Nacht, über wirelesscharching laden lassen da 
der Akku ja wohl auch vergossen sein wird/sollte
-Die Ausgabe der Daten kann sehr simpel in einer Excel sein mit Datum 
Zeit und Messwert
-Das auslesen der Daten sollte auch Bluetooth sein, da so ein komplettes 
vergiesen möglich ist.
-Die Ganze Elektronik sollte keine Wärme Produzieren die das 
Messergebnis verfälscht
-Falls eine externe Eingabe erforderlich ist (Einschalten, Starten von 
BT, etc) muss ich dies über einen Optokoppler oder ähnliches machen 
können... Idealerweise habe ich dies jedoch nicht)

Ich hoffe ihr versteht in etwa was ich machen will, und wäre über Inputs 
sehr dankbar!

In erster Linie gehts hier um den Schaltkreis, um den mechanische Aufbau 
werde ich mich danach kümmern.

Also gebt mir mal Inputs mit welchen Komponenten Ihr Profis sowas 
realisieren würdet, danach kann ich mich entsprechend informieren :D

Gruss

von TR.0LL (Gast)


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David M. schrieb:
> Also gebt mir mal Inputs mit welchen Komponenten Ihr Profis sowas
> realisieren würdet, danach kann ich mich entsprechend informieren :D

Ich würde verwenden:
  - Nrf52 (Mikrocontroller mit BT)
  - Ds18b20 (Temperatursensor)

von TR.0LL (Gast)


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TR.0LL schrieb:
> David M. schrieb:
>> Also gebt mir mal Inputs mit welchen Komponenten Ihr Profis sowas
>> realisieren würdet, danach kann ich mich entsprechend informieren :D
>
> Ich würde verwenden:
>   - Nrf52 (Mikrocontroller mit BT)
>   - Ds18b20 (Temperatursensor)

Ich vergaß noch eine Rtc (Pcf8563 würde ich dafür empfehlen).

von Bernhard S. (gmb)


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Einfach was fertiges nehmen?

https://www.reichelt.de/usb-datenlogger-30-70-c-ip-67-tempmate-m1-p251535.html?&trstct=pos_4&nbc=1

Das würde das Problem auf das Finden eines passenden Gehäuses 
reduzieren. Ich denke für 80m Tauchtiefe muss man das nicht eingießen. 
Oder soll das dauerhaft in der Tiefe verbleiben?

Die schreiben bis zu 12 Monate mit 32000 Messwerten.

von David M. (cavediver)


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Der Logger soll natürlich ca 1 Jahr in der Tiefe bleiben...

von Bernhard S. (gmb)


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David M. schrieb:
> Der Logger soll natürlich ca 1 Jahr in der Tiefe bleiben...

Oh! Meine Vorstellung war eine mit Luft gefüllte Höhle die man nur durch 
Tauchen erreicht ... OK :-)

von TR.0LL (Gast)


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von uxdx (Gast)


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Eingiessen ist nicht nötig. Lass Dir bei einem Metall-Betrieb oder von 
einem Bastler (findest Du z.B. bei http://forum.zerspanungsbude.net/) 
einen Stahlzylinder mit Gewinde und passendem Deckel drehen. Der 
Temperaturfühler kommt dann an die Wand des Zylinders, die leitet die 
Temperatur gut weiter und Du hast keine Verfälschung der Temperatur, wie 
sie bei vergossenen Schaltungen auftreten.

Zur Elektronik: es gibt viele Controller, die brauchen extrem wenig 
Strom, da hält eine Batterie mehrere Jahre. Ich habe mal so etwas mit 
einem PIC und TSIC206 gemacht, die Lithium-Batterie hatte nach >2 Jahren 
immer noch 3,5 Volt (initial waren es 3,6 Volt). Der PCF8563 braucht 
einen externen Quarz, das ist so (un)genau wie eine herkömmliche 
Quarz-Uhr. Nimm lieber einen temperaturkompensierten IC wie z.B. den 
DS3231 oder den RV-3029-C2, die haben einen Fehler von 2-6 ppm , ein 
Uhrenquarz dagegen typischerweise 20-50 ppm und zusätzlich eine gewisse 
Abhängigkeit von der Temperatur.

von uxdx (Gast)


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Ich hätte noch eine Idee für den Behälter: ein Stück Wasserrohr mit 
Abschluss-Kappen, gibt es im Baumarkt. 10 bar müssten die locker 
aushalten.

von Janus Mehrfachobjektiv (Gast)


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Nimm zwei Akku's mit geringer selbstentladung,
https://produkte-im-test.de/im-test-akkus-mit-geringer-selbstentladung/

eventuell übernimmt eine kleines Wasserrad die 
Aufladung/Energieversorgung

Da eine Tauchlampe 120m als beisüiel wie ein elektrisches Gerät aussieht 
was deinem Spezifizierten Druck standhält. So weit erkennbar, 
unvergossen:
https://www.decathlon.de/p/tauch-lampe-eos-15rz-1500-lumen-einstellbar-wasserdicht-120-m/_/R-p-X8526507?mc=8526507

von David M. (cavediver)


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uxdx schrieb:
> Ich hätte noch eine Idee für den Behälter: ein Stück Wasserrohr mit
> Abschluss-Kappen, gibt es im Baumarkt. 10 bar müssten die locker
> aushalten.

Sehr gute Idee

Janus Mehrfachobjektiv schrieb:
> eventuell übernimmt eine kleines Wasserrad die
> Aufladung/Energieversorgung

Kommt nicht in Frage, dies würde mehr probleme machen als lösen...


uxdx schrieb:
> Zur Elektronik: es gibt viele Controller, die brauchen extrem wenig
> Strom, da hält eine Batterie mehrere Jahre. Ich habe mal so etwas mit
> einem PIC und TSIC206 gemacht, die Lithium-Batterie hatte nach >2 Jahren
> immer noch 3,5 Volt (initial waren es 3,6 Volt). Der PCF8563 braucht
> einen externen Quarz, das ist so (un)genau wie eine herkömmliche
> Quarz-Uhr. Nimm lieber einen temperaturkompensierten IC wie z.B. den
> DS3231 oder den RV-3029-C2, die haben einen Fehler von 2-6 ppm , ein
> Uhrenquarz dagegen typischerweise 20-50 ppm und zusätzlich eine gewisse
> Abhängigkeit von der Temperatur.

Hast du mir mehr Details zu deinem Projekt?

von Stephan S. (uxdx)


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Hallo David,

ich habe vor 10 Jahren mal einen Temperatur-Logger gebaut, um 
Langzeitmessungen in einem Gebäude zu machen, Schaltbild und Programm 
ist alles noch da.

Beitrag "Re: digitaler Thermosensor"

das ist nur die Messroutine, Du kannst selbstverständlich das ganze 
Programm haben, das ist "plug and play", alles weitere am besten per PN

Gruss Stephan

von Arno H. (arno_h)


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von Murmeltier (Gast)


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Guck mal hier:

https://thecavepearlproject.org/

Allerhand Wissenswertes zur Konstruktion und Erfahrungen.

von Werner H. (werner45)


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Die Temperaturänderungen sind in einer unterirdische Höhle sehr gering, 
also kleiner Meßbereich und dafür größere Auflösung.
Meine Grundwassertemperatur schwankt gerade mal 1°. Im Sommer 13°, also 
zum Kühlen geeignet, im Winter 12°, also als Frostschutz für Regenwasser 
geeignet.

Beitrag #6330458 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Frank K. (fchk)


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Meine Vorschläge:

1. Stromversorgung. Kein Akku. Kein Aufladen. Einwegzelle. Schau Dir mal 
das hier an:

https://www.saftbatteries.com/products-solutions/products/ls-lsh-lsp

Das sind Lithium-Zellen, die nicht aufladbar sind und eine extrem 
geringe Selbstentladuung haben. Da bekommst Du z.B. eine LS33600 mit 
17Ah als D-Zelle (61mm lang 33mm Durchmesser) mit 3.0V. Mit 17Ah kannst 
Du schon was anfangen.

2. Speichermedium. SRAM. Microchip 23LCV1024.

https://www.microchip.com/wwwproducts/en/23LCV1024

SPI, 128kByte. 4uA im Standby. Überlegung dabei: Spannungsversorgung ist 
immer da, Du kannst zur Sicherheit noch eine Knopfzelle an VBAT 
anschließen, die das RAM auf jeden Fall am Leben erhält, und die Energie 
zum Speichern eines Wertes ist bei SRAM natürlich um Zehnerpotenzen 
geringer als bei Flash oder EEPROM, die erst Ladungspumpen anwerfen 
müssen.

Datentransfer, IO: am besten kein Funk, sondern beispielsweise über UART 
und IR-LED/IRDA oder so. Das Auslesen wird über einen Reed-Kontakt 
getriggert, d.h. die Abfrage dessen braucht auch keinen Strom. Du musst 
ja auch nicht weit kommen, d.h. die Helligkeit kann sehr gering sein.

Prozessor: fast egal, fast jeder hat heutzustage Low Power Prozessoren. 
Schau Dich bei Energy Micro (jetzt bei SiLabs) um, die haben nämlich 
auch die entsprechenden Eval Boards, mit denen Du Deinen Stromverbrauch 
messen und durch geeignete Programmierung minimieren kannst.

https://www.silabs.com/mcu/32-bit/efm32-zero-gecko

fchk

von Murmeltier (Gast)


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Die 17AH Li Zellen können es aber wegen ihres Energiegehalts in sich 
haben: Einem Kunden von uns sind 50 Stück solcher Zellen aufgereiht in 
einen Ölbohrgestänge in der Arbeitshalle durch einen Kurzschluss in die 
Luft gegangen. Das soll tatsächlich spektakulär gewesen sein. Die Zellen 
versorgten eine Menge Meßelektronik.

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