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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LPC 938 Wetterstation


Autor: Simon Milde (simonmilde)
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Hallo!!

Hoffe mir kann jemand helfen
Bin gerade an der Planung meiner Technikerarbeit. Es soll eine
Wetterstation daraus entstehen. Muss den LPC938 verwenden und bin gerade
auf der suche nach passenden Sensoren.
Habe mir gedacht ich möchte auf jedenfall die

-Temperatur          (DS1621)
-Luftfeuchte         (SHT 11/15 o. SHT 71/75)
-Luftdruck           (mpx4100)
-Windgeschwindigkeit (?????)
-Regenmenge          (??????)
-Helligkeit          (????)
-Sonnendauer         (?????)

messen.
Kann mir jemand von euch tips geben welche Sensoren ich am besten
verwenden sollte.

vielen dank schonmal. Gruß

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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Ich habe auch grad noch ein kleines Wetterstationsprojekt an unserer 
Schule laufen, bin jetzt fertig mit der Schule, gestern auf dem 
Sommerfest das Ding vorgestellt.

Budgetmäßig kamen bei mir nur 3 Sensoren zum Einsatz
- DS18B20
- Der Feuchtesensor ("FEUCHTESENSOR" als Artikelnummer) bei Reichelt
- MPX4115

Mit dem DS1621 hatte ich in Version 1 nur schlechte Erfahrungen gemacht, 
Temperaturwert stark abgewichen, schlechte Auflösung. Der 18B20 hat 
12bit Auflösung, zwar die gleiche Genaugikeit, aber hat jetzt ohne 
Kalibrierung auf 0,2K mit nem guten Quecksilber-Thermometer 
übereingestimmt. Bei Kalibrierung sicher sehr brauchbar.

Der Feuchtesensor von Reichelt ist nen kapazitiver mit 15% Streuung. Ich 
hab ihn wie folgend angesteuert: Kurzgeschlossen mit GND, über 2MOhm 
aufgeladen und gewartet, bis er eine Spannungsschwelle überschreitet 
(1,22V Bandgap-Referenz beim AVR). Solange eine Variable hochgezählt. 
Mit zwei Messwerten (von nem Vergleichsmultimeter, also ungenau) kam 
dann ne ungefähre Umrechnungsformel raus. Genau wohl auf paar Prozent, 
das reicht gut.

MPX4115 geht bis 1150hPa, reicht also locker. Will jedoch 5V +-0,1V 
(oder so) als Versorgung, also nicht unbedingt 3V3-kompatibel. Auflösung 
bei nem 10bit ADC von ungefähr 1hPa. Nach Datenblatt geht er jedoch bis 
+-15hPa falsch, was ich gelesen habe.

Das ist das, was ich zu berichten habe. Lichtintensität und Sonnendauer 
lässt sich hoffentlich mit einem Lichtsensor realisieren oder nem LDR. 
Bisschen kalibrieren und vergleichen.

Windgeschwindigkeit/Regenmenge habe ich leider noch keine 
geldbeutelakzeptablen Sensoren gefunden, wäre also für jegliche Infos 
auch dankbar, deshalb abo.

Kurz zum Board:
Mega32 auf 2^22Hz bei 3,3V mit zusätzlichem 5V Regler. SD-Karten-Slot 
und FT232R als USB-Bridge. Wichtig ist bei der Sache der praktische 
Nutzen:
Entweder kabelgebunden, dann hast du zwar keine Probleme mit 
Strom/Datenspeicherung/-übertragung, jedoch Standortprobleme. Finde mal 
einen Platz, wo die Klimatischen Bedingungen gut sind (keine direkte 
Sonne, Wind, Regen) jedoch auch eine Durchführung nach innen möglich 
ist. Funk braucht Strom und je nach Stromsparmechanismen reicht ne 
Solarzelle nicht aus, ist jedoch flexibel vom Ort.

So, das ist das, was ich zu erzählen habe.

Wäre auch an Anregungen interessiert.

Autor: E. B. (roquema) Benutzerseite
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> -Windgeschwindigkeit (?????)
Entweder einen fertigen Flügelradwindmesser kaufen (guck dich mal bei 
ELV um, die Sensoren deren Wetterstationen gibt es IMHO auch einzeln) 
oder etwas selbstbauen. Bauvorschläge findet man im I-Net. Halbe 
Tischtennisbälle, eine gut und leuchtläufig gelagerte Achse. An dieser 
ein Magnet befestigt. Dieser schaltet jede Umdrehung einen Reedsensor. 
Der Rest ist Software.
Kommt auf dein Budget an...
> -Regenmenge          (??????)
Gilt das gleiche wie oben...
> -Helligkeit          (????)
LDR (Photowiderstand) im einfachsten Fall mit R als Spannungsteiler 
geschaltet an deinem AD Wandler.
> -Sonnendauer         (?????)
Kannst du mit den Daten des LDR errechnen...
mit Google findet man da wohl einiges. Z.B.
http://www.wuerttemberg.vcp.de/uploads/media/Wette...

Autor: E. B. (roquema) Benutzerseite
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Gibt sogar ein Forum für Wetterstationen:
http://www.wetterstationsforum.de/phpBB/index.php

Autor: Condi (Gast)
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Sonnendauer, Helligkeit, usw. wie wäre es mit einer Solarzelle?

Autor: Gerhard. (Gast)
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Hallo Simon,

habe zuerst versehentlich diesen Bericht in einer Parallelausgabe von 
Deiner Anfrage weitergeleitet wo nichts mehr los ist.

verwende den Intersema MS5534A/B für den Drucksensor - der kommt schon
fabriksmässig mit Absoluteichung von +/- 1.5Hpa. Der MXP4115 ist gut, 
benötigt aber Eichung. Es gibt auch noch ähnliche Sensoren von VTI, sind 
aber extrem schwer montierbar.

Temperatur und Feuchtigkeit macht schon der SHT11 zusammen, der DS1621
ist überflüssig. Sonst ist auch der LM35 recht gut.

Für die Messung der Sonnendauer gibt es verschiedene Wege. Am
leichtesten für den Eigenbau ist warscheinlich die Methode vom Aanderaa
Model 3160 Sensor . (Schattenmethode von 8 Photodioden und
Abschattungstiel). Habe mir selber so eine Sensor nach dieser Methode
und einem PIC gebaut.

Helligkeit ist schwierig wegen Eichung und Spektraler Genauigkeit des
Sensors. Ist aber schon von einigen Hobbyisten verwirklicht worden.

Regenmenge wird oft mit der "Tipping Bucket" Methode (Wippe)
gemessen. Ist einigermassen leicht nachbaufreundlich. (Reedkontakt oder
Halleffektsensor für die Erfassung der Wippe. Die Wippe (Auflösung) ist 
meistens in Sprüngen von 0.01 inch oder 0.1mm geeicht. Die 
Standardgrösse des Auffangstrichters ist 200 cm2.

Für die Windgeschwindigkeit ist das Anemometer die gebräuchlichste
Methode. Internet nach Anregungen/Bauanleitungen als Startpunkt
durchsuchen. Eichung ist etwas schwierig, aber machbar. Die
Ultraschalldopplermethode ohne Mechanik ist ein Projekt für sich und 
würde es wegen dem grossen Zeitaufwand nicht empfehlen.

Die Windrichtungsmessung ist nicht zu schwierig. Man nimmt meistens
Potentiometer mit 360 Grad Arbeitsbereich (Schwierig beschaffbar und
meistens teuer) oder einfacher mit Reed oder Optosensoren.
(Internetsuche nach Beispielen)

Gib Dir mal vom Internet her einen Überblick wie Firmen und Hobbyisten
das machen. Es gibt da genug Material.

Ist halt wichtig sich mit der Materie einzuarbeiten. Man muss sich auch
vor die Augen halten, dass die Verwirklichung von Wettersensoren nicht
immer durch massgeschneiderte ICs wie z.B. der SHT11 oder MS5534A direkt
möglich ist und oft viel mechanischer Aufwand zur Herstellung von 
kompletten Sensoren erforderlich ist.

Hoffe das hilft für den Anfang.

Gerhard

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Der SHT11 ist ja echt interesannt aber nicht ganz billig (bei Farnell 
18€)
Oder kennst jemand ne günstige Bezugsquelle?

Autor: Simon Milde (simonmilde)
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ne kenn ich leider nicht!!! leider hab ich heute bemerkt das er nich 
I²C tauglich ist!!!!!

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Jo das sit ja noch zu verschmerzen ansonsten ist der Chip nämlich TOP!

Autor: Simon Milde (simonmilde)
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hast recht!!! leider darf ich den nicht nehmen!! muss I²C tauglich 
sein!!!

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Naja da würd ich einfach noch ne AVR zwischenschalten (der kann sich 
gleich um CRC und so kümmmern) die 1,50€ sollten dann noch drinn sein :)
Im Datenblatt sind auch noch korrekturformeln angegeben um die 
Temperaturdrift und Linearisierung rauszurechnen!
Der AVR könnte dann nix weiter tun als:

- Meßwert einlesen
- Korrektur berechnen
- Daten über I²C/TWI zur Verfügung stellen

Autor: D. W. (dave) Benutzerseite
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Wenn du sagst, Wetterstation und LPC 938, dann können wir ja nicht 
wissen, dass da eine Beschränkung auf I2C-Sensoren dabei ist.

Sensoren ohne I2C also nicht? Oder bist du nur zu faul, nen andres 
Protokoll zu implementieren...

Manche Arten von Sensoren wird es wohl garnicht mit I2C-Interface geben.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Licht mit I2C: TCS2550 (micromaus.de). Ist zwar offiziell SMBUS, aber 
der ist nahezu identisch mit I2C.

Nachteil: Für volle Sonneneinstrahlung braucht der eine gute 
Sonnenbrille, weil ungeschützt längst am Anschlag. Der ist halt dafür 
konzipiert, das Backlight von Laptops zu regeln. Mit dem 
Licht/Frequenzwandler TSL230R geht das einfacher, aber der ist nicht 
I2C.

Du kannst natürlich einen Controller-Zwerg dazwischen schalten, der 
Sensorwerte misst und zum Hauptcontroller hin die gewünschte 
I2C-Schnittstelle nachbildet. Dann ist die Auswahl der Sensoren 
einfacher (Feuchte: HS1101 von csd-electronics).

Autor: Robert Teufel (Gast)
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Einfach mal zur Klarstellung. Wenn I2C gefordert ist, dann ist das nicht 
weil der LPC938 keine anderen Schnittstellen hat, der ist naemlich auch 
mit UART und SPI in Hardware ausgestattet, dafuer muss es dann anderen 
Gruende geben. Einen AVR dazwischenzuschalten waere ziemlich laecherlich 
und ... naja, darauf will ich jetzt nicht naeher eingehen.

Robert

Autor: Andreas K. (a-k)
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> naja, darauf will ich jetzt nicht naeher eingehen.

Du hast natürlich recht, aber ich werde das Gefühl nicht los, dass der 
schwierigste Teil der Aufgabe nicht in der Programmierung besteht, 
sondern darin, all diese Sensoren in einer I2C-Version aufzutreiben.

Autor: Andreas K. (a-k)
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@Robert Teufel: Apopos I2c: Müsste sich bei euch nicht eine Liste von 
all dem Kram auftreiben lassen? Immerhin zahlen die alle brav Lizenzen. 
Die Aufgabe könnte glatt von euch gesponsort sein. ;-)

PS: Nicht als Kritik zu verstehen. Bloss stach mir der Zusammenhang 
etwas ins Auge.

Autor: Robert Teufel (Gast)
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Philips und NXP freuen sich immer wenn I2C gefordert wird ;-) 
Persoenlich bin ich kein grosser Verfechter dieses Busses aber man nimmt 
eben was man bekommen kann. Mir waere nicht bekannt, dass NXP dieses 
Projekt in irgendeiner Form sponsored. Im Gegenteil schliesse ich mich 
Deiner Meinung (a-k) an, dass die Aufgabe voellig unnoetig erschwert 
wird durch die Vorgabe, es muss I2C sein. SPI und UARTs sind doch auch 
wunderschoene Schnittstellen.

Robert

Autor: Sebastian K. (albatros82)
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Das sieht auch ganz interessant aus. Das 1Wire interface bietet das 
zahlreiche möglichkeiten..

http://www.meteo-julianadorp.nl/1-wire/D-1wirestation.htm

Autor: Simon Milde (simonmilde)
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Hey Leute erstmal hut ab. hätte beim besten willen nicht mit so einer 
großen resonanz gerechnet.danke euch schonmal.
was die sensoren betrifft :
ja es stimmt ich soll nur  I²C taugliche nehmen!!

noch ne frage kann mir jemand nen tip geben was die funkverbindung 
betrifft.

also hab mir gedacht controller mit sensorenanschluss unterm dach

per funk zum

controller hinter dem LDC display der die ganze auswertung vornimmt

von ihm per funk

ne übertragung zu nem relais das ne markiese bei verschiedenen 
schwellwerte steuert.

natürlich soll per rs232 ne auswertung am pc stattfinden(was nicht das 
größe problem ist)

mit funk hab ich noch nichts gemacht und deshalb die frage auf was ich 
da achten muss und ob ihr mir da tipps geben könnt.!!

greetz simon

Autor: Gast (Gast)
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Und hast du schon alle Sensoren beinander ???

Autor: Simon Milde (simonmilde)
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ne nochnicht alle!! warum fragst?? hast noch anregungen??

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