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Forum: FPGA, VHDL & Co. Feuchtesensor


Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Hallo,

Meinungen zur folgenden Auswerteschaltung für einen Feuchtesensor?

Benötigt wird nur eine grobe Auswertung, feuchte über/unter Grenzwert.

Dazu ein kap. Feuchtesensor (im weiteren wie ein normaler C behandelt: 
0% feuchte -> 110 pf; 100% feuchte -> 140 pF), ein Widerstand, ein 
FPGA-Ausgang, ein -Eingang und Masse. Der C zwischen Masse und den 
(Eingang), der R zwischen Ausgang und den C, dabei ein Schaltungsknoten 
an dem C r und Eingang verbunden sind.

Der Ausgang schalten auf '0' -> C wird entladen,
Nach etlicher Zeit Ausgang auf '1' und (Takt-) Zähler starten
wechselt der Eingang auf '1' -> Zähler stoppen.

Der Endwert des Zählers geht an einen Komperator, der dann entscheidet 
ob zu feucht oder trocken.

MfG

Autor: Klaus Wachtler (mfgkw)
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ich will jetzt gar nicht wissen, wozu das gut ist...

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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... sag ich trotzdem: droht Kondenswasser, soll eine Warnung initiert
werden ...

MfG,

Autor: Gast (Gast)
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> ... sag ich trotzdem: droht Kondenswasser, soll eine Warnung
> initiert werden ...

Schade, dachte schon das wäre die nächste Umsetzung eines Projektes zum 
Zwecke des vollautomatischen Überlfutens des Wohnzimmers im Urlaub ;-)

Die üblichen(tm) Anbieter derartiger kapazitiver Sensoren schweigen sich 
bzgl. typischer Aufbauten leider aus kommt mir vor. Ich hätte zuerst an 
einen Schwingkreis mit Frequenzzählen gedacht.. Wenns Dir nur um 
Kondensatbildung geht, dann wäre vielleicht auch der Einsatz eines 
resistiven Betauungssensors überlegenswert - Spannungsteiler dran und an 
den AD und gut (genug) iss :-)

HTH

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Frequenzzählen ist das übliche, ich häts gern noch ein bißchen 
einfacher. Betauungssensor braucht halt einen AD-wandler, das ist eine 
Option wenn am Spannungs-monitor noch ein Eingang freibleibt.


MfG,

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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@ Fpga Kuechle
Was du mit dem RC-Glied machst, ergibt im Mittelwert Gleichspannung am 
Sensor. Etliche Sensoren möchten gerne mit richtiger Wechselspannung 
angesteuert werden, sonst gibt es Elektrolyseeffekte.
Verträgt dein Feuchtsensor Gleichspannung?

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Guter Hinweis, werd mal den sensor auf elektrolyse-probs checken.

MfG

Autor: Matthias G. (mgottke)
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Die kapazitiven Sensoren vertragen in der Regel Gleichspannung. Ich 
würde allerdings empfehlen, dass Du einen Kapazität nach Frequenzwandler 
aufbaust. Schaltungstechnisch ein einfacher Comparator mit definierter 
Hysterese. Denn Deine Schaltschwelle am FPGA-Eingang ist mehr als 
undefiniert und von verschiedenen Faktoren abhängig.

Weiter gebe ich zu bedenken: Die Sensoren haben in der Regel sehr hohe 
Grundtolleranzen: 50% ist durchaus noch normal. Daher ist ein Abgleich 
notwendig. Weiterhin geht die Temperatur sehr stark in den Messwert mit 
ein. Es wird zwingend eine Verrechnung der gemessenen Kapazität mit der 
Temperatur benötigt. Temperaturänderungen können ohne Abgleich durchaus 
einen Fehler 50% RLF (Relative-Luft-Feuchte) bedeuten.

Achtung: Die Sensoren messen Luftfeuchte. Also Wasser in Gasförmigem 
Zustand. Betauung hingegen ist Flüssiges Wasser!

Wenn kein großer Preisdruck dahinter steht, dann würde ich Dir empfehlen 
einen Sensor zu kaufen, der bereits abgeglichen ist. Die enthalten einen 
Temperatursensor und intern eine Abgleichtabellen. Zudem haben die ein 
digitales serielles Interfache. Mit der "Billigvariante" habe ich mir in 
der Firma schon die Zähne ausgebissen. Es ist fast nicht zu beherrschen.

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Vielen dank für die Hinweise,

Temperaturkompensation (T-Fühler vorhanden,Software soll entsprechend 
Komperatur-Wert anpassen) ist beherrschbar, die Schaltschwelle auch.

Die fertigen sensoren (Sensirion, SHT11) sind im Vgl. zu passiven 
Sensoren teuer (SHT ca 22 Euro, passiver sensor ca. 5 Euro) und wie mir 
die Diskussion gezeigt hat konzeptionell überdimensioniert - Eigentlich 
brauch ich einen resistiven Betauungssensor. Es ist halt immer wieder 
wie im Anhang.

Nochmals vielen Dank

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Eigentlich brauch ich einen resistiven Betauungssensor.
z.B. Hygrosens SHS A4
Dann kommt aber wieder die Elektrolysegeschichte zum tragen...

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Lothar Miller schrieb:
>> Eigentlich brauch ich einen resistiven Betauungssensor.
> z.B. Hygrosens SHS A4
> Dann kommt aber wieder die Elektrolysegeschichte zum tragen...

Sicher? Im Datenblatt für den A5 finde ich:

  Weitere technische Daten: Auswertespannung < 0,8 VSS AC/DC

das klingt nicht nach Elektrolyse. Und einen resistiven sensor klemm ich 
an einen Standard Voltage-Monitor-IC. Da brauchst kein RC oder 
Schwingkreis wie bei kap. Sensoren?!

Gruß

Autor: Gast (Gast)
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HIH 4000

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Sicher?
Hmmm.... Nein, nicht (mehr) ganz  ;-)
Aber ehrlich gesagt, ich selber verwende die HIH4030. Die sind auch nach 
etlichen Zyklen im Klimaschrank recht gut reproduzierbar.

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