Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sensor für Raumklima


von Pablo A. (dschinn)


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Hallo zusammen,
ich kenne mich nur sehr wenig mit Elektronik aus und hoffe daher hier 
Hilfe zu bekommen.

Für meine Diplomarbeit im Fach Produktdesign entwickle ich ein System, 
mit dem Temperatur, Feuchtigkeit und Bewegung in Innenräumen erfasst 
werden sollen. Die Daten sollen per Funk alle 10 Minuten an eine 
Basisstation übertragen werden. Für die Basisstation ist ein Raspberry 
Pi vorgesehen.
Meine Fragen sind nun:

1) Wie kann man die Daten von den Sensoren am besten bzw. 
energiesprendsten an den Raspberry Pi übertragen? WLAN?
Was für ein Bauteil würde ich dafür benötigen?

2) Welche Sensoren kann ich für die Erfassung benutzen? Ich habe zum 
Beispiel folgendes gefunden:
http://www.sensirion.com/de/produkte/feuchte-temperatur/feuchtesensor-sht10/
http://www.cooking-hacks.com/index.php/shop/sensors/temperature/twig-temp-humi-sensor.html
http://www.cooking-hacks.com/indexa.php/shop/sensors/digital-infrared-motion-sensor-pir.html

3) Was brauche ich noch für Bauteile außer den Sensoren ? Funkmodul?
Controller? Stromversorgung? (Die Sensoren sollen mit einer Batterie 
versorgt werden und möglichst lange halten)

Vielen Dank und beste Grüße aus Berlin,
Pablo

von Omega G. (omega) Benutzerseite


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Du könntest Si7005 als Luftfeuchte und Temperatursensor nehmen. Die 
Daten mit einem einfachen Mikrocontroller einsammeln und z.B. CC2500 als 
Funkmodul nehmen.

Dem Raspberry Pi kannst du ebenfalls einen CC2500 verpassen. Mit dem 
Modul spidev kann man den ganz bequem ansprechen und eine 
Empfängersoftware schreiben. Zum Daten abspeichern und visualisieren 
würde ich RRDtool nehmen.

von Pablo A. (dschinn)


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Hallo Omega,
vielen Dank für die schnelle Antwort!!
Das hilft mir weiter.

2 Fragen hätte ich noch:

1. Du meintest man könnte einen einfachen Mikrocontroller nehmen, 
könntest du mir einen Typ nennen, den man beispielsweise dafür nutzen 
könnte?

2. Wie würdest du dann den Sensor mit Strom versorgen? Bzw. Welche 
Batterien nimmt man für so einen Zweck am besten?

Danke und viele Grüße!

Pablo

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Pablo Ab schrieb:

> 2) Welche Sensoren kann ich für die Erfassung benutzen?

Ich habe gute Erfahrungen mit dem SHT21 von Sensirion gemacht.  Im
Gegensatz zum SHT10 spricht der reguläres I²C und ist damit recht
leicht an beliebige Controller anzubinden.

Allerdings sind gute Feuchtigkeitssensoren nicht billig, da die
Kalibrierung der Teile aufwändig ist.

von Omega G. (omega) Benutzerseite


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Einen SHT21 habe ich auch in Betrieb, der funktioniert auch super, ist 
aber etwas teurer als der Si7005. Könnte dafür aber etwas genauer sein 
oder weniger Hysterese haben.

Ich würde bzw. verwende für sowas z.B. LPC2103, weil ich diese gut 
kenne. Aber eigentlich sollte es fast jeder beliebige Controller tun.

Als Stromversorgung würde ich einen Li Ion Akku nehmen.

von Pablo A. (dschinn)


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Wow schon 2 Antworten, top, danke!
Was würdest du dann schätzen wie viel Platz ich in dem Gehäuse für den 
Akku einplanne sollte?
Bzw. hast du einen Akku im Kopf, den ich verwenden könnte dafür?

Und noch eine "Anfänger" Frage:
Werden dann das Funkmodul, der Sensor und Mikrocontroller auf eine 
Platine gelötet/gesteckt oder wie verbindet man die einzelnen Teile?

von A. W. (uracolix)


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Pablo Ab (dschinn) schrieb
> 1) Wie kann man die Daten von den Sensoren am besten bzw.
> energiesprendsten an den Raspberry Pi übertragen? WLAN?
> Was für ein Bauteil würde ich dafür benötigen?

WLAN ist sicher moeglich, aber fuer Sensorik wuerde ich eher
in Richtung der IEEE-802.15.4-Protokolle schauen.

Schau mal die Links durch, da sind schon mal fast 90% der Technik
deines Produktes implementiert:

http://uracoli.nongnu.org/clt2011/index.html
http://uracoli.nongnu.org/epj00-802154_nicht_nur_fuer_profis/index.html
http://uracoli.nongnu.org/clt2013/index.html

>Für die Basisstation ist ein Raspberry Pi vorgesehen.

Wenn ein Display an der Zentrale sein soll ist der R-Pi sicher ne gute
Wahl, ansonsten taete es auch ein OpenWrt-Router, der End-User greift
doch sicher ueber ne Aehhppp auf die Daten zu.

Was gehoert denn alles zu der Produktdesign-Aufgabe? Geraete-Definition, 
Gehaeuse, Preise, Marketingstrategie, ... erzaehl mal naeheres. Muss das
System in Echt funktionieren oder ist es das "Konzept", das du abgibst?

von Linx (Gast)


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Pablo Ab schrieb:
> Und noch eine "Anfänger" Frage:
> Werden dann das Funkmodul, der Sensor und Mikrocontroller auf eine
> Platine gelötet/gesteckt oder wie verbindet man die einzelnen Teile?

Eigentlich fertigt man dafür extra Platinen (auch PCB genannt) an. Du 
weißt schon, dass das nicht wie anschließen von IPad an PC ist oder? Du 
musst programmieren! Auch wenn es aus Elektrotechnikersicht der letzte 
Schrott ist empfiehlt sich die Arduino Plattform: http://arduino.cc/
Ein einfacherer Einstieg ist nicht möglich. Welcher am geeignetsten ist 
kannst du sagen, wenn du ein Pflichtenheft gemacht hast. Das empfiehlt 
sich sehr, aufschreiben was das Ding können muss. Such mal nach Arduino 
kompatiblen Sensoren dann ist meistens Quellcode mit dabei. Dann musst 
du selbst nur noch die Programmschnipsel zusammenfügen und nichts dir 
selbst erarbeiten. Das könnte nämlich viel Zeit in Anspruch nehmen, wenn 
man in dem Gebiet nicht so erfahren ist. Die Bauteile zu montieren ist 
nicht einfach, wenn man keine Platine fertigt (in Arduino-kreisen 
"Shield" genannt). Entweder arbeitest du dich in ein billiges 
Layoutprogramm für Platinenn (Eagle, Target, KiCad, ...) ein oder du 
realiserst es auf Lochraster. Google mal danach. Kannst du Schaltpläne 
lesen?

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