Gehäuse für Datenlogger

[Sebastian R. (sebr)]

Habe den Auftrag bekommen für einen befreundeten Hobbygärtner einige 
Datenlogger für seine Gewächshäuser zu basteln. Schnell fiel die Auswahl 
auf ein ESP8266 Modul mit einigen Sensoren wie BME280, TSL2561 etc. Dazu 
noch ein OLED Display, einige RGB LEDs und ein Drehencoder sowie 
Energieversorgung. Alles kommt auf Breakout Boards und wird dann auf 
Lochraster zusammengestrickt da insgesamt nur 5 Logger gebraucht werden. 
Der LUA Code war auch schnell fertig und auf dem Steckbrett läuft alles 
wie gewünscht.
Problem ist jetzt ein Gehäuse zu wählen / bauen, das mit den 
Umgebungsbedingungen im Gewächshaus klarkommt: Kondens- / Schwitzwasser, 
hohe Luftfeuchtigkeit, direkte Sonneneinstrahlung, Sprühnebel etc.
Natürlich sollen die Sensoren für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und 
Helligkeit (auch im Gehäuse eingebaut) noch die korrekten Werte 
anzeigen.

[Purzel H. (hacky)]

>Habe den Auftrag bekommen für einen befreundeten Hobbygärtner einige
Datenlogger für seine Gewächshäuser zu basteln.

Das Wissen dazu scheint eher etwas marginal zu sein ...

Also ein klotziges Powersupply, ab Netz, mit dicken Kondensern, oder ein 
paar dicke LiPos mit einem 7805, usw.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Ich verwende für meine Hobby Aussenprojekte oft diese Art von Gehäusen. 
Der Deckel hat eine Dichtung und die haben sich bei Ausseneinsatz in 
meiner Wetterstation seit 15 Jahren ohne irgendwelche Dichtungsprobleme 
bewährt. Diese Boxen werden on verschiedenen Größen und Tiefenmaße 
hergestellt.


Hier ein Beispiel:
https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+box&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjS0oiLlLvTAhVX2WMKHXcbD7QQ_AUIBygB&biw=768&bih=905&dpr=2#imgdii=YJnYN8SKscjM7M:&imgrc=KNpYHPSocfL0nM:
https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+box&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjS0oiLlLvTAhVX2WMKHXcbD7QQ_AUIBygB&biw=768&bih=905&dpr=2#imgrc=KNpYHPSocfL0nM:


Für irgendwelche Kabelanschlüsse nimm diese:
https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+box&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjS0oiLlLvTAhVX2WMKHXcbD7QQ_AUIBygB&biw=768&bih=905&dpr=2#tbm=isch&q=cb+microphone+plug

Diese Stecker verwende ich für RS485 Sensor Verbindungen. In über 15 
jahren haben sich jene sehr bewährt und sind leicht erhältlich und 
billig.

Diese Kabeleinführungen sind auch sehr empfehlenswert weil 100% dicht.

https://www.google.ca/search?biw=768&bih=905&tbm=isch&sa=1&ei=Muz8WMnOC8i4jAP29Z6oCw&q=cable+glands&oq=cable+glands&gs_l=mobile-gws-img.3..0l5.20352.23563.0.24685.13.8.0.5.5.0.127.873.4j4.8.0....0...1c.1.64.mobile-gws-img..0.13.1054.3..41j0i67k1.VDpnJI6gYvM#imgrc=Nf1xpkp-D1gAfM:

Wie gesagt, für Hobby Projekte nicht kommerzieller Anwendung reicht das 
allemal.

[Timm T. (Gast)]

Zwölf M. schrieb:
> oder ein
> paar dicke LiPos mit einem 7805

Für Lipos nimmt man sicher keine 7805er, da gibt es deutlich bessere 
Regler mit geringerem Ruhestrom, Unterspannungsabschaltung...

[Cyborg (Gast)]

Gerhard O. schrieb:
> Hier ein Beispiel:
> 
https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+box&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjS0oiLlLvTAhVX2WMKHXcbD7QQ_AUIBygB&biw=768&bih=905&dpr=2#imgdii=YJnYN8SKscjM7M:&imgrc=KNpYHPSocfL0nM:
> 
https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+box&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjS0oiLlLvTAhVX2WMKHXcbD7QQ_AUIBygB&biw=768&bih=905&dpr=2#imgrc=KNpYHPSocfL0nM:
>
> Für irgendwelche Kabelanschlüsse nimm diese:
> 
https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+box&prmd=isvn&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjS0oiLlLvTAhVX2WMKHXcbD7QQ_AUIBygB&biw=768&bih=905&dpr=2#tbm=isch&q=cb+microphone+plug

Im Grunde sind die Teile zwar die richtige Wahl aber garantieren
würde ich dafür nicht. Besser die Elektronik im inneren noch
extra versiegeln, evtl. das Gehäuse mit einem Spitzwasserschild
(Dach) versehen, dann müsste es gehen. Kabel nur von unten zuführen,
nie von der Seite oder von oben.
Nicht mal die Industrie schafft es, garantiert wasserdichte Gehäuse
zu liefern. Da muss man mit Versagen rechnen.
Bei Schwitzwasser versagen die sowieso, wenn man die Gehäuse nicht
belüften kann.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Cyborg schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Hier ein Beispiel:
>>
> https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+...
>>
> https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+...
>>
>> Für irgendwelche Kabelanschlüsse nimm diese:
>>
> https://www.google.ca/search?q=electrical+plastic+...
>
> Im Grunde sind die Teile zwar die richtige Wahl aber garantieren
> würde ich dafür nicht. Besser die Elektronik im inneren noch
> extra versiegeln, evtl. das Gehäuse mit einem Spitzwasserschild
> (Dach) versehen, dann müsste es gehen. Kabel nur von unten zuführen,
> nie von der Seite oder von oben.

Dem stimme ich 100% zu. Das mache ich genauso wenn es geht. Auch schützt 
diese Maßnahme Plastikgehäuse vor UV Sonneneinstrahlungsschäden.

Das dürfte bestimmt ausreichen. In meinen (dichten) Sensorgehäusen 
verwende ich auch immer kleine Trockenmittelbeutel. Die halten in der 
Regel 6-12 Monate. In 15 Jahren hatte ich noch keine Probleme  mit 
internen Feuchtigkeitsschäden. Man muss natuerlich auf die korrekte 
Funktion aller Dichtungen achten und prüfen. In kritischen Fällen teste 
ich meine Gehäuse Unterwasser mit Druckluft. Gut ist es auf alle Fälle 
die Platinen mit einer konformen Beschichtung zu versehen.

> Nicht mal die Industrie schafft es, garantiert wasserdichte Gehäuse
> zu liefern. Da muss man mit Versagen rechnen.
> Bei Schwitzwasser versagen die sowieso, wenn man die Gehäuse nicht
> belüften kann.

Für belüftete Außengehäuse gibt es Gortex(TM) Belüftungsfilter gegen 
Schwitzwasser. Eine andere Möglichkeit besteht darin die Temperatur 
durch eine kleine Heizung immer etwas höher zu halten wie die 
Umgebungstemperatur. Das verhindert Schwitzwasser schon von vornherein.

Bei meinem Ultraschall Schneesensor beheize ich die US. Kapsel mit einem 
2W Heizwiderstand und hatte bis jetzt auch nach 9 Jahren Dauerbetrieb 
noch keine Probleme mit der delikaten Goldmembran. Die Heizung wird 
differenziell gegen die Außentemperatur geregelt um eine konstante 
Temperaturerhöhung zu schaffen. (Wird vom uC bewerkstelligt)

Hier ist ein Beispiel:
https://www.nitto.com/us/en/products/group/temish/001/

https://www.gore.com/resources/faq-for-gore-protective-vents

Bitte nicht ganz so pessimistisch. Meine Erfahrungen in Außenelektronik 
Verpackung sind allgemein gut. Bei uns sind -40 Grad C im Winter 
übrigens keine Seltenheit.

[Timm T. (Gast)]

Gerhard O. schrieb:
> Bei uns sind -40 Grad C im Winter
> übrigens keine Seltenheit.

Die -40°C sind nicht das Problem. Temperaturen und Feuchtigkeit um den 
Taupunkt sind kritisch. Da zieht es abends beim Abkühlen unweigerlich 
Luft in das noch so dichte Gehäuse, und sei es durch die 
Kabeldurchführungen. Wird es noch kälter, kondensiert die Feuchtigkeit 
aus und hängt als Tropfen an der Wand. Beim Erwärmen am nächsten Tag 
drückt es zwar die Luft raus, aber das Wasser bleibt zurück*.

Und nicht immer ist eine permanente Heizung machbar. Bei einem 
Datenlogger oder einer solarbetriebenen Wetterstation möchte man ja 
möglichst geringen Energieverbrauch haben.

Da kann es besser sein, man schafft wie in vielen Feuchtraumsteckdosen 
üblich eine gezielte Abflussmöglichkeit für Kondenswasser.

* Ich hab letztens aus den Metallrahmen der Schubkarre wieder ein paar 
Zentiliter Wasser rausgekippt, die genau auf diese Art reingekommen 
sind.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Timm T. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Bei uns sind -40 Grad C im Winter
>> übrigens keine Seltenheit.
>
> Die -40°C sind nicht das Problem. Temperaturen und Feuchtigkeit um den
> Taupunkt sind kritisch. Da zieht es abends beim Abkühlen unweigerlich
> Luft in das noch so dichte Gehäuse, und sei es durch die
> Kabeldurchführungen. Wird es noch kälter, kondensiert die Feuchtigkeit
> aus und hängt als Tropfen an der Wand. Beim Erwärmen am nächsten Tag
> drückt es zwar die Luft raus, aber das Wasser bleibt zurück*.
In meiner Wetterstation hält der Trockenmittelbeutel normalerweise 
mindestens 6 Monate bis ich ihn regenerieren muss. Ich habe aus 
Interesse einen Innen RH/T Sensor und kann die interne Gehäuse 
Feuchtigkeit mit loggen. Für lange Zeit ist die RH im Gehäuse um 20% und 
steigt dann über die Monate sehr langsam an. Die Innentemperatur des 
Gehäuses ist immer 1-2 Grad höher ohne Sonneneinstrahlung (Nacht). Die 
Elektronik verbraucht vielleicht 1W. Das Gehäuse ist ein industrielles 
Fiberglas Design mit Gummidichtung im Deckel. Alle Durchbrüche sind 
natürlich abgedichtet mit den Wieland Kabeldurchführungen.
>
> Und nicht immer ist eine permanente Heizung machbar. Bei einem
> Datenlogger oder einer solarbetriebenen Wetterstation möchte man ja
> möglichst geringen Energieverbrauch haben.
Ja. Wenn Heizung nicht möglich ist, dann ist Belüftung mit Gortex Filter 
besser und man versiegelt die Elektronik mit einem konformen Überzug.

>
> Da kann es besser sein, man schafft wie in vielen Feuchtraumsteckdosen
> üblich eine gezielte Abflussmöglichkeit für Kondenswasser.
Sehe ich genauso.
>
> * Ich hab letztens aus den Metallrahmen der Schubkarre wieder ein paar
> Zentiliter Wasser rausgekippt, die genau auf diese Art reingekommen
> sind.
Interessant. Eingebaute Rostvorrichtung;-)

[Timm T. (Gast)]

Gerhard O. schrieb:
> Interessant. Eingebaute Rostvorrichtung;-)

Normalerweise haben Schubkarren entsprechende Ablauflöcher, muss ich mal 
nachbohren.

Gerhard O. schrieb:
> Ich habe aus
> Interesse einen Innen RH/T Sensor und kann die interne Gehäuse
> Feuchtigkeit mit loggen.

Was mich gerade mehr beschäftigt: Ich will im Geh-wegs-haus Temperatur 
und Feuchte messen und hab dafür einen SI7021 (HTU21, SHT21 kombatibel) 
Sensor mit I2C. Den müsste ich ja ausserhalb des Datenloggers anbringen, 
geschützt und trotzdem so, dass er Feuchte und Temperatur zeitnah 
abbekommt. Da hab ich noch keine richtig schöne Idee...

[Gerhard O. (gerhard_)]

Timm T. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Interessant. Eingebaute Rostvorrichtung;-)
>
> Normalerweise haben Schubkarren entsprechende Ablauflöcher, muss ich mal
> nachbohren.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich habe aus
>> Interesse einen Innen RH/T Sensor und kann die interne Gehäuse
>> Feuchtigkeit mit loggen.
>
> Was mich gerade mehr beschäftigt: Ich will im Geh-wegs-haus Temperatur
> und Feuchte messen und hab dafür einen SI7021 (HTU21, SHT21 kombatibel)
> Sensor mit I2C. Den müsste ich ja ausserhalb des Datenloggers anbringen,
> geschützt und trotzdem so, dass er Feuchte und Temperatur zeitnah
> abbekommt. Da hab ich noch keine richtig schöne Idee...

Komisch - Ich arbeite gerade an einer HTU21/Pro-Mini/485 Combination;-)
Um die Elektronik nicht unnötig den Unbilden des Wetter auszusetzen habe 
ich vor den HTU21D-F mit angeklebten PTFE Filter zu verwenden. Diese 
Platine wird so in kleines Plastikgehäuse eingebaut, dass die 
Sensoroberfläche mit einer kleinen Gummidichtung gegen die 
Außenöffnungswand gepresst wird. Damit sollte die Sensorplatine 
ausreichend geschützt sein. Man könnte sie auch noch vorsichtig mit 
konformem Belag versehen. Allerdings habe ich Angst, dass die volatilen 
Dämpfe des konformen davon den empfindlichen Sensor beeinflussen könnte. 
Das Material des Plastikteils ist noch nicht festgelegt, da man wegen 
Feuchtigkeitsaufnahme aufpassen muss.

___________________
                   \    a = Sensor Platine HTU21-D-F (Adafruit)
_______ _ ___   d  |  
       |a|   |    _|    o = flacher Gummiring oder O-Ring
       | |_  _   /      c = Sensor Lufteinlassbohrung
       | | |o |_/       d = gedrehtes Plastikteil (PTFE)
       | |e|   _c       e = HTU21D-F 
       | | |o_| \
       | |-  |   \_
_______|_|___|     |
                   |
___________________/

Bis jetzt ist das der Plan...