Im Thread "China-BME280 Problem" sind Mess-Abweichungen des Sensors für Feuchte, Temperatur, Druck durch Verlustwärme beschrieben. Wie es scheint funktionieren Teile mit Abstand von der Leiterplatte durch Fädeldraht besser. Fertig zu kaufen sind Platinen von Adafruit mit Spannungsregler, diskretem Pegelwandler und I2C-Pull-up-Widerständen (z.B. Reichelt knapp 20€). Sowohl Spannungsregler, als auch Widerstände erzeugen Verlustwärme. Die Wärme kann über Leiterplattenkupfer zum BME280 übertragen werden. Bei AliExpress wird eine viel kleinere Platine angeboten: "BME280 Digitale Temperatur/Feuchte/Luftdruck Sensor Breakout BME280 Modul 1,8-5 v BMP280 Digitale Luftdruck". Preisangabe 1.13$ incl. Versand. Ein Schaltbild dazu sehe ich nicht. Es sieht aus als ob da ein kleiner Spannungsregler im SOT-23-Gehäuse wäre und vielleicht ein Pegelwandler im 6-pol-Gehäuse rechts? Siehe Bild. Es gibt ähnlich kleine Platinen wo der BME280 auf der Rückseite angebracht ist. Sicher verursacht auch diese Bauweise thermische Beeinflussung. Wenn Verlustwärme der Beschaltung ein Problem ist so sollten die Teile wohl weiter entfernt montiert werden und Teile mit wenig Verlustleistung bevorzugt werden. Spannungsregler mit wenig Ruhestrom gibt es ja. Wenn vermutet wird daß ggf. Schäden am Chip durch einen ungünstigen Reflow-Prozess verursacht werden stellt sich die Frage ob man eine optimierte Platine ohne Besitz eines Ofens selbst brauchbar bestücken kann wenn man ein neuen Originalchip kauft. Vermutlich zeigen auch andere Sensoren Probleme mit Bauteilerwärmung. Ein optimiertes Design macht ggf. wohl Sinn.
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Matthias W. schrieb: > Im Thread "China-BME280 Problem" sind Mess-Abweichungen des Sensors für > Feuchte, Temperatur, Druck durch Verlustwärme beschrieben. Wie es > scheint funktionieren Teile mit Abstand von der Leiterplatte durch > Fädeldraht besser. > > Fertig zu kaufen sind Platinen von Adafruit mit Spannungsregler, > diskretem Pegelwandler und I2C-Pull-up-Widerständen (z.B. Reichelt knapp > 20€). > > Sowohl Spannungsregler, als auch Widerstände erzeugen Verlustwärme. Die > Wärme kann über Leiterplattenkupfer zum BME280 übertragen werden. > ... > Wenn Verlustwärme der Beschaltung ein Problem ist so sollten die Teile > wohl weiter entfernt montiert werden und Teile mit wenig Verlustleistung > bevorzugt werden. Spannungsregler mit wenig Ruhestrom gibt es ja. Auf dem Bild ist der SOT-23-3 laut Internetsuche nach der Markierung ein XC6206 (Supply Current 3uA max.) Der BME280 braucht im "1 Hz forced mode" Temperatur + Feuchte 2.8 uA, Temperatur + Druck 4.2 uA, während der Messung insg. 1.4 mA Also heizt der LDO mit P_avg = (VI - VO) * IO = (5V - 3.3V) * (2.8 uA + 4.2 uA) = 0.012 mW P_mes = (VI - VO) * IO = (5V - 3.3V) * 1400uA = 2.38 mW Thermischer Widerstand des SOT23-3 Gehäuses irgendwas in der Größenordnung 300 °C/W d.h. der Regler erwärmt sich max. um 0.714°C bzw. um 0.0036 °C im "1 Hz forced mode" > Wenn vermutet wird daß ggf. Schäden am Chip durch einen ungünstigen > Reflow-Prozess verursacht werden stellt sich die Frage ob man eine > optimierte Platine ohne Besitz eines Ofens selbst brauchbar bestücken > kann wenn man ein neuen Originalchip kauft. Ja, kann mit Heißluft gelötet werden oder mit entsprechend verlängerten Pads und ordentlich Flussmittel auch normal zu löten sein.
Arc N. schrieb: > der Regler erwärmt sich max. um 0.714°C bzw. > um 0.0036 °C im "1 Hz forced mode" vielen Dank für die hilfreiche Antwort ! > Ja, kann mit Heißluft gelötet werden Danke ! bei Heißluft habe ich die Angst nicht auf Anhieb ein passendes günstiges Profil zu erwischen. Welche Temperatur stellt man sinnvollerweise an der Station ein? man erwischt ja nicht nur die untenliegenden Pads sondern vor allem auch das Gehäuse/chip. > oder mit entsprechend verlängerten > Pads und ordentlich Flussmittel auch normal zu löten sein. Danke für den Hinweis. Probieren könnte ich das.
zwischen der Lösung "BME280 Digitale Temperatur/Feuchte/Luftdruck Sensor Breakout BME280 Modul 1,8-5 v BMP280 Digitale Luftdruck" und "Adafruit mit Spannungsregler, diskretem Pegelwandler und I2C-Pull-up-Widerständen" besteht ein Preisunterschied 2.77$ vs. 20€. Gibt es Argumente die den höheren Preis sinnvoll erscheinen lassen? den Rezensionen nach scheint auch die Billiglösung oft zufriedenstellend? Laut dieser Seite ist zu vermuten daß das kleine Teil mit 6 Beinen ein Doppeltransistor BSS138 (IC6) ist: https://de.aliexpress.com/item/High-Accuracy-3In1-BME280-Digital-Sensor-Temperature-Humidity-Barometric-Pressure-Sensor-Module-GY-BME280-I2C-SPI/32817286611.html Bei der billigeren Ausführung (Bild oben) sind alle Teile incl. BME280 auf einer Seite der Platine untergebracht.
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Ich würde im Zweifelsfall die billige Version kaufen, das ganze Spannungsregler und Pegelwandler Gelumpe runterwerfen und das Ding wie vorgesehen mit 3,3V betreiben. Im übrigen läuft bei mir einer in meiner Wetterstation als Barometer. Der Vergleich mit dem außen angebrachten SHT15 ist gut: Der BME zeigt z.Zt. ca. 0.2°C mehr an (bei ca. 8°C). Im Gehäuse befindet sich zusätzlich noch ein ESP. Es läuft aber auch nur eine Messung alle 5-10min, dann schläft das Ganze wieder. Edit: Gerade mal in der Bucht geschaut: Diese Module gibt es auch ohne Spannnungsregler und Pegelwandler und sind an der einseitigen Bestückung erkennbar.
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Andreas B. schrieb: > Ich würde im Zweifelsfall die billige Version kaufen, das ganze > Spannungsregler und Pegelwandler Gelumpe runterwerfen und das Ding wie > vorgesehen mit 3,3V betreiben. Danke Andreas. Ich habe ein 5V-System. Natürlich kann ich eine kleine Platine machen mit Spannungsregler und Pegelwandler. Das bringt aber nur etwas wenn ich das Sensor-Chip auflöten kann ohne es zu schädigen und wenn damit ein Vorteil zu erzielen ist. Im Datenblatt sind Hinweise wie z.B. ein Leiterplattenausschnitt um das chip herum usw. So etwas ist natürlich Aufwand.
Andreas B. schrieb: > Im übrigen läuft bei mir einer in meiner Wetterstation als Barometer. Danke für dem Hinweis. Wo hattest Du das Teil oder den Sensor erworben?
Matthias W. schrieb: > Danke Andreas. Ich habe ein 5V-System. Was ist das für ein 5V-System, das sich nicht auf 3,3V umstellen läßt? > > Natürlich kann ich eine kleine Platine machen mit Spannungsregler und > Pegelwandler. Das bringt aber nur etwas wenn ich das Sensor-Chip > auflöten kann ohne es zu schädigen und wenn damit ein Vorteil zu > erzielen ist. Wie gesagt, kauf Dir das Board ohne den Spannungsregler. Dann steht es Dir frei, extern einen Spannungsregler anzuschließen. Das Board selbst brauchst Du dabei nicht anzufassen. Matthias W. schrieb: > Wo hattest Du das Teil oder den Sensor erworben? In der Bucht.
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Matthias W. schrieb: > Sowohl Spannungsregler, als auch Widerstände erzeugen Verlustwärme. Die > Wärme kann über Leiterplattenkupfer zum BME280 übertragen werden. Der Spannungsregler verursacht nur Verlustwärme, wenn du ihn benutzt. Ein kleiner Draht wirkt da Wunder. Alternativ lässt sich so ein SOT-23 durchaus erfolgreich, auch ohne ausgefeilte Entlöttechnik, von der Platine entfernen. Bevor du in große Aktionen ausbrichst, solltest du anhand der Leistungsaufnahme prüfen, ob nennenswerte Verlustwärme anfällt. Der Sensor benötigt im inaktiven Zustand 0,1µA, d.h. faktisch ist es nur die Eigenerwärmung des Spannungsreglers, die dich stören kann, solange du die Messfolge nicht zu hoch treibst. Dann solltest du überlegen, ob dir der auf dem BME280 integrierte Temperatursensor gut genug ist. Das Ding liefert primär Referenzwerte für die Skalierung der Rohdaten der beiden anderen Sensoren zusammen mit den im Sensor abgelegten Kalibrierwerten. Es sollte dir zu denken geben, dass der Hersteller den BME280 als "Combined humidity and pressure sensor" bezeichnet (DS rev. 1.0/1.5, p.1). Zu dem Temperatursensor steht im Datenblatt explizit "Its output is used for temperature compensation of the pressure and humidity sensors and can also be used for estimation of the ambient temperature.". Beachte das Wort "estimation". Den Anspruch einer vernünftigen Temperaturmessung erhebt der Sensor lt. Herstellerspezifkation also nicht. Um den Temperatureinfluss des Spannungsreglers zu erfassen, trennst du die Versorgsspannung vom Modul, wartest lange genug bis zum Temperaturangleich und startest dann eine Zeitserie mit reiner Temperaturmessung (Druck- und Feuchtesensor inaktiv). Die Zeitkonstante dürfte sich im Minutenbereich bewegen, so dass keine allzuhohe Messfolge erforderlich ist. Dann machst du das Gleiche nochmal mit extern zugeführter 3.3V Versorgung.
Wolfgang schrieb: > Es sollte dir zu denken geben, dass der Hersteller den BME280 als > "Combined humidity and pressure sensor" bezeichnet (DS rev. 1.0/1.5, > p.1). > Zu dem Temperatursensor steht im Datenblatt explizit "Its output is used > for temperature compensation of the pressure and humidity sensors and > can > also be used for estimation of the ambient temperature.". Beachte das > Wort "estimation". Gibt mir, ehrlich gesagt, nicht zu denken weil die Messung der Luftfeuchtigkeit extrem von der Temperatur abhängt. Somit wird die Chiptemperatur schon genau gemessen. Und wenn man das Ding nicht dauernd wandeln läßt oder gar die Heizung einschaltet, wird er sich auch nicht erwärmen und die Chiptemperatur wird gleich der Umgebungstemperatur sein. Bei mir jedenfalls stimmt er mit dem SHT15 überein und das ist einer der genausten digitalen Temperatursensoren die Du bekommen kannst.
Bei den Chinaboards muss man aufpassen, dass da nicht ein BMP statt BME drauf ist. Die 20 Öcken von der Frucht sind trotzdem zu viel, egal wie mans dreht und wendet.
Andreas B. schrieb: > Bei mir jedenfalls stimmt er mit dem SHT15 überein und das ist einer der > genausten digitalen Temperatursensoren die Du bekommen kannst. Vielen Dank Andreas !
Mw E. schrieb: > aufpassen, dass da nicht ein BMP statt BME drauf ist. Danke, ja - es ist halt blöd wenn trotz richtiger Bestellung dann das falsche ankommen sollte.
Andreas B. schrieb: > Gibt mir, ehrlich gesagt, nicht zu denken weil die Messung der > Luftfeuchtigkeit extrem von der Temperatur abhängt. Somit wird die > Chiptemperatur schon genau gemessen. Nein, die Chiptemperatur wird ("irgendwie") gemessen und die dazu passenden Kalibrierparameter für Feucht- und Drucksensor im Chip abgelegt. Ob der Temperaturwerte des Sensors etwas daneben liegt, spielt keine Rolle, weil die Koeffizienten passend dazu berechnet sind.
Wolfgang schrieb: > Den Anspruch einer vernünftigen Temperaturmessung erhebt der Sensor lt. > Herstellerspezifkation also nicht. ja. Das ist wohl einfach so bei diesem Teil. Mich wundert es etwas weil der Hersteller doch einigen Aufwand getrieben hat mit der Kalibriertabelle im NVRAM. Dabei sieht der Aufwand nicht anders aus als für Druck und Feuchte. Zudem hängen Druck und Feuchte von der Temperatur ab. Also muss das schon grundsätzlich passen. Natürlich muss die Umgebungsluft durch das kleine Loch. Der Druck hat es da leicht. Die Feuchte muss aber genauso hinein wie die Temperatur. Mir ist nicht so klar warum die Temperatur viel problematischer als die Feuchte sein soll. Wenn der Hersteller das sagt . . .
Wolfgang schrieb: > Alternativ lässt sich so ein SOT-23 > durchaus erfolgreich, auch ohne ausgefeilte Entlöttechnik, von der > Platine entfernen. ja. Man kann eine Platine machen wo das der Fall ist. Ein paar cm werden wohl reichen.
Andreas B. schrieb: > Was ist das für ein 5V-System, das sich nicht auf 3,3V umstellen läßt? ein mega2560. Mit Pegelwandler geht es ja. Nur muss der eben dazu.
Matthias W. schrieb: > Andreas B. schrieb: >> Was ist das für ein 5V-System, das sich nicht auf 3,3V umstellen läßt? > > ein mega2560. Mit Pegelwandler geht es ja. Nur muss der eben dazu. der läuft doch auch mit 3.3V. wie sieht denn das gesamtprojekt aus? ein reiner sensor braucht selten einen atmega2560. wie wäre es, das aufzusplitten und den oder die sensoren mit 3.3V MCUs zu betreiben und die "zentrale" die dann alles zusammenfängt mit einer anderen spannung deiner wahl (zb. 5V)? wenn die komponenten nicht drahtlos kommunizieren können oder sollen, kannst du für die kommunkation noch immer level shifter einsetzen.
L. N. schrieb: > der läuft doch auch mit 3.3V. es ist ein Spannungsregler für 3.3V auf dem Board. Den kann man ggf. nutzen. die ganzen Ports jedoch laufen alle mit 5V. Auch die I2C-Pins. am I2C-Bus hängt auch ein HD44780-Display. Die Pullups für den I2C-Bus gehen nach +5V.
Matthias W. schrieb: > L. N. schrieb: >> der läuft doch auch mit 3.3V. > > es ist ein Spannungsregler für 3.3V auf dem Board. Den kann man ggf. > nutzen. > > die ganzen Ports jedoch laufen alle mit 5V. Auch die I2C-Pins. > am I2C-Bus hängt auch ein HD44780-Display. Die Pullups für den I2C-Bus > gehen nach +5V. Das liegt dann aber nicht am atmega2560, der kann mit rein 3.3V betrieben werden. Du hast vermutlich ein Arduino Board welches halt mit 5V läuft, man könnte den 2560 aber wie gesagt auch komplett mit 3.3V betreiben. Dann läuft er zwar nur mehr mit 8 MHz aber für einen doofen Sensor ist das mehr als genug.
L. N. schrieb: > und den oder die sensoren mit 3.3V MCUs momentan gibt es keine 3.3V MCUs bei diesem Projekt. natürlich könnte man alles umstricken auf eine 3.3V-CPU. Das ist ggf. zeitintensiv weil eine Menge Programme dann anzupassen sind und auch die Entwicklungsumgebung. das Display mit dem 44780 müsste man dann auf 3.3V bringen. Oder ein Boostregler dazu und ein Pegelwandler. Möglich ist das natürlich.
L. N. schrieb: > für einen doofen Sensor ist das mehr als genug. ja. Zum Sensor hinzu kommen ggf. eine Menge Berechnungen die ggf. auch eine ganze Menge Zeit kosten können. Eine Reserve schadet nicht. umstricken auf 3.3V möchte ich das board nicht weil ich ein Shield dazu gemacht habe das ADC und DAC hat die auch mit 5V laufen, so wie der DCDC für den 0-10V-Ausgang.
ich glaub für besser hilfe müsstest du einfach mehr details zu deinem projekt preisgeben. einen temperatursensor mit onboard pegelwandler und ldo zu betreiben, der den sensor heizt finde ich schwachsinnig. pegelwandlerei zwischen MCU und peripherie versuche ich in der regel auch zu vermeiden. dein wissensstand wäre auch hilfreich. ich bin nur hobbybastler, sehe aber kein problem darin, mit meiner entwicklungsumgebung (platformio) 3.3V atmegas zu nutzen. statt auf fertigen boards rumzufrickeln mal dir doch dein eigenes board in eagle, kicad oder womit auch immer und lass das fertigen?
L. N. schrieb: > ich glaub für besser hilfe müsstest du einfach mehr details zu deinem > projekt preisgeben. es ist ein Arduino mega2560-board und dazu passend ein selbstgebautes Shield mit ADC, 16bit-DAC, RTC, LCD-Anschluss, SRAM, FRAM, SD-Card. > einen temperatursensor mit onboard pegelwandler und ldo zu betreiben, > der den sensor heizt finde ich schwachsinnig. manchmal geht es halt nicht anders. Der Ort von LDO und Pegelwandler ist ja ggf. wählbar. > pegelwandlerei zwischen MCU und peripherie versuche ich in der regel > auch zu vermeiden. ja. Das sehe ich genauso. Wobei eine stabile Sensor-Versorgung wichtig ist für gute Ergebnisse. Ein LDO an dem nicht die CPU hängt kann ggf. helfen. > dein wissensstand wäre auch hilfreich. Anfänger mit uC bin ich nicht. Das Shield arbeitet als Prototyp brauchbar. Die meisten Treiber laufen. Entwickelt wird mit WinAVR 2010, Make und einem neueren Avrdude. > statt auf fertigen boards rumzufrickeln mal dir doch dein eigenes board > in eagle, kicad oder womit auch immer und lass das fertigen? es ist kein Auftrag mit Stückzahl. Das Shield ist ein eigenes board, die Leiterplatte habe ich in China machen lassen. das Prozessorboard ist nicht lohnend für mich zu machen. Vom zeitlichen Aufwand, den Teilekosten und dem Bestückungsaufwand käme das zu teuer.
Wolfgang schrieb: > Andreas B. schrieb: >> Gibt mir, ehrlich gesagt, nicht zu denken weil die Messung der >> Luftfeuchtigkeit extrem von der Temperatur abhängt. Somit wird die >> Chiptemperatur schon genau gemessen. > > Nein, die Chiptemperatur wird ("irgendwie") gemessen und die dazu > passenden Kalibrierparameter für Feucht- und Drucksensor im Chip > abgelegt. Ob der Temperaturwerte des Sensors etwas daneben liegt, spielt > keine Rolle, weil die Koeffizienten passend dazu berechnet sind. Der Hersteller gibt eine Genauigkeit der T Messung im DB mit typ. 1°C innerhalb 0-60°C an (bei RT 0,5°C). So schlimm kann es also nicht sein. Bosch scheut sich vermutlich, diesen Sensor wegen der internen Heizung für den Hum Sensor den Sensor als T-Sensor freizugeben. Die schlechte Genauigkeit der T-Messung des BME280 ist eine urban legend aus dem Internet. Es gibt bessere (SHT31, DS18B20) aber für eine gewöhnliche RT ist dieser Sensor völlig ausreichend. Miss mal die T an 1m unterschiedlichen Positionen des Raumes. Über die Abweichungen wirst Du staunen. Eine richtige Messumgebung ist wichtiger als der super-duper Sensor. An den TO: Fang mal langsam damit an, bei neuen Projekten auf 3,3V umzusteigen. Du wirst in Zukunft noch mehr Probleme dieser Art bekommen, wenn Du modernere Bausteine verwenden möchtest. Vcc mit 5V ist aus dem letzten Jahrtausend. 1,8V ist mittlerweile auch schon Standard. Selbst Arduino uC Boards laufen alle mit 3,3V, spätestens dann, wenn man den Spannungsregler rauswirft.
Andreas B. schrieb: > Bosch scheut sich vermutlich, diesen Sensor wegen der internen Heizung > für den Hum Sensor den Sensor als T-Sensor freizugeben. möglich. Danke für den Hinweis.
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