Forum: Markt Langzeitmonitoring Bodentemperatur


von Patrick H. (zweizeller)



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Moin,
hier im Anhang suche ich jemanden, der mir mein 
Temperatur-Langzeitmonitoring gegen Vergütung baut (oder zumindest 
baufertig zusammmenschreibt).

Ich darf das Problem derzeit drüben besprechen, im Thread "PT100 und 
Raspberry Pi" =
Beitrag "Re: PT100 und Raspberry Pi"

Gruß

von Markus B. (dalotel)


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von Stephan S. (uxdx)


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Bei den DS18B20 muss man aufpassen. kauft man die billig in China, 
bekommt man oft Nachbauten, die funktionieren zwar einzeln oder in 
kleiner Anzahl an einem Bus ganz gut, aber bei vielen Sensoren an einem 
Bus gibt es dann oft Leseprobleme.

von Uwe B. (uwebre)


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Stichworte:

- PT100 in Dreileiter oder Vierleiterschaltung. Billig, genau und in 
verschiedenen Bauformen, auch wasserdicht zu bekommen.

- Anschlußleitung kann Telefonleitung sein.

- Beispiel (etwas wirr dokumentiert) einer Multiplexerschaltung für 
PT100:
https://indico.cern.ch/event/667415/contributions/2728456/attachments/1527739/2389465/SP_SlowControl_21092017.pdf

- Den Meßverstärker, Filter und ADC mit einem MCP3551 schmerzlos 
aufbauen

Uwe

: Bearbeitet durch User
von JumpY Μ. (jumpy)


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Ich gehe davon aus, die Sensoren sollen teilweise in der Bodenplatte mit 
vergossen werden?

Ich kenne viele, die haben sowas im Estrich, nutzen dafür DS18B20. Es 
sind allerdings auch durchaus Ausfälle bekannt (Nicht nur direkt China, 
die anderen Sensoren kommen ohnehin alle von da). Wenn ich es machen 
würde, würde ich sicher die doppelte oder gar dreifache Menge verbauen, 
wenn ich da 25 Jahren verlässliche Werte haben will.
Die Sensoren einmalig kosten recht wenig, der Ärger ist nachher sicher 
schlimmer und ein Austausch halt manchmal einfach nicht mehr möglich.

Ich habe mir damals mal Gedanken darüber gemacht, bei einer Tiefe von 
50cm, 5 Sensoren in Beton unterzubringen und das ganze austauschbar zu 
gestalten.
Ich bin irgendwie auf die Idee gekommen, einen 50cm dünnen Stab zu 
nehmen, daran die Sensoren befestigen.
Dann spezifiert man genau die Stelle wo die Sensoren sitzen sollen, z.B. 
in einer Raumecke o.ä. wo eine Fußleiste nachher angebracht wird. Bis 
dahin verlegt man die Datenleitung, bohrt mit einem 10mm Bohrer 50cm in 
den fertigen Boden (natürlich darf da keine Leitung etc. verbaut 
werden). In das Loch steckt man den "Sensorstab" und füllt das Loch mit 
Schnellbeton oder das was halt benötigt wird, ähnlich ist wie das 
Umgebungsmaterial.

So könnte man im schlimmsten Falle nach 10 Jahren, an die gleiche Stelle 
(man sieht ja die Gussstelle), mit einem Bohrer die alten Sensoren 
"wegbohren" und das ganze wiederholen. Die Datenleitung liegt ja nicht 
in gleichem Loch und verläuft von da dann einen anderen weg.

Wenn ichs machen würde, wäre das mein Weg. Und da die Sensoren wie 
gesagt nichts kosten, vielleicht auch direkt 2 Stäbe in so ein Loch 
rein.

von Patrick H. (zweizeller)


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Danke allen 4 bisher,
Meine Möglichkeiten sind nahe dran an dem, was Du, Jumpy, beschreibst:
Bohren mit 25mm, Plastikrohr, Fühlerpaket wie eine Heringsangel 
hinterher, mit Sand verfüllen, Einbauort dokumentieren. Danke auch für 
den Rat, Reserve-Sensoren einzubauen. Das deckt sich mit Euer vieler 
Sorge, dass Sensoren oft mies sind.

Frage an dieser Stelle ("Markt"): Wer will und kann mir die Schaltung 
aufzeichnen, und wer kann das Programm schreiben?

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Bei analoger Messung hätte ich Dir so etwas wie den LM35 – 
Temperatursensor vorgeschlagen. Den in ein Plastikröhrchen gesteckt und 
mit Silikon vom Baumarkt vergossen, bzw. verschlossen, oben gehen die 
Kabel dicht verschlossen heraus. Das hält viele Jahre durch.

: Bearbeitet durch User
von N. M. (mani)


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Nimm doch einfach die besagten DS18B20 und einen Raspberry Pi oder 
anderen Server.
Da machst du dann z.B. OpenHAB drauf und installierst das entsprechende 
Binding:
https://www.openhab.org/addons/bindings/onewiregpio/
Und der Drops ist gelutscht.

Visualisierung? OK. Dann noch z.B. Grafana installieren. Evtl eine 
externe Festplatte o.ä. verwenden für die Datenbank (Scheibzyklen) und 
ab und zu Mal eine Sicherung davon machen.

Wenn du sowieso ein NAS hast kannst du das ganze evtl auch darauf laufen 
lassen. Entweder direkt oder in einem Docker Container. Damit wärst du 
auch unabhängiger von der Platform und es ist egal ob es auf einem NAS, 
Raspi oder PC laufen soll.

Programmieren musst du dabei nicht. Nur konfigurieren/installieren.
Anleitungen zu den Themen gibt es viele, Schritt für Schritt z.B. auf 
YouTube.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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N. M. schrieb:
> Nimm doch einfach die besagten DS18B20 und einen Raspberry Pi oder
> anderen Server.

Der TO schrieb in einem anderen Thread, das 3mm und 4mm Löcher nur zur 
Verfügung stünden. Nur analog hätte ich den LM35 vorgschlagen. In das 
4mm Loch ginge dieser, weil da schon so mancher erfolgreich das TO92 
Gehäuse mit der Feile verkleinert hat. Oder SMD LM45, KTY 23-5, TC 1046, 
TC1047AVNBTR.

von N. M. (mani)


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Dieter D. schrieb:
> Der TO schrieb in einem anderen Thread, das 3mm und 4mm Löcher nur zur
> Verfügung stünden.

Patrick H. schrieb:
> Bohren mit 25mm, Plastikrohr, Fühlerpaket wie eine Heringsangel
> hinterher, mit Sand verfüllen, Einbauort dokumentieren.

Patrick H. schrieb:
> Ich stecke sie alle 5 oder 6 in ein 20mm-Plastikrohr hinunter, dann
> Quarzsand hinterher, und oben oben drauf einen feuchtesperrenden Batzen
> Irgendwas.

Da sehe ich nichts von 3 oder 4 mm. Wenn man die 6 Sensoren versetzt 
anbringt, hat man mindestens 15mm für das Gehäuse.

Nichts desto trotz, es geht natürlich auch kleiner z.B. mit einem TMP102 
(1.6-mm × 1.6-mm). Dann braucht man allerdings entweder viele getrennte 
Busse oder halt einen I2C Mux davor weil das Ding glaube ich nur 2 
Adressen kennt.

Dieter D. schrieb:
> Nur analog hätte ich den LM35 vorgschlagen. In das 4mm Loch ginge
> dieser, weil da schon so mancher erfolgreich das TO92 Gehäuse mit der
> Feile verkleinert hat.

Ob das der geforderten Langlebigkeit dient mag ich bezweifeln.

von Jörg (zwischenfrequenz)


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Moin Patrick,

worum geht es denn genau? Grabenkollektor für die Wärmepumpe im Garten? 
Im anderen Beitrag schriebst Du was von Parkett. Wird demnächst die 
Bodenplatte gegossen und Du möchtest die Temperaturentwicklung unter dem 
Haus verfolgen?

Grundsätzlich:
- Die Zuverlässigkeit ist hier die wichtigste Anforderung, insbesondere 
die Zuverlässigkeit der später nicht mehr zugänglichen und 
auswechselbaren Bauteile und ihrer Verbindungen untereinander (z.B. 
Lötstellen).
- Umgebungsbedingungen beachten. Im Erdboden musst Du mit Feuchtigkeit, 
eventuell aggressiver Feuchtigkeit und dadurch Korrosion, sowie mit 
Tieren rechnen. Außerdem mit erheblichen Spannungsdifferenzen bei 
Blitzschlag in der Nähe. Falls die Bodenplatte betoniert wird beachten: 
Die Rüttelflasche zur Betonverdichtung erzeugt erhebliche Vibrationen. 
Kabel und alles was zu Deinem Aufbau gehört muss davor geschützt werden 
oder das aushalten können.
- Durch Redundanz lässt sich die Zuverlässigkeit weiter erhöhen. Das ist 
aber erst die zweite Rettungsebene, als Erstes musst Du Deinen Aufbau 
robust machen. Wie die Redundanz aussieht, muss man individuell 
entscheiden: Mehr Bohrungen oder zwei unabhängige Messstränge je Loch.

Mein Vorschlag wäre Pt100 / Pt1000 in Vierleitermessung. Die enthalten 
verglichen mit Halbleitersensoren weniger was kaputt gehen kann und sind 
auch robuster im Falle eines Blitzeinschlages. Trotzdem würde ich eine 
Art Potenzialsteuerung mit einbauen, also z.B. ein blankes Edelstahlseil 
parallel mit in die Tiefe führen, damit sich keine zu hohen 
Spannungsdifferenzen zwischen den einzelnen Sensoren bei Blitzschlag 
bilden können. Die Vierleiterschaltung hat neben der Messgenauigkeit den 
Vorteil, dass Du jederzeit den Zustand der Verkabelung ermitteln kannst. 
Nachteil: Viele Adern. Bei räumlich ausgedehnten Messfeldern im Garten 
musst Du aber in jedem Fall mit Potenzialdifferenzen rechnen, nicht nur, 
aber besonders bei Blitzschlag. Die Schutzschaltungen der Bastelboards 
sind da selten ausreichend.

Sorge auch jetzt schon für ausreichend Ersatz der Auswerteelektronik, 
welche Mikrocontrollerboards in 25 Jahren noch käuflich sind, kann heute 
keiner sagen. Hier ist ein weiterer Vorteil von Pt100 / Pt1000 in 
Vierleiterschaltung: Die kannst Du auch in 25 Jahren noch mit einem 
gängigen Data Acquisition System von Keithley oder Keysight (oder wie 
sie dann heißen werden) auslesen.

Sorge auch für regelmäßiges offline (!) Backup der Messwerte.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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N. M. schrieb:
> Da sehe ich nichts von 3 oder 4 mm.

Das steht eindeutig in dem anderen Thread. Das war aber Jo und Patrick 
hat den gekapert. Mal zu weit zurückgescrollt und nicht rechtzeitig 
bemerkt.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Patrick H. schrieb:
> hinterher, mit Sand verfüllen,

Das ist sinnvoll, denn der Beton hat einen sehr ähnlichen Wärmeleitwert.

Aber welchen Sinn hat es eigentlich die Temperatur im beton zu messen?

Bei unserer Bodenplatte ist es so dass ganz unten Folie liegt, danach 
Styrodurplatten und darauf kam dann der Beton+Stahlmatten.

Bei uns müsste der Beton eigentlich überall gleich warm sein.

Eine Bodentemperaturmessung im Garten wäre aber interessant, da kann man 
dann die Temperaturen im Winter und im Sommer mal vergleichen.

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