Hi zusammen,
Kann mir jemand weiterhelfen?
In anbgehöngter Schaltung befindet sich ein Methan Sensor an einem arduino.
Am arduino hängen auch die markieren Widerstände.
Mir ist nicht wirklich ersichtlich wozu diese dienen?!
Haben die irgend eine Funktion für den Sensor?
(Außerhalb des abfotografierten Abschnitts befinden sich noch zwei andere Sensoren (co2 und Luftfeuchtigkeit glaube ich)).
Die teilen die Versorgungsspannung auf ein Niveau herunter, das der ADC verträgt, um die Versorgungsspannung zu messen.
Diese Funktion verwendet man gerne, um den Zustand der Stromversorgung zu überwachen (z.B.bei Batteriebetrieb).
Die Darstellung ist ein gutes Beispiel für einen schlecht gezeichneten Schaltplan. Sinnvollerweise würde man die Widerstände im Plan so anordnen, dass die Spannungsteilerfunktion klar ersichtlich ist, ohne der Leitung um drei überflüssige Ecken folgen zu müssen und ohne potentialmäßig auf dem Kopf stehenden 20k Widerstand.
Könnt ihr mir zufällig noch eine zweite Frage beantworten?
Der interne dc/dc vom arduino, ist das ein linearer oder ein switching Regulator?
(Wenn ich den arduino zb an einer 12v autobatterie betreibe)
Wenn ersteres der Fall ist, würde es wohl Sinn machen einen geschalteten step down zwischen Batterie und arduino zu hängen oder? (Damit die Batterie länger hält)
Der interne dc/dc vom arduino, ist das ein linearer oder ein switching
Regulator?
Die Antwort findest du im Schaltplan.
Übrigens gibt es nicht "den Arduino".
Das ist nur quasi eine Norm bzw. ein Standard, den sich jemand mal ausgedacht hat. Dabei geht es nur um die Software (die in Teilen portabel ist) und den Footprint der Boards.
Gilt natürlich nur, wenn man einen „echten“ Arduino Uno R3 vor sich hat. Boards anderer Hersteller mögen an dieser Stelle ein anderes Bauteil verbaut haben – ein Schaltregler ist da allerdings wohl in keinem Fall zu erwarten.
(Wenn ich den arduino zb an einer 12v autobatterie betreibe)
Das ist keine gute Idee. Manche der in Frage kommenden LDOs (z. B. AMS1117) vertragen gerade mal 15V am Eingang. Bei einer voll geladen Autobatterie ist man da schon gefährlich nahe dran ... Und erst recht bitte nicht am Bordnetz!
Ganz abgesehen davon ist das auch recht ineffizient, wenn der Spannungsregler
gut 60% der Batterieleistung verheizt. Und ein wenig Zusatzschaltung dran, und
der ist thermisch am Ende ...
Dazu fällt mir eine Spielzeugfernbedienung ein: 6 AA-Zellen in Serie, und direkt nach dem Schalter kommt ein AMS1117-3.3 ...
Gilt natürlich nur, wenn man einen „echten“ Arduino Uno R3 vor sich hat.
Boards anderer Hersteller mögen an dieser Stelle ein anderes Bauteil
verbaut haben – ein Schaltregler ist da allerdings wohl in keinem Fall
zu erwarten.
Wobei ein Schaltregler nur Sinn macht, wenn der Strom der versorgten Schaltung höher ist, als die Leerlaufverluste des Schaltreglers, die nauturgemäß etwas höher ausfallen, als die eines guten Linearreglers.
Obacht: so wie der aussieht, wurde der von einem Anfänger "gekritzelt" (unnötige Umwege, keine Versorgungs-Symbole, Leitungenquer durch Bauteile, usw). Nur damit du die Tauglichkeit der Schaltung besser einschätzen kannst.
Ich würde da z.B. noch einem 100nF Kondensator vom Analogeingang nsch GND reinmachen (Stichwort: Impedanz des Spannungsteilers verringern).
Laut Datenblatt verträgt der arduino uno r3 maximal 20v am Vin.
Genau: maximal.
Aber nicht auf Dauer und nicht wenn seine Umgebung mal wärmer als 25 Grad ist. Und auch nicht, wenn du irgendwas anschließt, was Strom aufnimmt, zum Beispiel ein paar LEDs.
Eine einfache Rechnung:
Die 20V Versorgungsspannung wird an der Buchse durch eine Diode etwas reduziert und geht dann durch einen Spannungsregler, der den Rest verheizen muss. Das Board nimmt (ohne externe Beschaltung) 98 mA auf.
20 V - 0,6 V - 5 V = 14,4 V
14,4 V ∙ 0,098 A = 1,4 Watt
So viel Leistung kann der arme Spannungsregler gar nicht abführen. Er wird dabei binnen Sekunden zu heiß.
Dazu kommt, dass auf nicht originalen Arduino Uno Boards oft andere empfindlichere Spannungsregler verbaut sind (wurde bereits geschrieben).
Du schreibst oben etwas von einer Autobatterie, aber ein Methansensor macht in einem Auto wenig Sinn (solange es kein Erdgasfahrzeug ist) – wird das Ding denn überhaupt in ein Fahrzeug eingebaut? Wenn nicht, und die Autobatterie nur als Energiequelle für das Teil und vielleicht andere Verbraucher da sein soll, man also nicht mit den Störungen eines Bordnetzes arbeiten muss, dann würde ein billiger Step-Down-Regler zwischen Batterie und Arduino samt Sensorik reichen, die haben in der Regel einen recht guten Wirkungsgrad.
Ok. Wenn ich das richtig verstehe macht es nicht wirklich Sinn einen
schaltregler zwischen Batterie und arduino zu hängen?
Es ist sinnlos, aus dem Autoakku z.B. 9V zu machen und die restlichen 4V via Vin linear wegzuheizen. Wenn schon, dann erzeugst du gleich die endgültigen 5V.
Ok. Wenn ich das richtig verstehe macht es nicht wirklich Sinn einen
schaltregler zwischen Batterie und arduino zu hängen?
Es ist sinnlos, aus dem Autoakku z.B. 9V zu machen und die restlichen 4V
via Vin linear wegzuheizen. Wenn schon, dann erzeugst du gleich die
endgültigen 5V.
Ja genau.
Mit dem verlinkten Regler kann man ja 5V machen.
(Weiß jetzt nicht wie du auf 9v kommst?)
Das Setup soll nicht in einem Auto verbaut werden sondern im Wald und dort die Methanemmisionen aus dem Boden messen.
Es ist nichts weiter dran als Batterie, arduino, methansensor.
Das Setup soll nicht in einem Auto verbaut werden sondern im Wald und
dort die Methanemmisionen aus dem Boden messen.
Wie oft wird da der Methangehalt gemessrn? Einmal pro Sekunde, Minute, Stunde, Tag?
Ich würde eine richtige Schaltung für Battetiebetrieb machen und einen Lipo direkt an den uC zur Versorgung. Wenn dann die Methanmessung nur 1x pro Minute stattfindet, kann die Schaltung die meiste Zeit stromsparend schlafen.
Ich würde eine richtige Schaltung für Battetiebetrieb machen und einen
Lipo direkt an den uC zur Versorgung. Wenn dann die Methanmessung nur 1x
pro Minute stattfindet, kann die Schaltung die meiste Zeit stromsparend
schlafen.
Obacht, wenn der Methansensor ein Wärmetönungssensor ist, was der Hersteller Figaro impliziert, dann müssen die Dinger geheizt werden, bzw. warmlaufen, ehe sie genau messen können.
Wir haben im professionellen Umfeld Methansensoren in Maschinen verbaut, die nach einem Anlagenstart erst mal 1 Minute Warmlaufzeit benötigen und solange mit einer Fehlermeldung auch die Anagensteuerung verriegeln.
Bedenke auch, das Wämetönungssensoren auf alles mögliche, was brennbar ist, ansprechen. Sprich, an einem heißen Tag kann aus Baumharz ausdünstendes Terpentin z.B. deine Messung verfälschen.
Ich würde da z.B. noch einem 100nF Kondensator vom Analogeingang nsch
GND reinmachen (Stichwort: Impedanz des Spannungsteilers verringern).
Man beauchte Dein "z.B."! Ich baue Lochraster und gucke, was gerade gut passt und in Menge in der Schublade liegt, das können dann auch 0,22µF oder gar 1µF werden.
Das spricht dann wiederum für einen externen schaltregler zwischen
Batterie und arduino.
Ein streitbares Thema. Ich habe in einem netzversorgten Gerät mit einem extrem weichen Trafo ein China-Billigmodul (40 ct) verbaut und auf 6,5V eingestellt. Den Rest lasse ich dem AZ1117 auf meinem A*-Nano.
Das Setup soll nicht in einem Auto verbaut werden sondern im Wald und
dort die Methanemmisionen aus dem Boden messen.
Es ist nichts weiter dran als Batterie, arduino, methansensor.
Ist der UNO eigentlich ein Original oder ein Clone? Er ist auf jeden Fall eine unglückliche Wahl, weil man die USB-Schnittstelle ständig mit Strom füttern muß. Bevor Du weiter machst, bestimme die Stromaufnahme des Gesamtaufbaus und Rechne, wie lange das an der Batterie kaufen kann.
Die Messung der Versorgung muß natürlich so umgebaut werden, dass er die tatsächliche Batteriespannung misst, als vor einem eventuellen Schaltregler. Irgendwie muß man sich noch vor Tiefentladung schützen.
Ich würde eine richtige Schaltung für Battetiebetrieb machen und einen
Lipo direkt an den uC zur Versorgung. Wenn dann die Methanmessung nur 1x
pro Minute stattfindet, kann die Schaltung die meiste Zeit stromsparend
schlafen.
In dem Fall aber keinen Uno 16MHz, sondern einen ProMini mit 8MHz. Der Li-Akku kann 4,2V haben, die nicht jeder Peripheriebaustein verträgt. In meinem Aufbau habe ich 3V3-LDOs verbaut, bis etwa 3,5V am LiIon runter bin ich noch im zulässigen Bereich.
Obacht, wenn der Methansensor ein Wärmetönungssensor ist, was der
Hersteller Figaro impliziert, dann müssen die Dinger geheizt werden,
bzw. warmlaufen, ehe sie genau messen können.
Das von ihm verlinkte Datenblatt benennt Spezifikationen nach zwei Tagen Dauerheizung und einen Heizstrom um 56mA. Mit Batteriebetrieb wird das nichts!
Das von ihm verlinkte Datenblatt benennt Spezifikationen nach zwei
Tagen Dauerheizung und einen Heizstrom um 56mA. Mit Batteriebetrieb
wird das nichts!
Die Testbedingungen, unter denen die Sensoreigenschaften gemessen werden, sprechen von eine Vorheizzeit von 7 Tagen oder länger (Datenblatt S.3: "Preheating period: 7 days or more under standard circuit conditions." bei einer Heizspannung von VH = 5.0±0.05V DC).
https://www.figarosensor.com/product/docs/Long2611CE%20Layout%20(1117).pdf
Ein optischer Sensor zur Messung der differentiellen Absorption könnte evtl. eine Alternative sein.
Heizstrom um 56mA. Mit Batteriebetrieb wird das nichts!
Nehmen wir mal exemplarisch einen 12V 10Ah Bleiakku. Der enthält dann 120Wh Energie. Wenn die gesamte Schaltung 80mA bei 5V braucht, dann sind das 400mW. Der Schaltregler mit seinem Wirkungsgrad macht daraus 450mW am Akku. Damit läuft das Ding dann 120Wh/0,45W = knapp 11 Tage...
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