Datenübertragung: Temperatursensor > Computer

[dub]

Hi,
ich bin neu hier und habe mich auch schon ein bisschen umgesehen. Da ich leider Anfänger auf dem Gebiet der Sensorik bin - aber mich diese Thematik sehr interessiert, (also, was ein PT100 ist und wie er ungefähr funktioniert weis ich, aber das war es dann auch schon) benötige ich etwas Hilfe.
Die Forensuche hat zu meiner Frage keine geeigneten Ergebnisse geliefert ... ich hoffe, dass dies der richtige Thread für meine Frage ist - falls nicht, dann bitte ich die Moderation diesen in das geeignete Board zu verschieben.

Nun zur Frage: Ich würde gerne mittels Temperatursensor die Temperatur (z.B. Raumtemperatur) messen und diese Daten dann möglichst wireless an den Computer senden. Da ich mich mit C# halbwegs auskenne, würde ich mir selbst ein Programm schreiben, welches die Daten dann in einer GUI ausgibt.
Aber nun folgende Probleme:
- Welchen Temperatursensor verwenden?
Ich habe mich da schon ein wenig im Internet umgesehen. Würde zum Beispiel ein "Silizium-Temperatur-Sensor Infineon KTY 23-5 Gehäuseart SOT 23" passen - oder brauche ich da etwas ganz anderes?
- Stromversorgung
Muss der Temperatursensor auch mit Strom versorgt werden? Eigentlich nicht - soweit ich das auf "RN-Wissen" verstanden habe, gehören Temperatursensoren zu den passiven Sensoren und benötigen somit keine externe Stromversorung. Falls doch: Wenn dieser nun z.B. in Freiheit am Fensterbrett montiert wird ... irgendwie habe ich da keine Ahnung wie das mit der Stromversorgung funktionieren könnte?
- Datenerfassung/Datenübertragung
Man liest immer wieder, dass ein A/D-Converter benötigt wird. Wir dieser auch bei allen/einigen/keinem Temperatursensor benötigt? Also hat der Temperatursensor schon die Daten beim erfassen binär/ASCII/.... gespeichert oder muss ich erst dafür sorgen, dass dies passiert. In welchem Format werden die Daten gespeichert sein? Was wäre eure Empfehlung, um diese drahtlos an den Computer zu übertragen? Es sollte jedenfalls eine günstige Übertragungsform sein (also z.B. ohne Webserver auskommen, ...).

Vielen Dank schonmal!

Edit: Rechtschreibfehler

[Che Guevara]

Hallo,

Welchen Sensor du genau brauchst hängt von mehreren Faktoren ab: Wie groß soll / darf der Sensor sein? Welche Genauigkeit soll der Sensor haben? In welchem Temperaturbereich soll er arbeiten? Wie sollen die Daten vorliegen? usw....
Als Tip: Schau dir den DS18S20 an, diesen kannst du über eine 1-Wire Schnittstelle auslesen und du benötigst nur zwei Leitungen (GND, Daten- bzw. parasitäre Stromversorgungsleitung). Der Temperaturbereich deckt denke ich die normalen Maximaltemperaturen in unserer Umgebung ab (wenn ich mich nicht irre).

Die Stromversorgung könntest du z.b. mit Silikonkabeln realisieren (falls kein zu großer Abstand auftritt) oder mit einer stationären Stromversorgung, wie eine Solarzelle und/oder Akku. Ist eben auch vom konkreten Einsatzort abhängig.

Ein ADC (Analog to Digital Converter) wird nur bei analogen Sensoren benötigt, der hier erwähnte DS18S20 gibt die Daten bereits in digitaler Form (über die 1-Wire Schnittstelle) aus. Allerdings würde ich einen µC zum Auswerten des Sensor und zur Kommunikation mit dem PC verwenden. Um diesen wirst du nur schwer herumkommen, weil der PC diese Daten nicht verarbeiten/interpretieren kann.
Die Übertragung zum PC ist natürlich auch wieder Umgebungsabhängig. Wenn der PC im selben Raum steht wie der Sensor, könnte man z.b. Infrarot verwenden. Allerdings ist diese Art der Übertragung sicherlich nicht die sicherste! Wenn dir das nicht zu teuer ist, könntest du ein BTM222 (Bluetooth Funkmodul) oder ein RFM12 Funkmodul (billig aber aufwändig) verwenden.

Vielleicht sind ja ein paar interresante Ansätze für dich dabei!
Gruß
Chris

[dub]

Als Tip: Schau dir den DS18S20 an, diesen kannst du über eine 1-Wire Schnittstelle auslesen und du benötigst nur zwei Leitungen (GND, Daten- bzw. parasitäre Stromversorgungsleitung). Der Temperaturbereich deckt denke ich die normalen Maximaltemperaturen in unserer Umgebung ab (wenn ich mich nicht irre).

Vielen Dank, genau so etwas wie den DS18S20 habe ich gesucht! Sehr praktisch (wie schon von dir erwähnt) ist, dass kein weiterer ADC benötigt wird.

Die Stromversorgung könntest du z.b. mit Silikonkabeln realisieren (falls kein zu großer Abstand auftritt) oder mit einer stationären Stromversorgung, wie eine Solarzelle und/oder Akku. Ist eben auch vom konkreten Einsatzort abhängig.

Hmm, hier werde ich mich für eine stationäre Stromversorgung (am ehersten noch mit Solarzelle und Akku) entscheiden. Ich werde mal sehen, was sich da finden lässt - es sollte halt relativ klein bleiben und finanziell nicht den Rahmen sprengen. Ich habe auch schon über passive Temperatursensoren gelesen, welche keine externe Stromversorgung benötigen - was spricht dagegen, diese einzusetzen?

Allerdings würde ich einen µC zum Auswerten des Sensor und zur Kommunikation mit dem PC verwenden. Um diesen wirst du nur schwer herumkommen, weil der PC diese Daten nicht verarbeiten/interpretieren kann.

Schade. Auf http://www.qslnet.de/member/dg1xpz/e...vr/ds1820.html sieht man eine Datentabelle zum DS18S20. In dieser Datentabelle stehen Binärwerte wie z.B. "0000 0000 0011 0010 = +25.0 Grad". Eigentlich wäre doch damit die Basis zur Interpretation der Werte gegeben oder sehe ich das falsch? Dieser Binärwert wird doch vom Sensor ausgegeben oder? Eigentlich müsste dann dieser ausgegebene Binärwert nur noch an den Computer übertragen werden - die Software übernimmt dann die Interpretation.

Die Übertragung zum PC ist natürlich auch wieder Umgebungsabhängig. Wenn der PC im selben Raum steht wie der Sensor, könnte man z.b. Infrarot verwenden. Allerdings ist diese Art der Übertragung sicherlich nicht die sicherste! Wenn dir das nicht zu teuer ist, könntest du ein BTM222 (Bluetooth Funkmodul) oder ein RFM12 Funkmodul (billig aber aufwändig) verwenden.

Gut, die Sicherheit der Daten ist hier nicht primär. Die Daten werden lediglich von mir privat verwendet. Infrarot wäre sicherlich noch relativ einfach umzusetzen. Bisher habe ich leider nur sehr bescheidene Erfahrung bezüglich drahtloser Übertragung sammeln können (das einzige, das ich einmal in der SDK programmieren durfte, war das Senden von ein paar Zahlen vom iPhone zu einem Webserver via WLAN ...). Wichtig wäre, dass das ganze schon eher klein bleiben sollte - es kann ruhig etwas komplizierter sein, das werde ich schon irgendwie hinbekommen.

Vielleicht sind ja ein paar interresante Ansätze für dich dabei!

Absolut! Vielen Dank für deine Ratschläge!

[PICture]

Hallo!

Eigentlich wäre doch damit die Basis zur Interpretation der Werte gegeben oder sehe ich das falsch?

Ich würde sagen nicht falsch, aber nicht vollständig, da die Tabelle zuerst aus dem Sensor ausgelesen werden muss. Das könnte man natürlich auch ohne Microcontroller (µC) direkt mit PC Programm machen.

[dub]

Bezüglich Genauigkeit: Der DS18S20 hat einen Messbereich von -50 bis +125 ºC in 0,5 ºC-Schritten. Bedeuten diese 0,5 °C-Schritte, dass Temperaturen ausschließlich gerundet (also z.B. 14 °C, 17,5 °C, 19 °C, aber niemals z.B. 13,3 °C) erfasst werden?
Wäre der Einsatz dieses Temperatursensors (Platin-Temperatursensor SMD Heraeus SMD 0603 V Heraeus-Nr. 32 207 637 -50 - +130 °C SMD) für meine Zwecke eigentlich auch möglich? Dieser sollte noch etwas genauer arbeiten (oder kann man den DS18S20 einfach kalibrieren? Ich habe gelesen, dass „nachträgliches Feintuning“ beim DS18S20 ebenfalls möglich ist). Jedenfalls bräuchte ich bei diesem Platin-Temperatursensor wahrscheinlich wieder einen A/D-Wandler. Hier finde ich nur Modelle so ab 30€. Da ich aber nur einfache Signale umwandeln will, müsste das doch wesentlich günstiger (< 3€) machbar sein?

Weiters fällt mir gerade eine zusätzliche Problematik ein. Ich würde gerne eine statistische Auswertung (Messreihen ...) aufzeichnen. Also beispielsweise alle 5 Minuten eine Messung. Kann man die Intervalle, wann ein Sensor messen soll, so einfach bestimmen oder misst der Sensor ständig und ich muss dann die nicht brauchbaren Messwerte verwerfen? Falls der Computer offline ist, können die Messwerte nicht an diesen gesendet werden. Hier wäre ein Zwischenspeichermedium sicher auch hilfreich. Wäre die Zwischenspeicherung evt. mit USB-Interface bzw. SD-Speicherkarten-Interface möglich oder könnte es da bessere Alternativen geben?

Das mit dem Microcontroller ist eigentlich ganz okay. Hier gibt es aber auch eine nahezu unüberschaubare Menge an Produkten. Gibt es speziell für Temeperatursensoren geeignete Modelle?

Hmm, ich sehe schon – das sind eine Menge Fragen und einige Unsicherheiten dabei. Dennoch vielen Dank, falls sich jemand für die Beantwortung dieser Fragen findet!

[oberallgeier]

Hi Dub,

herzlich willkommen im Forum.

... nur einfache Signale umwandeln will, müsste ... günstiger (< 3€) machbar sein ...

Ein äusserst preisgünstiger Temperatursensor ist eine simple Diode, die 1N4148 könnte für Deine Zwecke ausreichend sein - bedrahtet kostet die beim Reichelt 2 Zent. Die Auflösbarkeit im Bereich Raumtemperatur wird für Dich wahrscheinlich eher zu gering sein - aber für ´n Anfangsprojektchen wärs sicher was. Lies Dir doch bitte mal diesen Thread durch (klick).

... Microcontroller ist eigentlich ganz okay. ... nahezu unüberschaubare Menge an Produkten ...

Als Controller wird da ein Tiny13 ausreichend sein - WENN Du nicht gleich ein einfaches LCDisplay anhängen willst. Da könntest Du den Bereich unter 19 °C mit ner blauen Blinkdiode anzeigen, 19° bis 21° mit ner grünen und über 21° mit ner roten - nur als Beispiel. Mit LCDisplay würd ich nen mega8 nehmen. Übertragung an den Computer ginge preisgünstig mit UART oder RS232.

[Richard]

Bezüglich Genauigkeit: Der DS18S20 hat einen Messbereich von -50 bis +125 ºC in 0,5 ºC-Schritten. Bedeuten diese 0,5 °C-Schritte, dass Temperaturen ausschließlich gerundet (also z.B. 14 °C, 17,5 °C, 19 °C, aber niemals z.B. 13,3 °C) erfasst werden?

Wenn der PC nicht dauernd läuft, kann der auch nix messen das sollte klar sein. Dazu kommt noch die Frage ob es eine 1 Wire PC Schnittstelle gibt, selber bauen dürfte schwierig bis unmöglich sein. der "Erfinder" von 1 Wire hält sich da sehr bedeckt (Google 1 Wire Wiki) hilft etwas Verständnis über das Prinzip zu erlangen. 1 Wire Geräte brauchen (keine) extra Spannungsversorgung, durch den Datenstrom wird ein interner Kondensator geladen was ausreicht den Sensor zu betreiben.

Ein kleines µC Board z.B. etwas in dieser Art http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=238 als Schnittstelle zwischen Sensor und PC sollte einige Probleme wie Daten sammeln, speichern auf SD Karte und vom PC jederzeit abrufbar "erschlagen". Außerdem können an solch einem Board natürlich jede Art Sensoren angeschlossen und Ausgewertet werden, solange das Board "eingeschaltet" bleibt.

Wie oft so ein DS18S20 oder andere Sensoren ausgelesen wird entscheidet der Programmierer durch das Programm, ob im Sekunden, Minuten oder Stunden Takt, die Software entscheidet das. Da so ein Board mit nur Temperatur Aufzeichnung erheblich unter Belastet ist, können locker noch etliche andere Aufgaben "Erdacht" werden. Wie z.B. eben D Karte, BTM 222 Bluetooth, Heizungs- Steuerung oder mittels zusätzlichen Web Server Modul auch übers Netz aus dem Urlaub bedient werden, die Möglichkeiten sind beinahe unbeschränkt.......

Gruß Richard