Wetterstation

 Startseite | Blog | Sitemap | Impressum | Login

Damit ich auch mal etwas mit Sensoren rumspielen kann, wird als nächstes eine kleine Wetterstation gebaut. Als erstes wird das Ding nur Luftfeuchtigkeit und Temperatur messen können. Zusätzliche Sensoren kann man später nachrüsten.

Hardware

  • ATMega16 (evtl. reicht auch ein ATMega8 aus)
  • 2-zeiliges LCD-Display
  • Temperatursensor: DS18S20
    1-Wire Sensor mit 0.5 Grad Auflösung)
  • Luftfeuchtigkeitssensor: Philips Feuchtesensor

Feuchtesensor

Leider sind Luftfeuchtigkeitssensoren mit digitalem Ausgang recht teuer. Der Philips-Sensor ist der günstigste, der zu finden war. Es handelt sich um einen Kondensator, der seine Kapazität in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit ändert. Da der Wert mit ca. 150pF recht niedrig ist wird die Kapazität mit einem 555er Timer-IC in eine Rechteckschwingung umgewandelt. Über die Messung der Periodendauer der Schwingung wird dann die Luftfeuchtigkeit ermittelt.

Mehr Details zu diesem Sensor finden Sie auch unter http://www.gymnasium-sonthofen.de/physik/meteo/we_tu/feuchte/feuchtesensor.htm.

Die eigentliche Messung erfolgt durch Messung der Periodenlänge der Schwingung am Ausgang des 555. Da sich die Kapazität des Sensors nur wenig ändert, ist hier eine hohe Genauigkeit erforderlich. Der Mikrocontroller sollte also seinen Takt von einem Quarz beziehen. Die Nutzung eines RC-Oszillators (wie z.B. der interne Oszillator der Atmel-Mikrocontroller) ist nicht empfehlenswert, da hier die Taktfrequenz abhängig ist von Betriebsspannung und vor allem Umgebungstemperatur. Und natürlich misst eine Wetterstation nicht bei konstanten Umgebungstemperaturen.

Eine feste Formel für die Berechnung gibt es nicht, da der Sensor nicht geeicht ist und dadurch individuell kalibriert werden muss. Hier muss man also selbst anhand eines kalibrierten Vergleichsinstrumentes die Parameter errechnen.

Zum Messen der Zyklenlänge benutze ich einen Hardware-Timer des ATMega. Um minimale Schwankungen auszugleichen werden 256 Zyklen gemessen. Zusammen mit einem Taktteiler von 256 für den Timer zählt der Timer dann genau die Anzahl CPU-Takte pro Zyklus des 555. Auf diese Weise reicht eine einfache Division fcpu/timer, um die Frequenz der Schwingung zu bestimmen.

Die Frequenz des zu messenden Schwingung liegt bei ca. 30-35kHz. Das passt ideal zu einem 16bit-Timer, der dann wirklich auf 15 Bit genau messen kann. Allerdings sollte man sich hier nichts vormachen: In meiner Schaltung betragen die Schwankungen bei konstanten Umgebungsbedingungen (die natürlich nie wirklich konstant sind) schon etwa 0.3%. Daraus ergibt sich eine Genauigkeit von etwa 9 bit.

Beachtet man jetzt aber noch, dass die Schwingfrequenz zischen etwa 30 und 35kHz liegt, so ist klar, dass die Messgenauigkeit für die Luftfeuchtigkeit wohl nicht besser als 3-5% sein dürfte.

Archivierte Seite

Diese Seite wurde archiviert, d.h. sie wird nicht mehr aktiv gepflegt und die Informationen entsprechen unter Umständen nicht mehr dem aktuellen Stand.

Werbung
Look-Out
Talking about everything
Crazy audio
DIY audio projects and more
Anmesty International SchweizMenschenrechte für alle

Menschen für MenschenKarlheinz Böhms Äthiopienhilfe