Druckmessung mit Arduino - Z-Uno - SmartHome Z-Wave Modul

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Druckmessung mit Arduino

Messen+Steuern
Bei der Druckmessung mit dem Arduino kompatiblem Microcontroller für ein Z-Wave-Gerät sind verschiedene Faktoren, vor allem beim Batteriebetrieb zu beachten:


  • Auswahl des richtigen Sensors - Drucksensoren messen den Druck immer im Vergleich zu einem Referenzwert. Daher gibt es verschiedene Typen: Absolut-, Relativ- und Differenz-Drucksensoren.
  • Betriebsspannung - Zur Verfügung stehen im Idealfall 3V, bei leicht entladener Batterie (2,7V) sollten die Sensoren noch funktionieren.
    Da manche Sensoren das nicht anbieten, muss man mit einer Zusatzspannung oder einem Regler incl. Pegelanpassung arbeiten.
  • Stromaufnahme - Der Ruhestrom des Sensors spielt im Dauerbetrieb eine wichtige Rolle. Schon 10μA Ruhestrom bedeuten 87mAh im Jahr. Der Strom beim Messen wird zum Betriebsstrom des Mikroprozessors hinzugerechnet.
  • Meßdauer - Je länger der Prozessor auf das Ergenbis vom Sensor warten muss, desto länger muss auch der Prozessor online sein und verbraucht Energie.
  • Auflösung - die Auflösung in Bit bestimmt die Auflösung der Meßwerte.

  • Absolutdrucksensoren messen den Druck relativ zu 0bar (Vakuum) Sie sind kalibriert.
  • Relativdrucksensoren messen einen Druck im Vergleich zu dem Umgebungsluftdruck (ca. 1013mbar Meereshöhe)
  • Differenzdrucksensoren haben 2 Druck-Anschlüsse - hier kann, wie sder Name schon sagt, die Druckdifferenz zwischen beiden Anschlüssen gemessen werden.

Um den Ruhestrom zu minimieren kann man den Drucksensor von einer Datenleitung des Mikroprozessors speisen, damit wird er automatisch stromlos, wenn der Prozessor in den Schlaf-Modus geht. Allerdings muss der Sensor dann mit einer geringeren Versorgungsspannung auskommen (z.B. 2,1V) - oder man arbeitet mit zusätzlichen Reglern.

In der Tabelle haben wir einige Druck- Temperatur-Sensoren aufgeführt, meist in SMD-Bauform, so dass man entweder einen sogenannten "break-out" Adapter braucht, oder gleich ein fertigen aufgelöteten Sensor verwenden könnte. Wenn vorhanden wurde ein fertiges break-out Board für die Preisfindung verwendet.
Die Preise sind ausschliesslich zur groben Orientierung gedacht und sind möglicherweise nicht mehr korrekt!
Typ
Protokoll
Auflösung
Genauigkeit
typ. Messzeit
bit -> ms
Kosten (ca.)
VCC
Bild / Doku
Honeywell
ABP Series
I²C
SPI
12bit±1.5 %FSS
320,00€3,0-3,6V
oder
4,75-5,25V

all sensors
DLVR Serie
I²C
SPI
14bit
±1,0 %
0,4 ... 6,555,00€3,3V
oder
5,0V

Measurement Specialties
MS4525DO
MS4515
I²C
SPI
14bit (P)
11bit (T)
±0,25 %
±1,5°C
8,444,00€
3,3V
oder
5,0V

BMP180
(abgekündigt)
I²C
0,01hPa
0,1°C
±1,0hPa
±0,5 (±2)°C
3...516,50€1.8 - 3.6V

BMP280
(Temp, Druck)
I²C,
SPI
0,01hPa
0,01°C
~ ±1 hPa
±0,5 (±2)°C
6...43
10,00€
1.71 - 3.6V
BME280
(Temp, Druck, Feuchte)
I²C
SPI
0,008%(H)
0,18hPa
0,01°C
±3% (H)
±1,0hPa
±0,5 (±1)°C
6...43
<1000 (H)
10,00€
1.71 - 3.6V

Copyright 2018 Michael Prüfer
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