Eine kleine Raummessung

Worum geht’s?

Um den Arduino, bzw. einen seiner Klons den „Ardafruit Feather 32u4 Datalogger“.  Aus technischer Neugierde hatte ich mir im Sommer bereits einen Arduino Uno zugelegt um zu schauen, was man da so basteln kann. Das Teil lag nun eine Weile herum, bis ich vor zwei oder drei Wochen spontan entschlossen hatte, mir eine kleine Klimaüberwachung zu basteln. Ich wollte eine Überwachung der Raumtemperatur sowie der Luftfeuchtigkeit bauen, die ihre Werte sowohl auf einem Display anzeigt als auch auf einer SD Karte speichert.

Hab ich dann auch getan – und hat auch recht gut geklappt: Innerhalb eines Wochenendes wurde die Hardware zusammen gestöpselt und die notwendige Steuerungs-Software geschrieben. Die Einheit bestand bzw. besteht dabei aus einen Arduino, einem DHT22 Sensor für Feuchte und Temperatur, einer RTC („Realt Time Clock“) sowie einem 16×2 LCD Display.

Das Ergebnis war zufriedenstellend hinsichtlich der Funktion, alleine die etwas wilde Verkabelung war mir noch zu wirr:

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Arduino UNO – mit zuvielen Kabeln

Ich hatte zwar nie vor, das Teil professionell auf einer Lochrasterplatte zu verlöten, aber etwas schicker darf es doch sein. Daher hab ich mir den schlankeren kleinen Bruder bestellt, den oben genannten „Ardafruit Feather 32u4 Adalogger“. Und wie man den zusammenbaut, habe ich diesmal bild-technisch festgehalten und stelle das mal im folgenden kurz vor:

Unten zunächst einmal der Ardafruit mit seinen mitgelieferten Headern. Diese müssen, wenn man den Mikrocontroller auf einem Breadboard montieren möchte, noch angelötet werden.

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Adafruit Feather 32u4 Adalogger

Die eine Header Reihe musste vorher noch gekürzt werden da auf dem Board nicht auf beiden Seiten die gleiche Anzahl an Pins vorhanden sind. Das Kürzen ist dabei etwas aufwendig das das Plastik recht zäh und widerspenstig ist. Ein Cutter half. Laut Internetrecherche gibt’s dafür auch gute Sägen falls man plant, das öfters zu machen…

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Kürzen der Header

Jetzt konnten die Headerreihen angelötet werden und das Gerät zum ersten Mal mit einem kleinen Beispielprogramm getestet werden: Der Ardafruit bringt u.a. 2 kleine LEDs mit, die angesprochen werden können. Was also dem einen ein „Hello World“ ist, ist dem anderen ein rhythmisches Blinken.. 😉

Nachdem es nun also freundlich blinkte konnte ich das nächste Bauteil hinzufügen: Den Sensor. Wie beim ersten Versuch handelt es sich um einen DHT22, diesmal allerdings auf einer kleinen Platine verbaut so dass man ihn z.B. irgendwo gegenschrauben könnte. Auch hier ging Montag und Ansteuerung per Software problemlos:

Die Daten werden also erfasst. Prima soweit. Nun kann die RTC hinzu gebaut werden. Im ersten Versuch hatte ich ein SD-Shield welches auch eine RTC enthielt.  Der Ardafruit bringt zwar einen Micro-SD Kartenleser diesmal mit gleich mit, aber keine RTC. Da frag‘ ich mich doch, wie man dann vernünftig „Daten loggen“ will ..?

Daher wurde eine separate RTC hinzugefügt. Eine DS3231. Laut Internet sehr genau. Wenn man es denn braucht. Ich eigentlich nicht, aber sie war nun mal im Angebot. Aufgrund der großen Batterie ist es aus meiner Sicht aber das sperrigste der verwendeten Bauteile. Ästhetisch sehr unschön… 🙂 Das Suchen der notwendigen Bibliothek war etwas aufwendig, schließlich habe ich die notwendige Datei  doch noch gefunden und konnte das Gerät ansteuern.

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RTC DS3231

Hat man die Komponenten soweit am Laufen, ist es jetzt bereits möglich die Überwachung durchzuführen – fehlt nur noch die SD Karte.  Wie erwähnt hat der Ardafruit hat einen Kartenleser für Mikro-SDs, die genauso angesprochen wird wie der Kartenleser auf dem „großen“ Shield. Daher konnten die entsprechenden Softwareteile einfach übernommen werden.

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Micro-SD Karte & Slot

Zum Schluss wurde dann noch das LCD Display angeschlossen werden. Entgegen der ersten Version handelt es sich hierbei um ein L²C Display, d.h. die Pins des Displays werden nicht direkt parallel angesprochen sondern über das gleichnamige Protokoll  über die Ausgänge SDA und SCL. Das spart ein Menge an Pins ein und macht den Gesamtaufbau deutlich übersichtlicher, allerdings war die Suche und die korrekte Verwendung der Bibiliothek etwas aufwendig da das Display ohne Datenblätter ausgeliefert wurde.

Erschwerend kam folgendes Problem hinzu: Ich hatte nicht wirklich aufgepasst bzw. nachgedacht: Der Ardafruit arbeitet mit 3 Volt. Ergo liegen an seinem VCC Ausgang erst einmal auch nur 3 Volt an. Das Display braucht aber 5 Volt. Also zwei zuwenig für eine hinreichend Leuchtkraft 🙁

Zunächst hab ich, als ich das Display so vor mich hindämmern sah, an alle möglichen Softwarefehler gedacht: Falsche Bibliothek, falsche Konfiguration etc. Erst ziemlich spät dräute es mir, dass im Grunde alles ok ist, es aber ab ein paar Volt fehlt.

Über die bin ich dann zufällig gestolpert: Der Ardafruit hat eine Option, mittels Lithium Akku auch ohne Stromversorgung zu funktionieren. Den Akku lädt er dann automatisch auf sobald die Hauptversorgung wieder angeschlossen wird.  So lassen sich Unterbrechungen recht problemlos überbrücken.

Auf der Suche nach diesen Anschluss auf der Platine bin ich dann über ein Pin names „USB“ gestolpert. Und siehe da: Hier lagen die 5 Volt der USB Versorgung an die ich dann aufs Display legen konnte. Passte also 😉

Somit konnte dann auch das Display problemlos angeschlossen werden:

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So schaut’s aus

Die Daten werden nun also erfasst und bei mir mittels gnuplot ausgewertet:

Luft_und_Temperaturverlauf

Auswertung der Daten per gnuplot

Aktuell bin ich nur noch auf der Suche nach einem passenden Gehäuse – zwischenzeitlich residiert das Gerät in einer Tupperdose… 😉 Und ich werde wohl noch statt des LCD Displays das OLED Display von Adafruit anschliessen. Wenn es denn mal wieder erhältlich ist..

Der Sourcecode ist bei gitlab einsehbar.

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