Geeignete (I2C) Sensoren

[Doumanix]

Hi zusammen,

es wird höchste Zeit, mal ein UP-Modul zu releasen, was neben Binäreingängen auch diverse (I2C-)Sensoren ansteuern können soll.

Daher werfe ich mal die Frage in den Ring: welche Sensoren machen für unsere Module am meisten Sinn? Ich wollte eigentlich erst einmal auf Temp- / Huminidity-Sensoren raus, da es aber verschiedene Kombinationen an Funktionen in den Sensoren gibt, lasse ich das Feld doch mal lieber völig offen.

Mögliche Kriterien in der Diskussion:

• Genauigkeit
• Preis
• Leistungsaufnahme
• Lötbarkeit
• Beschaffbarkeit
• (einheitliche) Ansteuerung

Hat jemand Erfahrungen mit mehreren Sensoren?
Spontan hätte ich für den Anfang mal folgende Temp-/Feuchtesensoren in den Raum geworfen:

• BME688 - sehr teuer, kann aber auch Luftgüte
• BME280 - klingt nach gutem Preis-Leistungs-Verhältnis
• SHT21 - klingt nach gutem Preis-Leistungs-Verhältnis
• CCS811 -
• DHT22 -

Grüße
Christian

PS: natürlich findet man einige generelle Vergleiche der Qualität einzelner Sensoren. Z.B https://www.kandrsmith.org/RJS/Misc/Hyg ... _many.html

[Marinux]

Hi,

ich habe mir mal die Liste angeschaut und tendiere ganz klar zum BME688, da er einfach das meiste erschlägt! D.h. nur ein Bauteil + Peripherie zu platzieren, eine Software zu erstellen/pflegen (ggf. https://github.com/BoschSensortec/BME68x-Sensor-API als starting point), ...
Der preisliche Faktor von 4-5 Euro mehr, im Vergleich zu den anderen Sensoren, spielt deshalb für mich nur eine sekundäre Rolle. Außerdem ist dieser vermeintlich teurere Preis sofort wieder zunichte, wenn man einen zweiten Sensor für VOC gewillt ist zu supporten. Ganz zu schweigen von dem Mehr an Aufwand diesen auf der Platine unterzubringen und die Software zu erstellen.
Von der Präzision scheint der BME688 auch eine Hausnummer zu sein. Ein kleiner Nachteil sehe ich ggf. beim Löten des 8-Pin LGA.
Vielleicht findet sich ja aber allgemein eine günstige Lösung das UP Modul bestücken zu lassen?

[Doumanix]

Hi,

ja, meine Gedanken gingen auch in die Richtung, dass für ein umfassendes Sensormudul der BME688 echt ins Auge gefasst werden sollte. Aber eine low-cost Alternative für z.B. nur Tempmessung sollte schon mit berücksichtigt werden. Denn der BME verdoppelt halt mal schnell die Modulkosten.

Zum Thema Bestückung (eigentlich ein sehr allgemeines Thema, vielleicht machen wir dazu mal einen eigenen Thread auf): Bestücken lassen ist heikel, finde ich. Man ist da gleich in ganz anderen finanziellen Dimensionen. Ich versuche ja mit meinem Shop ein sehr günstiges Angebot zu erstellen, was hoffentlich in den den meisten Fällen sogar noch besser ist als selber alles zusammen zu suchen. Ich suche aus verschiedenen Quellen zu m.E. sehr günstigen Preisen die Sachen zusammen und bestücke dann manche Module mit einer OpenPNP Maschine selber. Unsere Standardbauteile sind bis zur Bestückung noch nicht fest an ein Modul gebunden.

Aber auch das hat den Haken, dass bei einer sehr geringen Marge doch relativ viel Geld gebunden ist. Ich kaufe also nie wirklich in großen Mengen ein, denn was mache ich denn damit, sollte eine neue Variante / Lösung raus kommen, die das alte Zeug plötzlich uninteressant macht?
Wenn man nun also von fertig bestückten Modulen redet, hat man aber noch weitere Probleme: das Sourcen all unserer Produkte über einen Bestücker ist i.d.R. nicht machbar bzw. nur mit Aufpreisen (z.B. LCSC: manche Produkte sind nicht im Standard-Umfang drin, manche, wie der ARM, sind recht teuer oder aktuell gar nicht zu bekommen).
Das so (relativ teure) Modul ist preislich aber nur attraktiv, wenn man größere Stückzahlen ordert. Und das hat halt wieder das Problem, dass das ein großes finanzielles Risiko für denjenigen ist, der das organisiert.

Ggf. käme man raus aus der Nummer, wenn man eine "Sammelbestellung" im Voraus (also Vorkasse) plant. Es gibt ja genug Beispiele, wie das in der Vergangenheit gemacht wurde. Das könnte klappen, bei dem UP Modul, da im Moment doch wieder einige Aktive unterwegs sind. Aber ganz sicher bin ich mir nicht. Im Moment denke ich mehr in die Richtung Bauteilesets und Bestückungsmaschine. Aber ich prüfe auf jeden Fall, was denn eine fertige Bestückung kosten würde. Wenn denn der ARM beim Bestücker besorgt werden kann ...

Grüße
Christian

[Marinux]

ja, meine Gedanken gingen auch in die Richtung, dass für ein umfassendes Sensormudul der BME688 echt ins Auge gefasst werden sollte. Aber eine low-cost Alternative für z.B. nur Tempmessung sollte schon mit berücksichtigt werden. Denn der BME verdoppelt halt mal schnell die Modulkosten.

Ja, das ist der tradeoff am Ende des Tages und ich weiß nicht, inwieweit ihr in der Diskussion bzgl. Layout schon fortgeschritten seid. Ich gehe davon aus, dass die Sensoren + Peripherie Bestandteil der Platine des UP Modules werden sollen. Aus Platzgründen wird man hier vermutlich nur wenige Sensoren, oder vielleicht auch nur einen Sensor, berücksichtigen können? Die Alternative wären unterschiedliche Layouts oder abgesetzte Sensorplatinen. Aber will man sich das wirklich antun?

[Doumanix]

So weit sind wir tatsächlich noch nicht. Ich bin bisher eher von einem abgesetzten Sensor ausgegangen. Dann muss man auf dem UP Modul nur die Pins vorsehen. Denn je nach Sensor macht es ja schon Sinn, den zum Beispiel weiter nach vorne zu ziehen, um zum Beispiel in die Luftzirkulation zu kommen, statt ganz hinten in der Dose irgendwo herum zu lungern.

[Marinux]

Alles klar, abgesetzte Sensoren machen wahrscheinlich am meisten Sinn! Good Job...

[dallmair]

Hab ich das richtig verstanden? Ein UP-Modul mit z.B. 4 Binäreingängen und Temperatur-, Feuchte- und Luftgütesensor? Mega! Genau so etwas möchte ich schon seit fünf Jahren machen, aber mir fehlte es schlicht an der Zeit und nicht zuletzt auch am Know-How...

Bzgl. Sensor hatte ich auch mehrmals gesucht und bin jedesmal beim BME680 gelandet. Der BME688 ist sicherlich ne gute Wahl. Den Wunsch nach einer reinen Temperatur-Variante kann ich nachvollziehen, aber da müsste man wirklich schauen wo man preislich rauskommt. Kandidaten hierfür wären eventuell ganz klassisch der DS18B20 oder der ADT7410. Aber ganz ehrlich: wenn ich Preise und Datenblätter von den beiden mit nem BME280 vergleiche, dann weiß ich schon welchen ich nehmen würd.

Nur die Sache mit dem Löten macht die BMEs etwas unattraktiver. Kreative Lösungen erwünscht

[Doumanix]

Ich hab mal einen Thread herausgekramt, den ich noch so vage in Erinnerung hatte: viewtopic.php?p=858#p858
Das ist ein Kommentar von Oldi, der mit bei aller Begeisterung für den BME688 schwer im Magen liegt: reicht eine 0,5°C Genauigkeit für einen Raumtemperatursensor, mit dem ich ggf. die FBH steuern will?

Ich kann gut nachvollziehen, dass man bei einer 0,5°C Genauigkeit wahrscheinlich bei zu großen Regelungsschwankungen landen würde.
Was aber auch bedeuten würde: der BME wäre für Druck, Feuchte und Luftqualität wohl eine gute Wahl, aber für die Temperatur, insbesondere als Basis für eine automatische RTR, wäre er aber höchstens zweite Wahl.

I2C Temp-Sensoren mit besserer Genauigkeit:

• MAX30208 - Für nur Temp nicht billig. Auch ganz schön winzig. --> schwer zu "löten" (auch mit Heißluft fummelig)
• STS21 - ähnlich dem SHT21, nur noch ein wenig präziser (+/- 0,2°C)

Insgesamt muss man wohl bei solchen Sensoren in Richtung Verwendung von Breakout-Boards denken, denn DFN Packages werden nicht wahnsinnig beliebt werden in der Selbstbaugemeinde ...

[Florian]

Genauigkeit? Auflösung? Wiederholgenauigkeit?

Ich vermute Du hast Befürchtungen einer zu geringen Auflösung, was in der Tat zu Problemen bei der Temperaturregelung führen würde. Aber das ist etwas anderes als die Genauigkeit. Diese besagt: Wenn der Sensor 20,15°C sagt, können es bei +/-0,5°C Genauigkeit in Wirklichkeit auch 20,65°C sein. Die Auflösung kann ganz anders sein, beim BME688 steht da 0,01°C. Und das ist für eine stabile Regelung mehr als genug. Auch interessant wäre eine Aussage zur Wiederholgenauigkeit oder auch zur Alterung. Sie besagt, ob ich in der Zukunft auch 20.15°C messen würde, wenn es in Wirklichkeit 20,65°C sind. Aber auch ohne Angabe kann man davon ausgehen, dass die Wiederholgenauigkeit deutlich besser ist, als die absolute Genauigkeit.

Bei den ganzen Multisensoren ist auch ein anderer Aspekt wichtig: Ob die Eigenerwärmung nicht die Messung beeinflusst. Bei so manchem ist der Temperatursensor nämlich eigentlich zur Temperaturkompensation der anderen Funktionen vorgesehen, auf die Abbildung der tatsächlichen Umgebungstemperatur wird dann nicht so viel Wert gelegt. Da muss man dann alle Schikanen nutzen: Standby-Modi, seltene Messungen, etc.

Für eine Einordnung: Vor wenigen Jahren galt eine Genauigkeit von +/-1°C als Standard, das hat auch ein übliches Zimmerthermometer. Günstige, bessere Sensoren sind noch recht jung.

[Doumanix]

Tatsächlich hab ich mich immer gefragt, was denn eine Auflösung von 0,0125 °C Hilft, wenn die Genauigkeit nur bei 0,5°C liegt.
Aber wenn ich dich richtig verstanden habe, ist die Genauigkeit eher auf eine Eichung zur wirklichen Raumtemperatur zu beziehen, richtig? Wenn mein Sensor statt der 20,15°C bei der ersten Messung 20,65°C ausgibt, sollte er immer dieselbe Abweichung bei Folgemessungen aufweisen, richtig? (Ich dachte immer, dass mit jeder Messung um diese 0,5°C geschwankt werden kann.)
Dann macht das ja Sinn, dass die Auflösung so fein ist. Schwankungen in der Regelung bekomme ich dadurch sehr feingranular mit (beim BME688 wohl schon in 0,01°C Schritten) und die absolute Genauigkeit der Raumtemp. liegt max. 0,5°C daneben. (Was aber durch Alterung noch stärker werden kann.)