Funk-Pool-/Teich-Sensor PS50
Aus ELVjournal
06/2007
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Technische Daten
Messbereich | 0 °C bis 70 °C/32 °F bis 158 °F |
Auflösung | 0,1 °C/°F |
Genauigkeit | ±1 °C/±1,8 °F |
Anzeige-Aktualisierungs-Intervall | ca. 5 Sek. |
Datenübertragungs-Intervall | ca. 3 Min. |
Übertragungsfrequenz | 868,35 MHz |
Reichweite (Freifeld) | max. 100 m |
Spannungsversorgung | 3 x Mignon (LR6/AA) |
Batteriewechsel-Intervall | 2 bis 3 Jahre |
Abm. (H x ø) | 88 x 84 mm |
Beim
Pool-Sensor PS 50 handelt es sich um einen batteriebetriebenen,
wasserdichten und schwimmfähigen Funk-Temperatursensor zur genauen
Ermittlung von Wassertemperaturen, z. B. in Swimmingpools,
Planschbecken, Gartenteichen usw. Nun steht dieser interessante Sensor
auch in Form eines ARR-Bausatzes zur Verfügung.Allgemeines
Im
Bereich der Temperaturmessung ist oft neben der Lufttemperatur auch die
Ermittlung der Wassertemperatur wichtig. Mit dem Pool-Sensor PS 50 kann
die Wassertemperatur des Swimmingpools oder des Gartenteichs bequem im
Haus an der dafür vorgesehenen Basisstation (WS 50) abgelesen werden.
Weiterhin ist der Sensor kompatibel zu den folgenden
ELV-Wetterstationen: BA 1010, WS 200, WS 300, WS 300 PC und WS 250
Edition. Diese Wetterstationen empfangen die Daten des Sensors wie die
eines normalen Außensensors. Dazu ist der PS 50 adressierbar und ordnet
sich in das ELV-Adresssystem ein. In der zur jeweiligen Wetterstation
gehörenden Bedienungsanleitung sind die erforderlichen Schritte genau
beschrieben. Die Funk-Temperaturstation WS 50 wurde speziell für die
Datenauswertung und Anzeige des Pool-Sensors entwickelt. Diese
Basisstation verfügt über integrierte Innensensoren zur Temperatur- und
Luftfeuchtemessung und kann auch die Signale von weiteren Funk-Sensoren
verarbeiten. Im nächsten „ELVjournal” (1/2008) wird die Basisstation als
ARR-Bausatz vorgestellt. Falls noch Einstellungen (Adressierung,
Festlegen der Anzeigeeinheit) vorgenommen werden sollen, kann das nun
mit Hilfe eines Vierfach-DIP-Schalters erfolgen. Der Pool-Sensor
übermittelt seine Daten per Funk im 868-MHz- ISM-Bereich mit einer
Reichweite von bis zu 100 m (Freifeld). Neben der Datenübermittlung per
Funk ist der Pool-Sensor PS 50 auch mit einer integrierten
Temperaturanzeige ausgerüstet, die die Temperatur wahlweise in °C oder
°F anzeigen kann. Zur Spannungsversorgung des PS 50 dienen drei
Alkaline- Batterien des Typs Mignon (LR6/AA), die eine Lebensdauer von
bis zu drei Jahren haben. Der Pool-Sensor taucht mit dem
Gehäuseunterteil weit ins Wasser, hat dadurch einen niedrigen
Schwerpunkt und kehrt bei starken Wasserbewegungen immer wieder in die
Ursprungslage zurück. An der Gehäuseunterseite ist eine Seilöse zur
Verankerung am Ufer oder am Beckenboden vorhanden. Wie bereits erwähnt,
wird das Gerät mit drei Mignon-Batterien betrieben. Zum Einsetzen der
Batterien sind die sechs Gehäuseschrauben an der Unterseite zu lösen,
und dann ist das Gehäuseoberteil vorsichtig abzunehmen. Die Batterien
sind dann entsprechend den Polungsmarkierungen in den Batteriehalter
einzusetzen. Falls noch Einstellungen (Adressierung, Festlegen der
Anzeigeeinheit) vorgenommen werden sollen, kann das nun mit Hilfe eines
Vierfach-DIP-Schalters erfolgen.Einstellung von Adresse und Messeinheit
|
Bild 1: DIP-Schalter zur Adresseinstellung und zur Auswahl der Anzeigeeinheit (°C oder °F) |
Wenn
das Gerät aus dem Gehäuseunterteil herausgenommen wird, ist an der
Unterseite der Elektronikplatine ein Vierfach- DIP-Schalter zu sehen.
Die DIP-Schalter 1 bis 3 sind für die Adresseinstellung des
ELV-Wettersensor-Systems, der DIP-Schalter 4 für die Messeinheit-
Einstellung bestimmt. Werkseitig ist die Adresse 8 und die
Einheit-Einstellung °C eingestellt. Falls die von dem Pool-Sensor
gesendeten Daten an einer der gewünschten ELV-Wetterstationen angezeigt
werden sollen, ist die Sensoradresse gemäß der
Wetterstationsbeschreibung einzustellen. Die Zuordnung der
Schaltereinstellungen zu den Adressen ist in Abbildung 1 dargestellt.
Nach Neusynchronisation erscheint der Messwert dann am Außensensor-
Anzeigeplatz der Wetterstation. Nach dem Verschrauben des PS 50 wird das
Gerät einfach auf die Wasseroberfläche aufgesetzt. Da das Gehäuse und
das Geräteinnere einige Zeit benötigen, um sich an die Wassertemperatur
anzugleichen, kann es einige Minuten dauern, bis ein stabiler
Temperaturwert angezeigt wird.Schaltung
|
Bild 2: Schaltung des Pool-Sensors PS 50 |
Wie
in Abbildung 2 zu sehen, ist die Schaltung des Pool- Sensors PS 50 sehr
einfach. Neben dem Single-Chip-Mikrocontroller IC 1, dem LC-Display LCD
1 und dem HF-Sender HFS 1 sind nur noch wenige Komponenten an externer
Beschaltung notwendig. Der Taktoszillator des Controllers ist an Pin 10
und Pin 11 extern zugänglich und mit dem Quarz Q 1 sowie den
Kondensatoren C 6 und C 7 beschaltet. Ein weiterer schneller,
integrierter Oszillator an Pin 7 und Pin 8 benötigt an externer
Beschaltung nur einen Widerstand (R 3). Das Display (LCD 1) verfügt über
vier COM- und 20 Segmentleitungen. Alle Displayanschlüsse sind direkt
mit dem zugehörigen Port des Mikrocontrollers verbunden. Der
Vierfach-DIP-Schalter S 1 ist direkt an Port P 0.2, P 1.3, P 2.2 und P
2.3 angeschlossen. Da die Ports über interne Pullups verfügen, ist hier
keine weitere Beschaltung erforderlich. Über Port P 0.3 wird der
HF-Sender HFS 1 direkt vom Mikrocontroller gesteuert. Der Elko C 10
dient am HF-Modul zur Pufferung und C 11 zur Störunterdrückung. Zur
Erfassung analoger Messwerte verfügt der Mikrocontroller über einen
integrierten A/D-Wandler mit vier Eingängen, die an Port P 1.0 bis P 1.3
zur Verfügung stehen. Über den Spannungsteiler R 4, R 5, angeschlossen
an Port P 1.0 wird die Batteriespannung gemessen und überwacht. Der
Temperatursensor SAX 1 wird für die Messung über R 6 mit Spannung
versorgt und der zur Temperatur proportionale Spannungsabfall am Sensor
gelangt direkt auf Port P 1.2. Der Kondensator C 9 dient in diesem
Zusammenhang zur Störunterdrückung am Sensor. Die zur
Spannungsversorgung dienenden drei Mignonzellen sind an ST 1 (Pluspol)
und ST 2 (Schaltungsmasse) angeschlossen. Über den Schutzwiderstand R 1
gelangt die Spannung direkt auf den Spannungsregler IC 2, an dessen
Ausgang stabilisierte 3 V zur Verfügung stehen. Während C 3 am Ausgang
zur Pufferung dient, verhindern die Keramik-Kondensatoren C 1 und C 2
hochfrequente Störeinflüsse.Nachbau
Da
es sich beim Pool-Sensor PS 50 um einen ARR-Bausatz
(Fast-fertig-Bausatz) handelt, sind es bis zum fertig aufgebauten Gerät
nur wenige Arbeitsschritte. Alle SMD-Komponenten und schwierig zu
verarbeitenden Bauteile sind werkseitig vorbestückt. Der Nachbau besteht
im Wesentlichen aus dem Einbau der Komponenten in das Gehäuse, wobei
die nachfolgenden Abbildungen detailliert die erforderlichen Schritte
der Reihe nach zeigen.Das
868-MHz-HF-Sendemodul benötigt einen Abstand von ca. 2–3 mm zur
Leiterplattenoberfläche. Auch das Sendemodul ist bereits werkseitig
bestückt. Es steht somit eine vollständig aufgebaute
Leiterplatteneinheit für den Zusammenbau des PS 50 zur Verfügung. Der
Einbau der Batteriekontakte in den Batteriehalter ist der erste
Arbeitsschritt, der vom Anwender durchzuführen ist. Dazu werden die
Kontakte wie abgebildet vorbereitet, indem zuerst an dem breiten
Minuskontakt eine 90 mm lange schwarze Leitung angelötet wird. Wie in
der Abbildung zu sehen, ist an zwei weitere Batterie- Einzelkontakte
eine 27 mm lange bzw. 34 mm lange rote Leitung anzulöten. Die
Leitungsenden werden jeweils auf 3 mm Länge abisoliert, verdrillt und
verzinnt. Die
beiden Kontakte mit den roten Anschlussleitungen werden nun in den
Batteriehalter eingerastet. Der Kontakt mit der 34 mm langen
Anschlussleitung ist in der Abbildung unten zu sehen. Im unteren Bereich
wird der Doppelkontakt eingerastet und zwei Aufkleber mit der
Polaritätsangabe sind wie abgebildet einzukleben. Der
Batteriekontakt mit der schwarzen Anschlussleitung ist entsprechend der
Abbildung einzurasten und die Leitung wird durch die Mittelbohrung im
oberen Bereich des Batteriekastens geführt. Der zuletzt verbleibende
Kontakt ist im oberen Bereich des Batteriekastens einzurasten und der
Lötanschluss leicht nach außen zu biegen. Der noch verbliebene Aufkleber
mit der Polaritätsangabe ist danach entsprechend der Abbildung
einzukleben. Die
rote Leitung des in der Nähe der rechteckigen Aussparung liegenden
Batteriekontaktes wird mit dem mittleren Kontakt verbunden. Vorsicht!
Der Anschluss des mittleren Kontaktes ist so zu biegen, dass die
schwarze Leitung beim Lötvorgang nicht beschädigt werden kann. Wie
abgebildet werden die Leitungsenden in die zugehörigen Führungen
gedrückt und mit Heißkleber festgesetzt. Der Temperatursensor mit Anschlussleitung ist bereits werkseitig in das Gehäuseunterteil eingesetzt und vergossen. Die
abgeschirmte Leitung des Temperatursensors wird zuerst von unten durch
die entsprechenden Bohrungen des Batteriekastens geführt (detailliert in
Schritt 7 zu sehen) und danach an die mit SAX 1 bezeichneten Bohrungen
der Leiterplatte angelötet. Die Abschirmung ist dabei mit der
Schaltungsmasse zu verbinden. Danach ist die rote Leitung des
Batteriekastens an ST 1 und die schwarze Leitung an ST 2 anzulöten. Mit drei Schrauben für Kunststoff 2,2 x 8 mm wird die Leiterplatte am Batteriekasten befestigt. Die
Befestigung der nun fertig aufgebauten Elektronikeinheit mit
Batteriekasten erfolgt mit drei Schrauben für Kunststoff 3 x 8 mm am
Gehäuseoberteil. Über den Gehäuserand der fertig montierten Einheit wird wie abgebildet der blaue Dichtring gesetzt. Nach
Einsetzen der Batterien und der Adresseneinstellung ist das Ge
häuseunterteil mit Temperatursensor mit sechs Edelstahlschrauben M3 x 8
mm mit der Basiseinheit sorgfältig und gleichmäßig zu verschrauben. Fertig aufgebauter Pool-Sensor PS 50
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Ansicht
der Platine von der Displayseite (Oberseite). Neben dem werkseitig
bestückten LC-Display sind an der Platinenoberseite nur noch ein Quarz
und ein Elko vorhanden. |
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Die Platine des PS 50 ist an der Platinenunterseite bereits werkseitig mit allen erforderlichen Bauteilen bestückt und getestet. |
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