Hier finden Sie alle wichtigen Komponenten für die Verarbeitung und Ausgabe von Sensor-Daten.

Arduino Nano auf Steckbrett für Bananenstecker

Arduino Nano auf Shield für Jumper-Kabel

Modell:

Arduino Nano Datenblatt

Prozessor:

atmega328 Datenblatt

Sensitivität des AD-Wandlers:

mV

Linearität des AD-Wandlers:

mV

https://www.makershop.de/plattformen/arduino-shields/io-sensor-shield-nano/

Modell:

HD44780U Datenblatt

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

• Für den Betrieb ist die LiquidCrystal I2C Bibliothek notwendig. Bitte im Library Manager (Sketch - Include Library - Manage Librarys - Installed) überprüfen, ob diese installiert ist, andersfalls LiquidCrystal I2C im Library Manager in der Suche eingeben und die Bibliothek installieren.
• Falls die Hintergrundbeleuchtung leuchtet, aber kein Text zu sehen ist, kann dies am zu niedrig eingestellten Kontrast liegen. Der Regler zur Einstellung des Konstrasts befindet sich auf der Rückseite des Displays und kann mit einem kleinen Schraubendreher eingestellt werden.

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

• Für den Betrieb ist die SD- Bibliothek notwendig, diese muss unter dem Librarymanager (Adafruit SD) installiert werden.

• Vier AA-Batterien mit 1,5V reichen für den Betrieb eines Arduino Nano

Hier finden Sie alle Sensoren, die wir im Praktikum für die M-Pool Versuche zur Verfügung stellen.

Modell:

MT3339 Datenblatt

Beispielprogramm:

Beispielprogramm mit der Bibliothek von Adafruit

Ortsauflösung:

Streuung der Positionsdaten:

von Messpunkt zu Messpunkt bei guten Empfangsbedingungen -

Standardabweichung der Positionsangabe:

Dieser Sensor überträgt permanent die Geo-Position, die er aus dem Empfang von Signalen verschiedener GNSS-Satelliten ermittelt hat. Die übertragenen Datensätze haben das Format NMEA 0183. Diese Rohdaten lassen sich über USB auf den seriellen Monitor des Arduino-IDE übertragen.

Damit der Prozessor bei der Übertragung der Rohdaten nicht ständig neu bootet, muss er mit einem nahezu leeren Programm beschäftigt werden:

Tu-Nichts-Sketch

void setup() {}
void loop() {}

Auf diese Webseite von Adafruit ist beschrieben, wie die NMEA-Rohdaten zu interpretieren sind.

Es ist meist sinnvoll, die Rohdaten direkt vom Arduino auswerten zu lassen. Ein Beispiel dafür ist das oben verlinkte Beispielprogramm. Das Beispielprogramm nutzt dafür eine von Adafruit bereit gestellte Bibliothek → Installation mit dem Library-Manager unter dem Namen “Adafruit GPS Library”. Welche Funktionen diese Bibliothek enthält, kann in der Datei Adafruit_GPS.h nachgeschlagen werden. Etwa ab Zeile 163 finden sich die abfragbaren Werte.

In diesem Fall soll der Sensor nur mit dem Arduino “reden”. Der Arduino kommuniziert dann das Ergebnis seiner Analyse über USB an den seriellen Monitor des angeschlossenen Computers. Alternativ, oder auch parallel, können Sie sich das Ergebnis auf einem an den Arduiono angeschloessen LCD-Display anzeigen lassen.

Sensor:

DS18B20 Datenblatt

Sensitivität:

laut Datenblatt: IN-ARBEIT mK, gemessen: IN-ARBEIT mK

Systematische Abweichung:

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensor:

TS103F3950R Datenblatt

Sensitivität:

laut Datenblatt: mK, gemessen: mK

Systematische Abweichung:

laut Datenblatt: , gemessen:

BILD-FEHLT

Sensor:

PT106051 Datenblatt

Sensitivität:

laut Datenblatt: mK, gemessen: mK

Systematische Abweichung:

laut Datenblatt: mK, gemessen: mK

BILD-FEHLT

Sensor:

B57703M Datenblatt

Sensitivität bei unterschiedlichen Temperaturen:

laut Datenblatt: , gemessen:

Systematische Abweichung:

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensor-IC:

DHT-22 Datenblatt

Sensitivität Luftfeuchtigkeit :

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensitivität Temperatur :

laut Datenblatt: , gemessen:

Systematische Abweichungen:

laut Datenblatt: , gemessen:

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Bibliothek:

dht-sensor-library-master.zip

• Damit das Beispielprogramm funktioniert, muss die DHT-Sensor-Library eingebunden sein. Diese kann über den Library-Manager (Adafruit DHT22 Library) oder mit der oben verlinkten ZIP-Datei “Bibliothek:” eingebunden werden. Beide Möglichkeiten führen zum selben Ergebnis.
• Pin 2 wird mit Pin 2 am Arduino verbunden und über einen 10 kΩ Widerstand an VCC (5V) am Arduino angeschlossen.
• Alternativ: Pin 2 und Pin 3 am Sensor verbinden und über einen 10 kΩ Widerstand mit VCC (5V) am Arduino verbinden.

Sensor:

BMP 280 Datenblatt

Sensor-IC:

Datenblatt

Sensitivität Luftdruck:

laut Datenblatt: mbar, : gemessen: mbar

Sensitivität Temperatur:

laut Datenblatt: mbar, : gemessen: mbar

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

• Damit der Sensor funktioniert, muss die “Adafruit BMP 280 Library” eingebunden sein. (Funktioniert über der Suche im Library-Manager (Tools → Manage Libraries..)).
• Die Wire.h Bibliothek wird für den I²C Bus benötigt.

Sensor:

MS5611 Datenblatt

Sensitivität Luftdruck:

laut Datenblatt: mbar, : gemessen: mbar

Sensitivität Temperatur:

laut Datenblatt: mbar, : gemessen: mbar

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Beispielprogramm micropython:

Beispielprogramm

• Damit der Sensor im Arduino-IDE funktioniert, muss die MS5611 Library (von Rob Tillaart) eingebunden sein. (Funktioniert über der Suche im Library-Manager (Tools → Manage Libraries..)).
• Damit der Sensor in Micropython funktioniert, muss die MS5611 library (https://github.com/jposada202020/MicroPython_MS5611/tree/master) eingebunden sein. Anleitung entweder dort (verschiedene Wege) oder dieses Verzeichnis auf dem Arduino speichern.
• Die wire.h Bibliothek wird für den I²C Bus benötigt.

Sensor:

MH-Z19C Datenblatt

Sensitivität CO2:

laut Datenblatt: ppm, : gemessen: ppm

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

• Es gibt zwei Möglichkeiten, den Sensor auszulesen: Digital über serielle Schnittstelle (Beispielprogramm) oder analog über PWMhttps://de.wikipedia.org/wiki/Pulsdauermodulation.
• TX und RX werden kreuzweise angeschlossen (siehe Anschlussplan).
• Funktioniert das Programm nicht, kann es hilfreich sein, die beiden Anschlüsse am Arduino zu tauschen.
• Sind die Werte unplausibel, kann eine Kalibrierung helfen. Das Datenblatt enthält Hinweise zur Kalibrierung.

Sensor:

Sensirion SCD30 Datenblatt

Sensitivität CO2:

laut Datenblatt: ppm, : gemessen: ppm

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

• Für die Funktion muss die “Adafruit SP30” Bibliothek eingebunden sein, unter Sketch → Include Library → Manage Library.

Modul:

GY-50

Sensor-IC

L3G4200D Datenblatt

Sensitivität für x-, y-, z-Achse:

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensitivität Temperatursensor:

laut Datenblatt: , gemessen:

Systematische Abweichungen:

laut Datenblatt: , gemessen:

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Bibliothek:

arduino-l3g4200d-master.zip

• Für den Betrieb muss die L3G4200D-Bibliothek eingebunden werden.

Modul:

GY-521 Datenblatt

Sensor-IC

MPU-6050 Datenblatt

Sensitivität vom Gyroskop für x-, y-, z-Achse:

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensitivität Beschleunigung für x-, y-, z-Achse:

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensitivität Temperatursensor:

laut Datenblatt: , gemessen:

Systematische Abweichungen:

laut Datenblatt: , gemessen:

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

• Für die Funktion muss die I²C Bibliothek eingebunden sein (wire.h).

Modul:

GY-511 Datenblatt

Sensor-IC:

LSM303DLHC Datenblatt

Sensitivität Magnetfeld x-, y-, z-Achse:

laut Datenblatt: IN-ARBEIT, gemessen: IN-ARBEIT

Sensitivität Beschleunigung x-, y-, z-Achse:

laut Datenblatt: , gemessen:

Sensitivität Temperatursensor:

laut Datenblatt: , gemessen:

Systematische Abweichungen:

laut Datenblatt: , gemessen:

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Bibliothek:

lsm303-arduino-master.zip

• Die weiteren Anschlüsse am Sensor werden für das Testprogramm nicht benötigt.
• Für den Betrieb wird wire.h und lsm303.h benötigt. Die Library LSM303 von Pololu muss im Arduino IDE installiert sein. Diese finden Sie im Arduino Library Manager (Tools → Manage Libraries..)

Sensor:

ADXL 345 Datenblatt

Sensitivität für x-, y-, z-Achse:

laut Datenblatt: , gemessen:

Systematische Abweichung:

laut Datenblatt: , gemessen:

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Bibliothek:

adxl345_we-main.zip

• Damit das Programm funktioniert, muss die ADXL Library installiert werden
• Damit der Upload funktioniert, muss darauf geachtet werden, das der Sensor Pin VCC erst nach dem Programmupload mit den 5V Pin vom Arduino verbunden wird, da der Sensor sonst schon zu viel Strom braucht.

Sensor:

HCSR04 Datenblatt

Sensitivität:

laut Datenblatt: IN-ARBEIT, gemessen: IN-ARBEIT

Kennlinie:

Abhängigkeit von realem Abstand zu Messwert: IN-ARBEIT

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Ein elektronischer Schalter, der auf Metall reagiert. Wenn ein Stück Metall in die Nähe der Spitze des Sensors kommt, dann sinkt sein Widerstand und er kann Strom in Richtung Masse ableiten.

Sensor:

32086-HD Datenblatt

Arbeitsabstand:

Laut Datenblatt: 4mm, gemessen:

Streuung von Messung zu Messung (Wiederholbarkeit):

Streuung von Exemplar zu Exemplar:

Kennlinie Abstand gegen Widerstand:

laut Datenblatt: keine Angabe, gemessen:

Beispielprogramm:

• Eine rote LED am Sensor informiert über den Zustand des Ausgangs.
• Je nach Anwendung ist entweder ein analoger (etwa A0) oder ein digitaler Eingang (etwa D2) vom Arduino am besten geeignet.

Sensor:

GP2Y0A21YKF Datenblatt

Sensitivität der Entfernungskennlinie :

laut Datenblatt: IN-ARBEIT, gemessen: IN-ARBEIT

Systematische Abweichung:

laut Datenblatt: , gemessen:

Beispielprogramm:

Beispielprogramm

Bibliothek:

average-master.zip

• Damit das Programm funktioniert, muss die Average-master Library eingebinden werden.
• Damit es beim Upload des Programms in den Programmer keine Fehler gibt, muss zwischen dem Plus-Anschluss (5V) am Eingang und der Masse (GND) am Ausgang ein 1000 µF ELKO-Kondensator eingebaut werden, da beim Upload Stromspitzen entstehen, die durch den Kondensator reduziert werden.

Kapazität:

gemessener Mittelwert:

Streuung zwischen verschiedenen Scheiben: