DIY 8fach Sensormodul Temp/Hum (Press...) SNS-8xTH

[Ing-Dom]

Hallo zusammen,

ich arbeite gerade an einem Mehrfach-Sensor für Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit.
Ich brauche ihn zur genauen Erfassung aller Luftströme in meiner KWL (4x).

Ich setze das Gerät auf Basis meine RP2040 Controllerboards im KUPS-Formfaktor (https://knx-user-forum.de/forum/proj...72#post1677972) um (passt in eine Unterputzdose) um.
Da es der Platz und die GPIOs hergeben, werde ich eine Anschlussmöglichkeit für bis zu 8 I2C-Geräte vorsehen (über Schraubklemmen).

Die Hardware ist trivial, die Applikationsseite besteht nur aus Klemmen und Platz für optionale Pull-Ups.

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Die Firmware wird erstmal einfach gehalten, paar Parameter zum Verhalten und Offset, und ggf. noch Taupunkt und abs. Luftfeuchte.
Ich werde thelsing/knx als Stack verwenden.
Als nettes Schmankerl will ich auf jeden Fall ein Over-The-Air (bzw. KNX) Firmwareupdate realisieren, so dass man zum Update das Gerät nicht demontieren muss.

Ich will SHT3x Sensoren verwenden (https://knx-user-forum.de/forum/%C3%...utzmembran-etc) und unterstützen, aber da jeder Sensor seinen eigenen I2C-Kanal hat (bzw. 2 GPIOs), ist nahezu jeder Sensor mit 3 oder 4-Draht Anschluss verwendbar. DHT22, DS18B20, BME680... oder sogar DS18B20 + DS2438 in einem Kanal.
Ich werde aber erstmal nur SHT3x (später ggf. SHT2x und BME280) unterstützen - bin aber für jede Beteiligung offen.

Aufgrund meines modularen Konzepts kann ich später die Hardware komplett SMT-Bestückt + bedrahete Bauteile + Gehäuse aus dem Drucker über meine Makerstuff-Plattform anbieten. So ganz grob würde ich mal mit 30€ rechnen. Hängt dann auch von den Stückzahlen ab.


Bei der Firmware werde ich jetzt aber nur mal das umsetzen, was ich für mich brauche.
Wenn jemand gerne mitmachen will, gerne auch alternative Sensoren oder Features einbringen will - kein Problem, sehr willkommen.
Prototyp ist auf Breadboard umsetzbar, aber ich kann später auch Nullserien-HW machen.

[jgerhart]

Hallo SirSydom,

wie ist das denn mit den maximalen Leitungslängen des I2C Busses? Die Sensoren werden meistens ja etwas entfernt sein.

Ich bin momentan an der Umsetzung der gleichen Anwendung, in allen 4 Luftströmen meiner KWL Temperatur und Feuchtigkeit zu messen. Momentan habe ich BME280 im Testbetrieb, allerdings weicht bei einem Modul die Luftfeuchtigkeit um ca. 5% ab. Habe gerade neue Module bestellt und schaue mal, ob da ein besseres dabei ist.
Die BME280 hängen an 2 I2C Bussen an einem raspi zero. Um kein Problem mit den Leitungslängen zu bekommen sind Adafruit LTC4311 I2C Extender zwischengeschaltet.

Gruß
Jens

[Ing-Dom]

ein paar Meter sollten schon drin sein. Ich habs noch nicht ausprobiert, aber 3-5 ggf auch mehr sollten drin sein.
Ggf. muss man dann mit kleineren Pull-Ups arbeiten (dafür sind sie auf dem PCB vorgesehen) und die I2C runtertakten.
Die Abfrage der Sensoren ist ja absolut nicht zeitkritisch, insofern brauchts da keine 400kHz.

[Ing-Dom]

Mein Prototyp wächst und gedeiht.
Mein Multicore-Konzept trägt auch soweit ich das bisher testen konnte: der KNX Stack und die KNX-Applikation laufen auf dem Core0. Die Sensoren laufen auf dem Core1.
Somit sind blockierende Zugriffe auf den I2C z.B. egal.

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Bzgl. Hardware bin ich noch am überlegen wie man die Eingänge gegen ESD / IMI absichert.
Aber TVS-Dioden vorzusehen ist wahrscheinlich keine ganz schlechte Idee, dürfen halt nicht soviel Kapazität haben...

[Ing-Dom]

Pn von schrad

Zum einen soll Temp & Hum in den Räumen gemessen werden. Jeweils auf 1,5m Wandauslass.
Derzeit gibt es nur die Temp mittels 1W und DS1820 quick&dirty am Deckenauslass der Rauchmelder.
Außerdem würde ich gerne in den Schlafzimmern noch VOC dazu nehmen.
Und nice to have würde ich gerne in der FBH mittels 1W die Temperaturen und Vor- und Rücklauf messen.

Das sollte ja alles mit Deinem DIY 8fach Sensormodul Temp/Hum klappen?!
Scheint also ein sehr Interessantes Projekt für mich zu werden...

Grundsätzlich ja. Frage wäre nach den Leitungslängen und Art zu den Sensoren und an welchen VOC-Sensor dachtest du?
Den müsste man auf jeden Fall noch implementieren das war nicht für die "V1.0" vorgesehen.

[schrad]

Pn von schrad
Grundsätzlich ja. Frage wäre nach den Leitungslängen und Art zu den Sensoren und an welchen VOC-Sensor dachtest du?
Den müsste man auf jeden Fall noch implementieren das war nicht für die "V1.0" vorgesehen.

Bisher spiele ich mit BME280/680 an mehreren ESP8266 rum. Würde das aber gerne auf den Bus bringen.
Leitungslängen sind mehr oder wenig zu vernachlässigen. In der Schalterdose spreche ich von cm und in den Verteilern der FBH auch max 1m.
Für die FBH möchte ich DS18B20 Hülsen verwenden.
Beim VOC bin ich noch am schauen.

Bin gerade dabei verschiedene Möglichkeiten zu testen (zB. Sensormodul von Masifi / odysee_2002 )

[Ing-Dom]

In der Schalterdose spreche ich von cm und in den Verteilern der FBH auch max 1m.

1m ist kein Problem. Auch bei den I2C Sensoren nicht.

Für die FBH möchte ich DS18B20 Hülsen verwenden.

Bei OneWire gehen auch mehr als die 5m. Ich dachte nur weil du was von Rauchmelder gesagt hattest, dass du evtl aus einer Schalterdose im Rohr rauf an die Decke zum RM gehst. Das könnten dann schon grenzwertig werden.

Grundsätzlich versuche ich die Architektur der knxprod und der Firmware so zu gestalten, dass es sehr einfach möglich sein soll alternative Sensoren zu unterstützen.
Insbesondere wenn keine neuen KOs/Parameter gebraucht werden.

[Sisamiwe]

Ing-Dom

Hallo,

ich bin auch interessiert und habe aktuell 2 Fragen dazu:

Wäre es denkbar / ist es angedacht, auch den Entfernungsssensor VL53LX1 zu unterstützen?
Wie sieht es potentialfreien Binäreingängen aus?

Danke für die Rückmeldung

[Ing-Dom]

Wäre es denkbar / ist es angedacht, auch den Entfernungsssensor VL53LX1 zu unterstützen?

denkbar - ja. 20mA peak, 5mA Standby, da könnte man wohl 8 davon anschließen.
Angedacht - erstmal nicht, war als "Air quality" sensor gedacht aber das heißt ja nicht dass es nicht wachsen kann.
Welche Anwendung hast du im Auge? Wieviel ML53LX1 willst du anschließen?

Wie sieht es potentialfreien Binäreingängen aus?

Grundsätzlich wäre das ziemlich simpel aus einem Sensoreingang 2 Potentialfreie Eingänge zu machen. Sind ja GPIOs.
Ein potentialfreier Eingang sollte aber etwas besser abgesichert sein aber ein ESD-Schutz war sowieso geplant. Ggf. kann man da noch was an der HW machen.

Man darf aber nicht den Aufwand unterschätzen der in so einem "simplen Binäreingang" Firmware und xml seitig aufläuft...

Ich habe aber ein anderes Gerät im Hinterkopf (und auch schon HW-mäßig geprototyped) das hätte 10 Binäreingänge und 1 I2C Sensoreingang (sozusagen eine Tasterschnittstelle mit Luftsensor an die man auch noch Fensterkontakt hängen kann).

Was hast du vor?

[Sisamiwe]

Erstmal danke für die Rückmeldung.

Welche Anwendung hast du im Auge? Wieviel ML53LX1 willst du anschließen?

Bislang keine wirklich konkrete. Ich finde den Sensor gut geeignet, Abstände/Entfernungen zu messen. Ggf. könnte man mit 3-5 Sensoren den Ölstand in einer Tankbatterie messen.

Man darf aber nicht den Aufwand unterschätzen der in so einem "simplen Binäreingang" Firmware und xml seitig aufläuft...

Das ist wirklich so, dass die Firmware und die xml den größeren Teil ausmachen. Da ist es wohl einfacher, auf fertige Geräte zu gehen.
Aber vielleicht tut sich bei der Erstellung der xml etc noch was.

[Ing-Dom]

Die XML und die Features für die Temp/Hum Features sind fertig.
Leitungslänge 5m kein Problem mit SHT31 - sogar mit original Pullup und 400kHz.

Ich würde nun das Testbrett-Stadium verlassen und erste PCBs machen lassen.
Bei Interesse bitte melden, ich kann auch den einen oder anderen mehr machen.

[Ing-Dom]

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Prototyp #1 hat jetzt auch ein Gehäuse und darf jetzt bei mir bald in den Testbetrieb gehen.

[korpa]

Führst Du auch 3,3V und/oder 5V und GND nach außen. Falls ja, dann könnte man zwischen Plus und einem GPIO einen Pullup-Widerstand reinschrauben und müsste nur noch software-seitig 1Wire implementieren. Das würde vollkommen reichen, um einige wenige DS18B20 an einem kurzen 1Wire-Bus anzuschließen.

Bei einem größeren Bus, bräuchte man doch noch mal eine zusätzliche Spannungsquelle und damit ein dediziertes 1Wire-Modul.

[Ing-Dom]

3v3 und gnd sind an den klemmen verfügbar.

eine busmäßige Anbindung von DS18B20 Sensoren sind von der Firmware-Architektur nicht vorgesehen. Nicht dass ich nicht schon darüber nachgedacht hätte... aber:

Man kann an jeden Kanal einen DS18B20 hängen.
Der Grund ist, jeder "Software-Kanal" hat halt genau einen Satz KOs für Temperatur. (und Feuchte und und und...)
Die Zuordnung HW-Kanal (2 IO-Ports) zu SW-Kanal ist starr - der Einfachheit halber. Dann kann man sich auch den ganzen Aufwand mit den IDs sparen.

Wenn sich dann da aber jemand verlustieren will, die FW werde ich dann veröffentlichen...

[korpa]

Das ist ja auch völlig ok für ein "1Wire light". Lange Entfernungen mit vielen Geräten sollte man ja eh nicht machen wegen dem begrenzten Strom pro KNX-Device. Aktuell habe ich jeweils zwei BS18B20 pro Pro-Micro an einem 1Wire Bus hängen. Aber wenn ich die zwei dann halt an zwei verschiedene Kanäle hänge, passt es ja auch. Mir geht es ja nicht um 1Wire, sondern dass die DS18B20 halt praktisch (ca 1 Meter Zuleitung und wasserdicht) sind und günstig hergehen.

Vielleicht designe ich mal ein "richtiges" 1Wire-Modul, das man mit einer zusätzlichen Stromversorgung versorgt, damit man einen richtigen 1Wire-Bus dranhängen kann. Wäre für Garten, Garage und Schuppen gut, damit ich den KNX-Bus nicht nach draußen legen muss, wo er leichter angreifbar ist.