Beiträge von Timm Thaler

    Ach jar, das ist wie im Mikrocontroller-Forum: Da kannst Du predigen, daß an jeden AVR ein Abblockkondensator an die Versorgungsspannung gehört. Das steht in jedem Datenblatt, das wird immer wieder erwähnt. Und trotzdem schlagen regelmäßig Leute auf, die meinen es geht auch ohne, weil es bisher ohne ging, und bei denen es irgendwelche unerklärlichen Fehlfunktionen im Programm gibt.

    Um der Raterei mal ein Ende zu machen, ein paar Meßwerte in Vierleiter-Messung über jeweils eine Ader.

    Gemessen wurde das ganze IDE-Kabel, also Übergangswiderstand Steckpin, Übergangswiderstand Klemme, Adernwiderstand, Übergangswiderstand Klemme, Übergangswiderstand Steckpin:

    normales IDE-Kabel grau 40pol, 28 AWG, mit diesem Kabel hatte ich das "bunte Viereck" am Pi, sprich Unterspannung bei Last
    L 44cm, I 2.0A, U 0.30V, R 0.15ohm, 0.34ohm/m

    "komisches" IDE-Kabel grau 40pol Buchsen, aber 80pol Kabel, keine Angabe zur AWG, es scheint nur jede 2te Ader geklemmt zu sein, aber die Buchsen sind genau dafür gemacht
    L 45cm, I 1.0A, U 1.56V, R 1.56ohm, 3.47ohm/m
    wird bei 1.5A deutlich heiß

    normales IDE-Kabel grau 40pol, 28 AWG
    L 51cm, I 2.0A, U 0.45V, R 0.23ohm, 0.44ohm/m

    kurzes IDE-Kabel blau 40pol, keine Angabe zur AWG
    L 14cm, I 2.0A, U 0.13V, R 0.065ohm, 0.46ohm/m

    Für den Spannungsabfall am Pi verdoppelt sich natürlich die Spannung.

    Messung einer Flachbandleitung ohne Steckverbinder, also direkte Vierleiter-Messung auf einer Ader:

    normales Flachbandkabel dunkelgrau, keine Angabe zur AWG, wahrscheinlich 28 AWG
    L 34cm, I 2.0A, U 0.15V, R 0.075ohm, 0.22ohm/m

    normales Flachbandkabel hellgrau, keine Angabe zur AWG, wahrscheinlich 28 AWG
    L 52cm, I 2.0A, U 0.23V, R 0.12ohm, 0.22ohm/m

    "steiferes" Flachbandkabel farbig, keine Angabe zur AWG, wahrscheinlich 26 AWG
    L 84cm, I 2.0A, U 0.22V, R 0.11ohm, 0.13ohm/m

    Wie man sieht stimmen bei den gekauften Kabeln die 220mohm/m recht gut, aber bei den fertigen IDE-Kabeln (aus alten PCs) hat entweder der Hersteller am Kupfer gespart, oder die Übergangswiderstände der Schneidklemmen sind doch ganz erheblich.

    Auch gelten die Werte für verzinnte Kupferadern, es gab und gibt auch "Spar"leitungen wie CCA (gern bei billigem Netzwerkkabel) oder irgendwas mit kupferbeschichtetem Eisen, wozu ich aber die Bezeichnung nicht finde.

    Also auf 1 Meter, lasst mich kurz rechnen, ahh ja bummelig 0,6 Ohm.

    Sagmal, Physikunterricht und ohmsches Gesetz sagt Dir aber schon was, oder?

    Die bummeligen 0,6 Ohm pro Meter sind bei 40cm hin und 40cm zurück "nur" 0,5 Ohm. Bei 2A fallen über 0,5 Ohm aber 1V ab. Damit bekommt der Raspi nicht mehr 5V, sondern nur noch 4V.

    Also mein Raspi meckert da, Deiner nicht?

    Man kann das natürlich machen, und wundert sich dann über unerklärliche Abstürze, Lesefehler und so. Oder man macht es gleich ordentlich.

    ... gerade mit solchen Aussagen werden hier die Leute, die etwas wissen möchten verunsichert.

    Soso, das geht natürlich nicht, daß man mit physikalischen Fakten die Leute verunsichert.

    Tut mir leid, aber diese Fakten sind nunmal:

    1. Ja, eine gute Pfostenbuchse (das 2x20polige Ding, wo das Flachbandkabel drinklemmt) ist mit 3A maximaler Strom vom Hersteller angegeben. Geht also. Aber...

    2. In der Pfostenbuchse klemmt ein IDE Kabel, welches üblicherweise 28AWG hat. Das bedeutet nun nicht, daß das 28 Ampere drübergehen dürfen, sondern daß der Querschnitt etwa 0.08mm² beträgt. Damit ist der maximal zulässige Strom pro Ader etwa 0.8A. Reicht leider nicht.

    3. Nun könnte man für +5V und GND dickere Kabel nehmen, die passen aber nicht in die Pfostenbuchse. Also löten wir die an eine Buchsenleiste. Die wiederum gibt es in sehr unterschiedlicher Qualität, die billigen haben nur ein u-förmiges Blech anstelle des Federkontaktes, und eine ehrliche Angabe für den zulässigen Strom ist 1A. Reicht also auch nicht.

    4. Anstelle der Buchsenleiste nehmen wir eine Crimpbuchse, da können wir auch ein dickeres Kabel eincrimpen, die hat einen Federkontakt und kann 3A, damit sind wir auf der sicheren Seite. Wenn wir denn eine saubere Crimpung hinbekommen, nein, die Wasserpumpenzange ist dafür nicht das richtige Werkzeug.

    Und zuguterletzt aus der Erfahrung: 40poliges IDE-Kabel 28AWG (so ein schlabberiges graues) mit doppelter Versorgung (2x +5V, 2x GND), 40cm Länge geht nicht, Spannungseinbrüche am Raspi. 40poliges besseres IDE-Kabel 26AWG (ca. 0.14mm²) mit doppelter Versorgung, 10cm Länge geht.

    In einem Auto sitzt du wenige cm vor/neben Glasscheiben, die weniger widerstandsfähig sind als das vergossene Glasröhrchen.

    Gegen die Frontscheibe klopfe ich üblicherweise auch nicht mit dem Spaten gegen.

    Zitat

    Aber nun hab ich diese Wolfram Schweißelektroden gesehen, die das Stück nur wenige Euro kosten. Ich war sehr überrascht über den geringen Preis, vielleicht ist da irgendwo ein Haken...

    Ähm ja, sie bilden keine Passivierungsschicht und damit keine Isolierschicht aus. Gut für Widerstandsmessung, schlecht für kapazitive Messung.

    Zitat

    ...spielt die Dicke der Passivierungsschicht kaum eine Rolle bei der Gesamtbilanz des Gesamtdielektrikums, was dann letztlich die Kapazität des Kondensators bestimmt

    Anscheinend doch, sonst würde jar nicht von Problemen bei Kunststoffschichten berichten, die Wasser aufnehmen.

    Daher ja die Idee der oxidischen Isolationsschicht.

    Zitat

    Die Idee einer diskontinuierliche 4-Leiter-Wechselstrommessung mit Elektroden aus Titan/Wolfram ist vielleicht zumindest eine weitere Überlegung wert.. (aka "Brainstorming")

    Deutlich aufwendigere Elektronik, denn Du mußt eine Wechselspannung erzeugen (idealerweise Sinus), den fließenden Strom messen, die an den Senseelektroden anstehende Spannung messen, mit Lockin oder schneller Abtastung verrechnen und das noch bei einem recht hohen Spannungshub. Allerdings kannst Du Realteil und Imaginärteil des Signals auswerten und bekommst damit ohmschen Widerstand und Kapazität geliefert, das kannst Du sogar für verschiedene Frequenzen machen und bekommst ein Spektrum des Bodens. Damit kannst Du dann wahrscheinlich sogar feuchtebedingte von ionenkonzentrationsbedingter Signaländerung unterscheiden - und dann darüber eine Doktorarbeit verfassen.

    Btw: Wußtest Du, daß man mit Leitfähigkeitsmessung von in Wasser gelöstem Honig unterscheiden kann, ob es Waldhonig, Rapsblüte, Sonnenblume oder mit Zucker gepanschter Honig ist? Das geht wirklich. ;)

    Ich bin gerade über WOLFRAM gestolpert...

    Ist Dir Titan noch nicht teuer genug?

    Wir wollen kapazitiv messen, weil man für Widerstandmessung mit Wechselstrom eine Vierleiteranordung braucht und Strom vs. Spannung mit einem Lock-In-Verstärker messen muß. Was auch keine Zauberei ist, Leitfähigkeitssonden z.B. machen das genau so.

    Bei der kapazitiven Messung dagegen bilden die Elektroden je einen Kondensator mit der Erde, über einen Oszillator wird eine von der Kapazität abhängige Frequenz erzeugt, die man sehr einfach über einen großen Meßbereich mit einem µC messen kann.

    Der Witz ist jetzt, daß die Passivierungsschicht (Eloxalschicht bei Aluminium, TiO-Schicht bei Titan) eine sehr dünnes (um 5 bis 20µm bei Alu, 200nm bei Titan) Dielektrikum bildet, wodurch der Kondensator eine hohe Kapazität bekommt. Jedenfalls deutlich höher als bei einem 100 mal dickeren Glasröhrchen oder Kunststoffisolierung.

    Prinzipiell bildet sich diese Passivierungsschicht auch bei Edelstahl (Chromoxid), Zink oder Blei von alleine, allerdings ist sie dann undefiniert und kann sich im Boden verändern, was wiederum die Kapazität beeinflußt. Und wer will sich schon Blei zwischen die Tomaten stecken.

    Da bei Widerstandsmessung in Vierleiteranordnung der Übergangswiderstand und damit eine veränderliche Passivierungsschicht keine Rolle spielt, gehen hier natürlich eher Materialien wie Edelstahl, Graphit - oder Wolfram. Aber das wollen wir ja nicht.

    Angeblich kann man Alu löten, indem man die Lötstelle abschmiergelt, etwas Öl auf die Stelle gibt, unter dem Öl nochmal mut dem Glasfaserpinsel reinigt und dann unter dem Öl lötet. Das Öl bildet die "Schutzatmosphäre" , die das Oxidieren verhindert.

    Hat bei mir aber nicht funktioniert.

    In einem der Sensoren (dem, den ich mit dem Silikonkleber verschlossen habe) läuft das Zeug an...

    Wenn das essigvernetzendes Silikon aus dem Baumarkt war, greifen die Essigausdünstungen das Kupfer an. Deswegen niemals zum Isolieren von Elektronik nehmen, die Leiterbahnen gehen dabei drauf. Es gibt neutralvernetzendes Silikon, das geht dafür.
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    Eine Alternative zur Verbindung mit dem Alu wäre evtl. noch Verschrauben mit einer Federscheibe. Die "frisst" sich ein Stück in das Material und stellt so erst mal eine leitende Verbindung her

    So macht man das, die Federscheibe heißt Zahnscheibe, und an das Kabel crimpt man eine passende Kabelöse, also nicht einfach den Draht unter die Schraube klemmen oder gar das Drahtende verzinnen.

    Da hier mehrere Metalle zusammenkommen (Draht = Kupfer, Kabelöse = verzinntes Messing, Schraube+Zahnscheibe = Edelstahl, Platte = Alu) muß die Verbindungsstelle trotzdem vor Feuchtigkeit geschützt werden.

    Mein Plan ist, die zwei Aluplatten in ein IP67-Gehäuse einzukleben und im Gehäuse geschützt zu kontaktieren, dabei auch gleich den Oszillator mit einbauen. Da das im Gewächshaus eingesetzt werden soll, darf es ruhig etwas größer sein. Wenn man nur nicht soviel anderen Kram zu tun hätte...

    Ich habe es bei mir auf einem frisch installierten Raspbian Jessie so gemacht: Raspi 3 - wie Uart umbiegen?

    1. Serielle Konsole über die Raspi Configuration (Menu => Einstellungen => Raspberry Pi Configuration => Interfaces: Serial = disable) ausgeschaltet.
    2. In /boot/config.txt in der letzten Zeile "dtoverlay=pi3-miniuart-bt-overlay" eingetragen
    3. Bluetooth mit "sudo systemctl disable hciuart" deaktiviert

    Auf ttyAMA0 oder auf ttyS0?

    Wenn Letzteres, ist die Serielle noch auf den "Software"-Uart geschalten, die Baudrate schwankt dann mit der Prozessorlast und es gibt "komische Zeichen". Du mußt die Serielle auf den "Bluetooth"-Uart umstellen und kannst dann halt Bluetooth nicht mehr nutzen.

    Alternativ: Versuche erstmal einen USB-seriell-Wandler an einem der USB-Ports.

    Der hier kann noch mehr Strom liefern.

    Ich weiß ja nicht, was die Chinesen nebenher so rauchen, wenn die ihre Daten da reinschreiben: Der XL6009 (Datenblatt: https://www.pollin.de/shop/downloads/D351434D.PDF) geht erst ab 5V Eingangsspannung los, wenn Du Pech hast läuft er also nicht an.

    Die 4A sind maximaler Schaltstrom. Auch für Schaltregler gilt das Hebelgesetz, welches wir mal in der 6. Klasse in Physik hatten: Was Du an Spannung einsparst, mußt Du an Strom zusetzen. Wenn der also von 3V auf 5V kommen will, und am Eingang max. 4A reingehen, kommen am Ausgang höchstens 2.5A raus, abzüglich der Verluste eher 2A.

    Die Diode sieht auch hier deutlich zu klein für 4A Strom aus. Laut Vishay kann die SS34 max. 3A.
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    Achso, und eine Unterspannungsabschaltung hat er auch nicht, er wird Dir also den Akku gnadenlos in die Tiefentladung ziehen, wenn er Lust hat - was wiederum davon abhängt, wie niedrig die Eingangsspannung noch sein darf bevor er abschaltet.
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    da ich sehr viel Strom aus den usb buchsen ziehe, benötige ich aber 2A. ich hab 2 gefunden, die beide in frage kähmen.

    Dem kleinen Wandler traue ich die 2A auf Dauer nicht zu, die SOIC-8 schaffen ohne externen Mosfet normalerweise höchstens 1A.

    Der Sainsmart dürfte gehen. Zwar würde ich da auch keine 6A wie angegeben ziehen wollen, aber 3A könnte der schon schaffen, leider sieht man nix vom verbauten Regler.

    Gefahr besteht beim Sainsmart-Teil vor allem, wenn der durch falsche Einstellung oder weil er seine Einstellungen vergessen hat mal mehr als die 5V rausjagt. Dann ist der Raspi Elektroschrott.
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    Der hier http://www.amazon.de/DEOK-DC-DC-Spannungswandler-Stromversorgungsmodul-Spannungswandler-Konversionseffizienz/dp/B00HY808MG?tag=psblog-21 [Anzeige] hat einen externen Mosfet als Schalter, eine ordentlich gewickelte Spule mit 3 parallelen Wicklungen. Dem würde ich die 3A zutrauen. Und er regelt gezielt auf 5V, da kann nicht viel schiefgehen. Eine Unterspannungsabschaltung scheint er auch zu haben, wobei 2.6V für einen LiPo schon arg wenig sind.

    Wie gesagt, Epoxy nimmt immer etwas Wasser in die oberste Schicht auf. Man nimmt zwar Epoxy auch zum Laminieren von GFK-Kanus und so, aber da stört das nicht. Das Wasser kommt ja nicht durch.

    Plastik 71 von Kontakt Chemie läßt definitiv auf Dauer auch Wasser durch, hab ich bei beschichteten Front- und Leiterplatten feststellen dürfen. Es dauert Monate, aber es kommt durch.

    Urethan ist da wahrscheinlich besser, aber das kann ich nicht testen, weil meine Dose Luft abgelassen hat und ich grad keinen Bedarf hab eine neue zu kaufen.

    Teflon dürfte ziemlich gut sein, aber wie will man das aufbringen.

    Dummerweise ist grad so schönes Wetter, daß ich lieber im Garten bin als im Labor rumzueloxieren, der Test mit den Alustreifen steht also noch aus.

    Auch denke ich nicht, daß man sich in China Gedanken um das ElektroG, Verpackungsverordnung, Verbraucherschutz und dergleichen macht. Alles Hürden, denen sich ein in der EU ansässiges Gewerbe stellen muß.

    Das ist nicht der Punkt, Du darfst privat auch noch verbleit löten oder alte Relais mit AgCd-Kontakten verbauen, wenn Dir danach ist. Solange Du es nicht verkaufst.

    Aber diese Platinen werden über Amazon oder Ebay in Europa "in Verkehr gebracht" und müssen den RoHS-Anforderungen genügen, sonst macht sich der "Inverkehrbringer" sprich Importeur strafbar. Bestenfalls bleiben sie im Zoll hängen und Du darfst entscheiden, ob sie zurückgeschickt oder vernichtet werden.

    Stand Flachbandkabel-Sensor: Zeigt nach einer Woche im Wasserglas konstant 240pF an. Soll ich den mal rausnehmen und den Luftwert gegenprüfen?

    Beim Flachbandkabel stört mich noch etwas die mechanische Robustheit. Da habe ich aber keine andere Idee.

    Beim Titan stört mich etwas der Preis, da sind schnell 20 Eur für zwei Platten 5x10cm weg. Und kleiner würde ich die im Gewächshaus nicht haben wollen. Auch findet man keine Angaben zur Dicke der Passivierungsschicht, allerdings kann man wohl mit etwas Chemie und Strom eine künstliche Passivierung mit höherer Schichtdicke erreichen. Muß mal sehen, wo ich Titan etwas günstiger herbekomme.

    Bleiben noch die eloxierten Aluplatten. Allerdings brauche ich da für die Messung erstmal einen vernünftigen Oszillator, der auch einigermaßen temperaturstabil und unempfindlich gegen Spannungsschwankungen ist. Taugen da die CMOS-Schaltungen was?

    z.B. wird meine Raspi ja flöten gehen, wenn mein Relaisboard angeschlossen ist und ich als default-value Input hab (wenn ich den ULN nicht angeschlossen habe).

    Warum sollte er das tun? Gehen zwei Glühlampen kaputt, wenn Du sie zusammenschaltest und keine Spannungsquelle angeschlossen ist?

    Zitat

    Also low als default sollte ja logisch sein (die wahrscheinlichkeit dass ich ein low aktive Komponente anschließe ist geringer als ein high aktives) nur bei output/input weiß ich grad nicht, was ich da am besten einstellen soll.

    Nein ist es nicht und Du solltest Dich darauf nicht verlassen: TxD an GPIO14 ist output und high, wenn Uart enabled. CE0 und CE1 an GPIO8 und 7 sind output und hight, wenn SPI enabled, MOSI und SCK sind dann output und low(?).


    Zitat

    default auf high und output werd ich natürlich nicht setzten und wird dementsprechend nicht zufällig passieren.

    So? Sicher? Immer? Du hast einen Schalter an GPIO7 angeschlossen, gegen GND. Weil Du SPI eh nicht nutzt und den Pin als normalen GPIO nimmst. Und jetzt bringt irgendeine Installation (zum Beispiel eine Homeautomation die SPI für nRF-Module nutzt) eine SPI-Komponente mit und aktiviert SPI. CE1 geht auf high, Dein Schalter schließt nach GND kurz und der GPIO7 geht in die ewigen Jagdgrunde ein.

    Das ist nicht wie bei einem Mikrocontroller, wo ein einziges Programm läuft und wenn das einmal läuft keiner mehr von außen reinpfuscht.

    Zitat

    Hab nicht wirklich verstanden warum input/low besser sein soll als output/low

    Weil das so ist. Fragst Du ernsthaft, warum es besser ist, wenn der Herd nach dem Anschließen nicht erstmal selbständig alle Herdplatten einschaltet?

    Oder kurz gesagt: Weil die Dinger schei..e sind. Der Optokoppler um ein Relais zu schalten ist in 99% der Anwendungen überflüssig und bedeutet nur höhere Strombelastung für die GPIOs. Die weitere Strombelastung für die Anzeige des Schaltzustandes mit billigen LED die 10mA brauchen, weil man sich die 1ct mehr für low-current-LED mit 1mA Verbrauch gespart hat, tut ihr Übriges. Dann diese grottigen Relais, für die es nichtmal vernünftige Datenblätter gibt und die mit 70mA unerhört viel Strom ziehen, bei 8 Relais sind das schonmal ein halbes Ampere nur dafür aus den 5V.

    Mit einem ULN2803 kannst Du mit minimalem GPIO-Strom Relais von 5V bis 24V schalten und brauchst nichts weiter: Keine Widerstände, keine Freilaufdioden, alles drin.