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Messen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit dem SHT11

Die Idee zu diesem Projekt kam mir, weil ich fand, daß die Luftfeuchtigkeit im Sommer im Keller sehr hoch ist. Ich dachte da müßte man doch was basteln können. Nach einer kurzen Recherche im Internet habe ich zur Messung der Luftfeuchtigkeit erst den FOST02 Sensor von HOPE-RF und später den SHT11 Sensor von Sensirion ausgewählt. Dieser liefert die Daten über ein Serielles 2 Draht Interface an den Mikrocontroller. Als Controller habe ich den MC68HC908GP32 benutzt. Der GP32 hat genügend I/Os und verfügt über das TBM Modul, welches den Controller im Sekundentakt aus dem Stop Mode wecken kann. Das ganze sollte im Batteriebetrieb laufen. Also sollte die Schaltung möglichst wenig Strom verbrauchen. Was den Stromverbrauch betrifft gibt es sicherlich auch sparsamere Controller als den 68HC908GP32 aber ich wollte das ganze mit Bauteilen realisieren die sowieso habe. Damit war die Hardware eigentlich vorgegeben. Der Controller, der SHT11 Sensor und ein LCD um die Werte anzuzeigen. Etwas Kopfzerbrechen hat mir noch die Spannungsversorgung gemacht. Einen Step up Regler habe ich nicht und die Beschaltung ist mir auch zu aufwendig. Also habe ich mal geschaut was ich so habe und habe noch ein paar LM2936 Spannungsregler gefunden. Diese liefern 5V und brauchen nur 15 µA Ruhestrom und erschienen mir somit ganz geeignet. Die Software ist so aufgebaut, daß sie immer die Hauptschleife durchläuft und dann in den Stop Mode geht. Nach einer Sekunde wird der Controller dann vom Time Base Modul wieder geweckt. Also habe ich gleich noch eine Uhr mit Implementiert.
Das ganze sieht dann so aus.

















































Dei Schaltung für die Hardware habe ich hier in 2 Teile zerlegt. Zuerst die generelle Beschaltung des GP32 :

















































Ich habe einen 32,768 kHz Quarz gewählt, damit ich das TBM nutzen kann. Der CPU Takt wird dann durch die PLL erzeugt. Die Uhr geht damit etwas ungenau, das mag daran liegen, daß ich mich damals mit 22 pF Kondensatoren eingedeckt habe. Inzwischen wurde das Datenblatt Aktualisiert und Fresscale gibt als Wert 15pF vor.

Die Restliche Beschaltung sieht so aus:





















































Die drei Taster dienen zum einschalten der Beleuchtung und zum stellen der Uhr. Die Beleuchtung des Displays wird mit einem Transistor angesteuert, weil der Portpin nicht genug Strom liefern kann. Das Display wird im 4Bit Modus betrieben.

Die Software basiert auf einer Bibliothek die ich hier gefunden habe http://www.mikrocontroller.net/topic/48590. Der SHT11 Sensor ist bei www.micromaus.de erhältlich.

Mit kleinen Anpassungen lief das ganze auch auf dem HC08. Die Software läuft jetzt also immer jede Sekunde in einer Schleife und Aktualisiert die Uhr, alle 5 Sekunden werden Temperatur und Feuchtigkeit gemessen und angezeigt. Der Controller braucht im Stop Modus ca 0,1 mA und die ganze Schaltung durch das Display ca 0,6 mA. Habe dann weil das Display bereits ca 0,5 mA braucht von weiteren Optimierungen bezüglich des Ruhestroms des Controllers abgesehen. Man könnte noch etwas Strom Sparen indem man die Laufzeit der Messungen verkürzt. Hier werden Fliesskommzahlen benutzt. Eine Integerberechnung würde sicherlich schneller gehen. Alles in allem läuft die Schaltung an einem 9,6V Akkupack mit 750mAh über 2 Wochen und ich bin soweit mit dem Ergebnis zufrieden. Die Software ist hier als Codewarrior 6 Projekt sht11.zip
Als Erweiterung könnte man noch die Messwerte im freien FLASH Speicher loggen und auf Anforderung per SCI an den PC übertragen aber das überlege ich mir noch mal.
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