Hellkeitssensor über 1-wire

[sascha100]

Hi,

Ich hätte eine Frage an die Elektronik Profis hier im Forum.
Ich versuche einen Helligkeitssensor für den 1-wire Bus zu bauen. Anbei der Schaltplan. Ich möchte gerne die beiden Bauteile benutzen da diese bei mir vorrätig sind. SFH203P und DS2438z.

Sollte die Schaltung falsch sein wäre ich für Input sehr dankbar.

Allen ein schönes Wochenende und Danke im Voraus.

[darkrain]

Die Schaltung ist soweit ok. Wo bzw. für was willst du denn die Helligkeit messen?

[sascha100]

Danke für die Info.

[sascha100]

hi darkrain,

ich möchte in den Räumen die Helligkeit messen für das automatische anschalten der Beleuchtung.

[AlexAn]

Nimm doch gleich einen Präsenzmelder/BWM mit einem Helligkeitswert oder ist der schon bestehend?

[sascha100]

BWM gibt es schon daher das nur als Zusatz. 1-wire Extension ist vorhanden, Kabel liegt auch also dieser Weg.

[Jan W.]

Falls Du die Platinen nicht selber herstellen möchtest und es etwas professioneller aussehen soll, als mit einer Lochrasterplatine: es gibt solche Platinen, die exakt den gleichen Schaltplan haben für wenige Euros von TaaraLabs.eu und Thomas Heldt. Eine Platine ist noch für einen zusätzlichen Feuchtesensor vorgesehen, aber den kann man auch weglassen.

https://blog.thomasheldt.de/1-wire-lichtsensor-mit-ds2438-und-sfh203p/

https://taaralabs.eu/1-wire-temperature-humidity-light-sensor/

Die Formel für die Berechnung Helligkeit findest Du übrigens hier, denn die beiden oben genannten Quellen für Platinen liefern leider keine Formel für die Helligkeitsbereichnung:
https://homeautomationblog.blogspot....ungslicht.html (mit Erläuterungen)
oder
https://shop.wiregate.de/download/Be...ndard_Line.pdf (Seite 22)

Die Formel ist nach meiner Meinung für einen Widerstand von 4,7k ausgelegt. Ich verwende den Sensor von Thomas Heldt, habe aber den Widerstand R3 von den ursprünglichen 390 Ohm auf 4,7k erhöht, weil die Auflösung sehr schlecht war.

Wenn Du die Sensoren innen verwenden möchtest, dann ist der Widerstand evtl. etwas niedrig. Nach meiner Ansicht ist die Schaltung zwar sehr einfach, hat aber Nachteile, da durch die logarithmische Kurve die gemessene Spannung in 95% der Zeit im Bereich von 0-5% des möglichen Wertebereiches ist. Bei Innenbeleuchtung messe ich z.B. nur 0,5mV und als ich den Sensor vor ein paar Tagen direkt in das Sonnenlicht gehalten habe, hatte ich 249mV (über 1-Wire), was dem maximalen Messwert entspricht. Ich hatte allerdings den tatsächlichen Wert nicht mit einem Multimeter verglichen. Für die geplante Anwendung an der Nordseite unseres Hauses sollte das aber kein Problem sein.

Bei zu großem Widerstand und sehr viel Licht (direkte Sonneneinstrahlung) ist die Spannung an Vsens+ wahrscheinlich größer, als die maximal erlaubten 250mV. Würde mich interessieren, wie es sich mit dem von Dir gewählten Widerstand von 1k verhält. Falls Du oder jemand dazu noch eine Lösung oder Verbesserungsvorschlag hat, bin ich dankbar.

Gruß Jan

[sascha100]

Hi Jan, danke für die umfassende Antwort. Die Platinen habe ich schon gesehen aber meine soll mit 2 weiteren Funktionen verwendet werden darum brauche ich eine eigene Platine (siehe Anhang). Nach deiner Erklärung verstehe ich das so das die Schaltung zwar richtig ist aber wahrscheinlich nicht funktionieren wird. OK ich werde es mit unterschiedlichen Widerständen versuchen. Das war ein sehr hilfreicher Input. Danke.

[Jan W.]

Nein, so habe ich das nicht gemeint: funktionieren wird die Schaltung prinzipiell schon. Für den Innenbereich könnte der Widerstand wahrscheinlich größer sein (die Sonne scheint wahrscheinlich nicht drauf), um die Dämmerung besser zu erkennen. Probiere es am Besten aus.

Wenn der Sensor z.B. auf dem Dach montiert wird, so dass die Sonne direkt draufscheinen kann, dann muss der Widerstand relativ klein sein, z.B. 390 Ohm, damit bei voller Sonneneinstrahlung die Spannung an Vsens+ nicht größer als 250mV wird. Mit diesem kleinen Widerstand kann man aber Dämmerung schlecht erkennen. Selbst bei dem von mir jetzt vergrößerten Wert von 4,7k ist die Dämmerung schlecht zu erkennen:

Mit 0,0mV ergibt die Formel 10^(0,0/47)-1 = 0,0 (dunkel)
Mit 0,25mV ergibt die Formel 10^(0,0/47)-1 = 0,0 (gedimmtes LED Licht im Raum)
Mit 0,5mV ergibt die Formel 10^(0,01/47)-1 = 0,0 (hellere LED Innenbeleuchtung im HWR)
Mit 1,22mV ergibt die Formel 10^(1,22/47)-1 = 0,1 (sehr helle LED Innenbeleuchtung im Kochbereich)
Ausgabewerte sind die von Loxone gerundeten angezeigten Werte

Um Dämmerung besser zu erkennen, solltest Du nicht die Formel verwenden, sondern den Messwert von Vsens, evtl. noch um einen Faktor multipliziert, damit man ganze Zahlen hat und Loxone die Werte nicht auf 0 rundet.

Vielleicht ist auch noch ein Fehler in der Formel für die Berechnung der Helligkeit in Lux? Ich habe diese übrigens von 10^(I1 in mV/47) auf 10^(I1 in mV/47) - 1 geändert, damit bei 0V auch 0 Lux herauskommen.

P.S.: wofür möchtest Du die LEDs auf Deiner Platine verwenden?

[hismastersvoice]

...P.S.: wofür möchtest Du die LEDs auf Deiner Platine verwenden?

Hier ist auch aufzupassen das die LEDs kein Licht an den Sensor abgeben, Messwert-Verfälschung!!

[sascha100]

Danke für die weitere genaue Erklärung. Ich werde ein bisschen spielen mit den Widerständen. Die vorhandene Situation ist diese wie auf dem Bild. Das mit der Messwert-Verfälschung ging mir auch schon durch den Kopf. Die Blaue LED ist nur die Klingel nach einer bestimmten Uhrzeit. Das sollte keinen Einfluss haben. Die Rote LED ist eine Anzeige das die Alarmanlage scharf ist. Wunsch meiner Frau. Der positive Effekt ist das wenn ich Nachts mal durchs Haus laufe ich kein Licht brauche. :-) Sollte Die Rote LED den Messwert dahingehend verfälschen das Die Helligkeitserkennung sagt es ist hell genug und es wird kein Licht benötigt, dann wäre das für mich sogar ein positiver Nebeneffekt.

[sascha100]

Hi, benötige noch einmal Hilfe zu dem Thema. Platine ist bestückt und es scheint zu funktionieren. Im 1-wire PlugIn von Loxberry wird der DS2438 gefunden und angezeigt. Siehe Bild 1.
Jetzt denke ich mir das die Werte die ich in dem virtuellen Eingang benutzt habe (Standard Werte) nicht funktionieren da überall 0 angezeigt wird. Kann es mit der Auflösung zu tun haben? Ich habe ja von Jan W. gelernt das eine sehr kleine Spannung ankommt. Danke und ein schönes Wochenende.

[Jan W.]

Die Spannung an Vsens ist wahrscheinlich zu gering, weil sie in Volt gemessen wird. Ändere mal den Zielwert 2 auf 1000 (Eingangswert 2 bleibt 1, die anderen beiden 0). Dann hast Du mV. Zum Überprüfen vielleicht noch einen Multiplikator-Baustein mit 1000, da in Liveview nicht alle Nachkommastellen angezeigt werden. Du könntest natürlich auch den Multiplikator weglassen und gleich den Zielwert 2 entsprechend auf 1000000 erhöhen, aber dann ist die Weiterverarbeitung (Formelbaustein) vielleicht umständlicher.

Um zu testen, ob der DS2438 funktioniert: mal die Temperatur auslesen und wenn Vsens immer noch 0 ist, dann den Wert per Spannungsteiler auf 0,25 V (Maximum für Vsens) einstellen.

[sascha100]

Hallo, hatte jetzt ein wenig Zeit zum Testen. Du schreibst Zielwert 2. Den gibt es aber nur beim virtuellen HTTP Eingang. Soll dieser verwendet werden? Ich habe den maximalen Wert bei virtuellem Eingang auf 100000 gesetzt aber sehe noch immer nichts. Ich sehe auch keine Temperatur vom DS2438. Daher denke ich mal das ich erst mal suchen muss warum ich die Temperatur nicht sehe. Ich habe noch einmal ein paar Screenshots angehängt wie ich die Temperatur und die Abfrage eingestellt habe. Sollte das stimmen werde ich mir wohl noch einmal die Platine anschauen müssen.

[Jan W.]

Nein, die erwähnte Korrektur für die Zielwerte gibt es auch bei 1-Wire Geräten, siehe Screenshot. Wenn Du nicht die 1-Wire Extension Loxone verwendest, dann kannst Du den Wert auch mit 1000 multiplizieren. Wenn die Temperatur ebenfalls nicht angezeigt wird, dann liegt vielleicht ein generelles Kommunikationsproblem mit deinem 1-Wire Gerät vor.

[sascha100]

Hallo, danke wider einmal für die gute Erklärung. Die Platine hängt am Loxberry. Eine Andere Platine wird erkannt daher denke ich das die Kommunikation funktioniert. Wie ich in einem anderen Artikel hier gesehen habe sollte der OWFS die Temperatur anzeigen. Das ist bei mir nicht der Fall. Also werde ich eine neue Platine aufsetzen und nochmals testen.

[sascha100]

Hallo, ich benötige noch einmal Hilfe bei meinem Problem. Dank der Mithilfe hier habe ich erkannt das es eine kalte Lötstelle gegeben hat. Wir haben eine neue Platine gelötet und nun bekommen wir auch den Temperaturwert angezeigt. Also ein Fortschritt. Leider kann ich immer noch keine Änderung bei VSENS sehen.

Wenn ich die Helligkeit ändere kann ich direkt am PIN 4 des DS2438 eine Spannungsänderung messen. Leider bin ich mir nicht sicher ob ich es überhaupt messen kann.

Anbei nochmals die Einstellung in Loxone und was mir im OWFS angezeigt wird. Im OWFS muss nichts eingestellt werden?

Danke und ein schönes Wochenende