Wie versprochen nun die Details zur Wissenschaft. Zuerst vielen Dank an Arne! Der Arduino ist natürlich die Platine und die Software, die CPU ist ein Atmel ATmega 328. Auf dem Mega ist ein ATmega2560 verbaut. Der Arduino ist übrigens in Hard- und Software Open Source, sodass es einige sogenannte „Klone“ gibt und wenn man geübt ist, könnte man auch so eine Platine selbst zusammenbauen. Ich hatte ja schon davon gesprochen, dass man die Platine auf einem Breadboard nachstellen kann.
Nun zur Wissenschaft.
Ich habe einige Sensoren erhalten, einige als Gratis-Muster, andere habe ich bei sparkfun gekauft. Diejenigen die ich so erhalten habe sind zum einen der Thermosensor DS1821 von Maxim (früher Dallas Semiconductor) und der SHT21 von Sensiron, der ein kombinierter Sensor für Temperatur und Luftfeuchte ist. Der letztere ist für eine Temperatur von bis zu -40°C ausgelegt, kann also ohne Probleme in der Außenluft betrieben werden.
Von Sparkfun habe ich einen weiteren Feuchtigkeitssensor erhalten, den HIH-4030 von Honeywell, der auch gleich schon auf einem sogenannten „Breakout“-Board geliefert wurde. Damit hat der Sensor bereits seine eigene kleine Platine, was das Arbeiten mit ihm einfacher macht. Die oben genannten Sensoren müssen z.B. erst noch verlötet werden, was bei den Thermosensoren noch relativ einfach geht, aber der SHT21 ist ein Chip, der etwas schwieriger an Kabel anzulöten ist. Der HIH-4030 ist ein analoger Sensor, der schon darauf abgestimmt ist, nahezu linear seine Ausgangsspannung mit der gemessenen Feuchtigkeit zu variieren. Daher ist er einfach zu verwenden.
Der nächste Sensor ist ein TEMT6000 von Vishay, ein Lichtsensor. Bei diesem muss ich noch überlegen, wie ich ihn am besten anbringe. Vielleicht werde ich noch einen zweiten dazukaufen, damit einer der beiden Sensoren die Abnahme der Helligkeit des Himmels misst, während der andere direkt nach unten auf die Erde ausgerichtet ist.
Man sieht, dass zwei Sensoren fehlen, die eigentlich wichtig sein müssten: Weder der Luftdruck, noch die Beschleunigung werden gemessen. Das hat mehrere Gründe. Es gibt keinen guten Drucksensor, der auch günstig ist, der bis zu den niedrigsten Drücken messen kann. Der BMP085 von Bosch beispielsweise kann nur bis zu einem Druck von etwa 300 mbar messen. Dieser Druck entspricht in der US-Standardatmosphäre von 1976 einer Höhe von 9164 Metern. Beim Beschleunigungssensor habe ich mich noch nicht entschieden, aber der ADXL345 von Analog Devices sieht gut aus, da er in allen drei Dimensionen und bis zu ±16 G misst.
Schließlich habe ich noch zwei weitere Sensoren erhalten, bei denen ich erst nach der Bestellung gesehen habe, dass sie aufgrund ihrer Messbereiche nicht geeignet sind. Diese sind von Hanwei und sind der MQ-4 für Methan und der MQ-7 für Kohlenmonoxid. Beide müssen übrigens auch ständig geheizt werden, da sie ein Element enthalten, welches sich aufheitzt. Dies gehört zum Messprinzip.
Die elektrochemischen Sensoren von Alphasense sehen da interessanter aus, da fast alle für einen Messbereich eingerichtet sind, der bei 0 ppm beginnt. Allerdings sind diese laut den Datenblättern auch nur bis 80 kPa eingerichtet. Ich werde die Firma kontaktieren, um herauszufinden, ob die Sensoren auch bei niedrigeren Drücken funktionieren. Wenn nicht, müssen wir versuchen, eine Gasprobe aus den großen Höhen zu erhalten, das bringt aber bei reaktiven Gasen wie Chlor oder Ozon nichts, da sie im Probenbehälter zerfallen und sich neu verbinden.
Das sind erst einmal alle Sensoren, die bis jetzt geplant sind. Den hier geplanten Abschnitt über BASE verschiebe ich nach hinten. Teil 3 wird sich mit der Bahnvorhersage beschäftigen und Teil 4 mit weiteren Versuchen. Dort wird auch BASE seinen Platz finden. Bis dahin freue ich mich über Kommentare und Fragen!