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===== 9. Sensoren =====
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Als Sensoren für eine LoRa Node können natürlich all diejenigen Sensoren genommen werden, die auch für andere Controllerbords und Datenübertragungsmodi (Arduino, ESP, Raspi, etc., Ethernet, Bluetooth etc.) Verwendung finden. Als Einschränkung gilt höchstens die zu übertragene Datenmenge.\\
Wir erinnern uns, maximale Belegungszeit der Sendefrequenzen **1% von einer Stunde**.\\
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Damit steht uns ein weiter Bereich zur Verfügung. In wie weit dies alles sinnvoll ist, mag jeder für sich selbst entscheiden.\\
Nachfolgend nur einige Beispiele, die häufig Anwendung finden und auch sinnvoll erscheinen.
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====Temperatur====
Wohl mit die häufigste Anwendung. Ob Luft, Flüssigkeit, Boden oder feste Stoffe (Mauerwerk, Rohre etc), es gibt entsprechende Sensoren für alle Anwendungen.\\
Von Widerständen, die ihren Wert mit der Temperatur ändern (PTC, NTC, analoge Signalausgabe) über digitale Sensoren (1 wire Digitalausgabe) bis zu wasserdichten Sensoren in Stahlhülle (siehe Bild, DS18B20) und weiteren Bauformen reicht das Spektrum.\\
{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:temp-sensor-wasserdicht.jpg?nolink&350|}}
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((https://www.az-delivery.de/products/2er-set-ds18b20-mit-3m-kabel))\\
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====Temperatur - Luftfeuchte====
Eine häufige Kombination. Beispielsweise als Überwachung von Gebäuden. Für diesen Anwendungsfall gibt es Kombisensoren, die genau diese beiden Messgrößen erfassen.\\
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Von der Genauigkeit meist ausreichend und recht günstig sind die Sensoren der DHT-Famile (DHT21 bzw. DHT22) mit nur drei Anschlüssen (VCC, GND, Data) schnell eingebaut. Beide sensoren sind auch unter der Bezeichnung AM2301 bzw. AM2302 zu erhalten.\\
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**Daten DHT11:** ({{ :projekte:grossprojekte:lorawan:dht11.pdf |Datenblatt}})\\
  * 3 V bis 5 V Stromversorgung und I/O
  * 2,5 mA max Stromaufnahme
  * Messbereich Luftfeuchte 20-80 % mit 5 % Genauigkeit
  * Messbereich Temperatur 0-50 °C mit ±2 °C Genauigkeit
  * 1 Hz sampling rate
  * Maße 15,5 mm x 12 mm x 5,5 mm


**Daten DHT22:** ({{ :projekte:grossprojekte:lorawan:dht22.pdf |Datenblatt}}) 
([[projekte:grossprojekte:lorawan:12_temp-feuchte| siehe auch]])\\

  * 3 V bis 5 V Stromversorgung und I/O 
  * 2,5 mA max Stromaufnahme
  * Messbereich Luftfeuchte 0-100 % mit 2-5 % Genauigkeit
  * Messbereich Temperatur -40-80 °C mit ±0,5 °C Genauigkeit
  * 0.5 Hz sampling rate
  * Maße 15,1 mm x 25 mm x 7,7 mm

{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:dht22_am2302.png?direct&300|}}\\ Wie man sieht, ist der DHT22 wohl der Sensor, der sowohl im Gebäude als auch im Freien Verwendung finden kann und dazu auch noch etwas genauer ist. 
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====Temperatur - Luftfeuchte - Luftdruck=====
Die klassische Messung einer Wetterstation. Auch für diesen Anwendungsfall gibt es einen Kombisensor, den **MS8607**. ({{ :projekte:grossprojekte:lorawan:ms8607-02ba01-amsys-datasheet.pdf |Datenblatt}})\\
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**Daten MS8607**:\\
  * Integrierter Druck-, Feuchtigkeits- und Temperatursensor \\
  * QFN-Gehäuse 5 x 3 x 1 mm3
  * Messbereich: 10 bis 2000 mbar, 0 % - 100 % rel Feuchte, -40 bis 85 °C
  * Auflösung: 0,016 mbar, 0,04% rel Feuchte, 0,01 °C
  * Versorgungsspannung: 1,5 bis 3,6 V
  * Werksseitig vollständig kalibrierter Sensor
  * I2C-Schnittstelle
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Durch die I2C Schnittstelle ist er sehr leicht in einer Node zu integrieren, ist diese Schnittstelle doch häufig in Verwendung.\\
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Ein weiterer Sensor in dieser Kategorie ist der BME-680 ([[https://www.bosch-sensortec.com/products/environmental-sensors/gas-sensors-bme680|Bosch]]).\\
Als Break-Out Board kann man ihn sehr schnell anschließen.\\
{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:sen-bme680-01.jpg?nolink&350|}}\\
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((https://www.reichelt.de/entwicklerboards-sensor-bosch-bme680-debo-sens-bme680-p253653.html))\\
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**Daten BME-680:** \\
 * Luftdruck: 300...1100 hPa \\
 * Feuchtigkeit: 0…100% \\
 * Temperatur: -40…85°C \\
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An Schnittstelen bietet er I2C und SPI.
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====Luftbewegung====
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Windstärkenmessung (Anemometer) sind typische Messungen, die üblicherweise mit den anderen Sensoren wie Temperatur, Feuchte und Luftdruck kombiniert werden. Ein Vertreter dieser Gattung ist das [[https://www.adafruit.com/product/1733|Adafruit Anemometer]].\\
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{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:anomometer.jpg?nolink&350|}}\\
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((https://www.adafruit.com/product/1733))\\
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====Luftverschmutzung====

Auch in diesem heiklen Bereich existieren diverse Sensoren. Zwei möchte ich vorstellen.

===Nova PM Sensor SDS011===
Mit Hilfe von Laserstreuung werden Partikel in der Größe zwischen 0,3 um und 10 um detektiert. Auflösung 0,3 ug/m3. Baugröße 71*70*23 m3. Spannungsversorgung 5 V. Besitzt PWM-Ausgabepin für 1 um und für 10 um Detektion, dazu eine serielle Schnittstelle. ({{ :projekte:grossprojekte:lorawan:sds011-datasheet.pdf |Datenblatt}}) {{ :projekte:grossprojekte:lorawan:nova_pm_sensor_sds011.jpg?nolink&300|}}\\
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Dieser Sensor wird zum Beispiel für die [[https://luftdaten.info/|Community Lufttdateninfo]] verwendet.\\
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===GP2Y1014AU0F===
Hier werden mit Hilfe von IR-Licht und seiner Streuung feinste Partikel (z.B. Zigarettenrauch) detektiert. Dabei kann der Sensor zwischen feinen Partikeln und Hausstaub unterscheiden. ({{ :projekte:grossprojekte:lorawan:sharp_gp2y1014au0f.pdf |Datenblatt}}){{ :projekte:grossprojekte:lorawan:gp2y1014au0f.png?nolink&300|}}\\
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Der Ausgang ist eine analoge Spannung, die sich um 0,5 V ändert, wenn sich die Partikelmenge um 0,1 mg/m3 ändert.\\
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====Stromverbrauch====
Die Überwachung von Maschinen oder Anlagen kann beispielsweise über die Messung des Stromverbrauchs erfolgen. Auch dazu gibt es diversen Sensoren. Interessant sind solche mit Hallsensoren, die in den Messbereichen 5A, 20 A und 30 A zu bekommen sind. ({{ :projekte:grossprojekte:lorawan:acs712-elctr-30_db_de.pdf |Datenblatt}}) {{ :projekte:grossprojekte:lorawan:acs712.png?nolink&300|}}\\
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Bei Messung von Gleichstrom direkt einsetzbar, bei Wechselstrom muss der Messwert noch nachbehandelt werden. Durch die hohe Spannungsfestigkeit (isolierspannung 2100 V, Arbeitsspannung 363 V) kann sogar im Bereich der Netzspannungen gemessen werden.
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====Positionsüberwachung====
Ein weites Feld. Daher möchte ich erst einmal auf "da / nicht da" beschränken. Diese Sensoren sind recht einfach aufgebaut. Es sind Reed- oder Schutzgaskontakte, die durch einen Magneten geöffnet oder geschlossen werden. {{ :projekte:grossprojekte:lorawan:reed-kontak.jpg?nolink&400|}}\\
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((https://www.az-delivery.de/products/reed-sensor-modul-1))\\
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Ein typisches Beispiel ist der der Tür- oder Fensterkontakt. An der Tür bzw. dem Fenster ist ein kleiner Magnet befestigt, der Kontakt am Rahmen. Ist der Magnet da, also Tür bzw. Fenster zu, hat der Kontakt eine andere Stellung (offen oder geschlossen), als wenn die Tür oder das Fenster offen stehen bzw. gekippt sind.
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====Abstandsmessung====
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{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:ultraschall-modul.jpg?nolink&300|}}\\
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====Bewegungsmelder====
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{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:bewegungsmelder.jpg?nolink&300|}}\\
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====Bodenfeuchte====
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Die Feuchte im Boden kann man auf unterschiedlichste Arten messen. Jede hat ihre Vor- und Nachteile.
U.a. wir über die Leitfähigkeit (elektrischer Widerstand), Wärmeleitfähigkeit (mehr Wärmeabtrandsport durch Wasser in der Erde) oder auch durch Kapazität (Kondensator verändert seinen Wert durch Feuchtigkeit in der Erde) gemessen.\\
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Hier nun ein Beispiel für die Messung durch Kapazität:  \\
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{{ :projekte:grossprojekte:lorawan:moisture_v1_2.jpg?nolink&350|}} \\
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Wie man an den Anschlußkabeln erkennt, gibt es nur drei Anschlüsse. Einen für das Messsignal (ein Spannungswert zwischen 1,2 V und 3 V), einmal Spannungsversorgung (3 V ... 5 V) und einmal GND.
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Ein Anwendungsbeispiel mit umfangreicher Beschreibung (in Englisch) ist [[https://how2electronics.com/interface-capacitive-soil-moisture-sensor-arduino/|hier]] zu finden. \\
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====Radar (Bewegung)====
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Infos kommen demnächst.
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Stand: 02.12.2020
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