Show room: Zusammenbau kapazitiver Dipol-Sensor

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Schwingungserzeuger mit Schmitt-Trigger

Ich beschreibe hier den Zusammenbau eines kapazitiven Dipol-Sensors. Es wird hier nicht auf den Schwingungsgenerator eingegangen, dieser wird Thema eines gesonderten Tutorials sein.

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Größenvergleich

Verwendet wird als äußeres Gehäuse ein 10cm Reagenzglas aus Glas (Reagenzgläser aus Plastik sind ungetestet: Bisher ist ungeklärt, ob das dort verwendete Material Wasserdiffusionsfest ist).

Das Reagenzglas hat einen Innendurchmesser von etwas mehr als 10mm, so dass die Rohrstücke gut hinein passen. Die Platine des Schwingungsgenerators ist speziell angefertigt und passt (ggf. nach kleinen Schleifarbeiten) ebenfalls in das Reagenzglas hinein.

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Messelektroden

Als Elektroden werden 2 kurze Stücken 10mm Messingrohr (Kupfer geht natürlich ebenfalls) aus dem Sanitärbereich (Baumarkt) eingesetzt.  Ich habe diese auf ca. 25mm gekürzt. Um das Löten zu erleichtern ist es eine gute Idee, durch 2 Säge/Frässschnitte eine kleine Lötzunge herzustellen.
An diese werden ca. 3cm lange isolierte Drähte angelötet und die Lötzungen danach mit der Zange nach innen gebogen, damit die Elektroden weiterhin in das Reagenzglas passen.

Als Versorgungs- und Signalkabel verwende ich ein altes Audiokabel: Dieses hat 2 Adern  und ein Schirmgeflecht. Das Schirmgeflecht wird auf Masse (GRD) gelegt, die beiden Adern dienen der Spannungsversorgung (rot) und der Signalabnahme (weiss).

Der Schwingungsgenerator sitzt mittig zwischen den Elektroden. Die Elektroden werden an die Platine angelötet, ebenso das Kabel. Das Kabel wird durch die ober Elektrode hindurchgeführt.

Das nun komplette Konstrukt wird in das Reagenzglas eingeführt und einem 1. Funktionstest unterzogen. Die Schwingungsfrequenz an der Luft sollte zwischen 40kHz und 150kHz liegen.
Ich verwende als R2 einen Fest-Widerstand von 370kOhm und erreichte so etwa 80kHz.
(Die Platine ist für einen Trimmer (500kOhm) ausgelegt, so dass ggf. die Wunschfrequenz dort eingestellt werden kann.)

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Vollständig zusammengebauter Sensor, unvergossen

Teststellung

Der Sensor ist seit dem 02.10.16 23:00 Uhr im Test.

Dazu wird die erzeugte Frequenz mittels eines ESP8266-01 ermittelt und per http-Request in 2 MySQL-Datenbanken geschrieben.

Nähere Hinweise sind auf der Seite http://www.n8chteule.de/zentris-blog/sensoren-im-netz-live-view/ entnehmbar.

Ein Funktionstest ist hier zu sehen:

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