Messort der Feinstaubmessung
In Absprache mit Herrn Professor Walter, werden die Messungen zunächst auf dem Hochschulgelände durchgeführt. Aufgrund dessen wurde auch eine selbsttragende Lösung (Stativ), wie nachfolgend beschrieben, ausgewählt.
(Standort und Messprotokolle siehe
Fazit)
Befestigung der Messstation
Wir entschieden uns für ein eigens konstruiertes Stativ. Dazu wählten wir das an der Hochschule gängige Minitec-System aus. Dies bringt zwei Vorteile mit sich: Zum einen ist eine flexible Höhenverstellung der Messstation einfach und schnell realisierbar. Zum anderen kann das Stativ, falls es irgendwann nicht mehr benötigt wird, zerlegt und zu 100% wieder dem Lagerbestand der Hochschule zugeführt werden. Als weiteres Argument für diese Lösung, kann die gute Transportierbarkeit genannt werden. So kann z.B. zu Transportzwecken das senkrechte 3m Profil in der Hälfte getrennt werden.
Abbildung 1: Die Kontstruktion der Stativ aus Minitec Profile (Höhe der Stativ: bis 3 Meter einstellbar)
Messstationsgehäuse
Die Aufgabe des Gehäuses ist, die empfindliche Elektronik vor Umwelteinflüssen und mechanischen Stößen/Vibrationen etc. zu schützen. Deshalb suchten wir eine Lösung raus, welche für den Einsatz im Außenbereich konzipiert ist. Die Wahl fiel auf einen Schaltschrank der Firma Rittal, welcher nach DIN EN 60529 die Schutzklasse IP65 hat.
Er bietet uns genug Raum und die demontierbare Bodenplatte (zur Kabeldurchführung) kann von uns für die Luft Zu- und Abführung genutzt werden.
Abbildung 2: Rittal Schaltschrank 200 x 300 x 120 Stahlblech Grau-Weiß ; Quelle:
https://www.voelkner.de/
Sicherheit der Messstation
Auch im Punkt Sicherheit war der Rittal Schaltschrank die beste Lösung, da es für diese Schaltschränke kostengünstig Austausch -Verschließsysteme mit konventionellen Schlüsseln gibt.
Schaltung
Zunächst bauten wir unsere Schaltung auf einem Steckbrett auf und machten einige Tests. Nach mehreren erfolgreichen Messungen entschieden wir uns nun dafür, eine Platine zu konstruieren und fertigen zu lassen, welche wesentlich robuster und weniger störanfällig. Diese Platine hat die selbe Portbelegung wie das zuvor verwendete Steckbrett.
Die Platine, welche den ESP32 beherbergt, dient als Schnittstelle zwischen den einzelnen Sensoren und des Lora-Moduls, welches die gewonnenen Daten dann an die Lora-Empfangsstation sendet. Für die Konzipierung und Erstellung des Layouts mit anschließender Erzeugung eines „BOM“ (Build of Material = Stückliste mit allen Teilen, die zum Erstellen der Platine benötigt werden) benutzten wir EAGLE (siehe
"Schaltplan").
Abbildung 3: Protokoll einer Feinstaub-, Temperatur-, und Feuchtigkeitsmessung über LoRa-Modul auf einem Steckbrett in einem Wohnzimmer
Stromversorgung
Als Stromversorgung wird eine 15Ah Powerbank zum Einsatz kommen. Diese Kapazität ist für uns mit über acht Tagen Laufzeit pro Akkufüllung ausreichend und stellt einen guten Kompromiss aus Preis und Performance dar. Von einer Erweiterung mit einer Solarzelle sahen wir zunächst ab. Bei Bedarf kann das Energieversorgungs-System jedoch beliebig erweitert werden. |
