Günstige Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren

Eines der ersten Dinge, die man in der Regel bei der Hausautomatisierung implementiert sind Messungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Diese beiden Werte haben nicht nur einen hohen Einfluss auf das persönliche Wohlbefinden, sondern sind auch einfach zu messen. Meist werden hierfür die DHT-Sensoren genutzt. Diese sind nicht nur sehr günstig, es existieren auch sehr viele Codeschnippsel und Bibliotheken für Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi. Das macht die Integration sehr einfach. Aber wie unterscheiden sich die Sensoren?

DHT11

Das ist die kleinste Version und billgste Version. Sie ist einfach an der blauen Farbe zu erkennen.Die Auflösung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind ganze Grad bzw. %
Der Sensor kann einfach auf eine Leiterplatte gelötet oder auf ein Steckbrett gesteckt werden. Das macht Experimente sehr einfach.

DHT22

Dieser Sensor sieht dem DHT11 sehr ähnlich, ist allerdings etwas grösser und weiss. Er bietet eine Auflösung von 0.1°/0.1%. Auch dieser Sensor kann direkt auf eine Leiterplatte gelötet oder auf ein Steckbrett gesteckt werden.

AM2301 (DHT21)

Das ist der grösste Sensor. Er unterscheidet sich von den beiden vorherigen vor allem dadurch, dass er Kabel als Anschlüsse hat. Das macht das Experimentieren auf einem Steckbrett etwas komplizierter. Die Grösse und die Anschlusskabel machen diesen Sensor vor allem für grössere Geräte interessant.Wenn die Schaltung selbst viel Wärme abgibt, ist dieser Sensor auch zu empfehlen, da man ihn in einiger Entfernung von der Wärmequelle positionieren kann.

Genauigkeit

Wie genau sind diese Sensoren? Der DHT11 hat im Vergleich zum DHT21/22 nur eine Auflösung von 1%/1°. Allerdings sollte man die Auflösung nicht mit Genauigkeit verwechseln. Man könnte jetzt die Datenblätter anschauen. Allerdings empfehle ich die Seite von Robert. Er hat viele Messungen mit diesen Sensoren gemacht. Daraus ist zu erkennen, dass DHT11 und DHT22 ähnlich genau sind.
Allerdings würde ich dennoch eher die Sensoren mit 0.1° Auflösung empfehlen, da sich damit langsame Änderungen besser beobachten lassen. Da die Sensoren wenig Rauschen lassen sich mit der höheren Auflösungen Trend besser erkennen. Gerade in modernen Wohnräumen ändert sich die Temperatur oft nur sehr langsam. Selbst wenn man die Heizung abschaltet, dauert es Stunden, bis die Temperatur um 1°C gesunken ist. Mit einer Auflösung von 0.1°C kann man diese Änderungen besser beobachten.

Das folgende Bild zeigt das:
trend
Mit 0.§% Auflösung sieht man den Trend recht gut (grüne Linie), während es mit 1% Auflösung (orangene Linie) schwer möglich ist.

Defekte

Es gibt einige Berichte im Internet über defekte Sensoren. Ich habe gestern einen Prototyp auf dem Steckbrett in ein anderes Zimmer verschoben. Danach sahen die Messungen so aus:
Screenshot 2016-08-01 09.58.35
Das ist sicher nicht korrekt. Die neue Messung besteht praktisch nur noch aus Rauschen und ist praktisch nutzlos. Es scheint, dass der Sensor beschädigt wurde. Ob es sich um ein ESD-Problem handelt oder etwas anderes schiefgegangen ist, kann ich im Moment allerdings nicht sagen.

Empfehlung

Aufgrund der geringen Auflösung würde ich den DHT11 nicht nutzen. Speziell für die Heizungssteuerung ist eine Auflösung von 1°C zu gering. Abhängig von der Anwendung sollte man daher DHT21 oder DHT22 wählen. Generell müssen die Sensoren in einiger Entfernung von Teilen platziert werden, welche Wärme abgeben. Ansonsten werden die Messungen völlig falsch sein.

Reingeschaut: Xiaomi Mi Temeratur-/Luftfeuchtigskeitssensor

Viele dürften Xiaomi aus dem Bereich Smartphones kennen. Diese Geräte werden auch in Europa immer populärer. Im Heimatmarkt in China verkauft Xiaomi allerdings noch viele andere Produkte, u.a. Hausautomatisierungskomponenten. Ich persönlich fand dem Mi Temperatursensor sehr interessant. Er ist sehr klein mit einem Durchmesser von lediglich 36mm. Damit lässt er sich einfach an vielen Stellen installieren. Positiv anzumerken ist die sehr gute Fertigungsqualität. Auch wenn das Gehäuse aus Plastic besteht, ist es doch sehr gut verarbeitet. Manch “westliches” Gerät könnte sich davon eine Scheibe abschneiden.

Der Sensor ist dafür gedacht, mit einem Xiaomi Smarthub zusammen zu arbeiten. Aber geht es evtl. auch ohne? Lässt sich der Sensor in bestehende Hausautomatisierungen einbinden? Schauen wir doch mal rein:

P7260896

Als Stromversorgung dient eine XR2032 Batterie. Ich hoffe, dass diese wenigstens ein Jahr hält. Was finden wir auf dem Board?

mi-therm-board

Auch hier sieht man eine sehr gute Verarbeitungsqualität. Als Hauptprozessor dient ein JN5169 von NXP. Dabei handelt es sich um einenZigbee controller. Erinnert sich noch jemand an Zigbee? Auch wenn heute die meisten neuen Lösung eher auf Bluetooth-Basis gebaut werden, ist Zigbee eigentlich eine recht spannende und stromsparende Funktechnologie. Da es seit Jahren stabil funktioniert (so benutzt z.B. Philips Zigbee für seine Hue Beleuchtungen), spricht nichts gegen den Einsatz. Der einzige Haken besteht darin, dass kein PC direkt mit einem Zigbee-Gerät kommunizieren kann. Es ist daher immer noch etwas Zusatzhardware nötig. Einen entsprechenden Zigbee-Controller kann man jedoch recht einfach an PC, Arduino oder Raspberry Pi anschliessen. Ist es damit einfach zu integrieren? Das hängt davon ab, wie die Datenübertragung selbst funktioniert. Wir werden uns das in einem zukünftigen Artikel noch genauer anschauen.