Einfacher Umgebungstemperatur- und Feuchtigkeitssensor in Gehäuse

Manuel Fegerl 15/04/2019

Benötigte Komponenten

1
Steckbrett (z.B. 400 Pin)
1
NodeMCU Amica v2 (Bridge)
1
1,3 Zoll I2C OLED Display
1
DHT11 Sensor
1
Gehäuse (100x60x25 oder größer)
1
Verbindungskabel

Einleitung

Für dieses Projekt sollte man ein wenig mit Säge, Feile und Bohrmaschine umgehen können. Das Ergebnis dieses Projektes ist eine geschlossene Einheit mit integriertem Sensor und einem Display zur Anzeige der Messdaten.

Die Einheit wird über einen Micro-USB-Anschluss mit Strom versorgt und kann über die Sense App konfiguriert und verwendet werden.

Empfohlene App

Einfache Konfiguration mit

Werkzeug und Fähigkeiten


Steckbrett kürzen

Um das Steckbrett (Breadboard) in einem möglichst kompakten Gehäuse unterzubringen, entfernen wir die für dieses Projekt nicht notwendigen Seitenleisten, die sich bei den handelsüblichen Breadboards einfach abnehmen lassen.

Da sich auf der Rückseite üblicherweise ein Klebepad befindet, muss dieses ggf. (z.B. mit einem Cuttermesser) abgetrennt werden.


Bridge stecken

Nimm das Steckbrett und Bridge wie abgebildet zur Hand und stecke die Bridge auf die rot gekennzeichneten Sockelleisten. Bitte achte darauf, dass der USB-Anschluss der Bridge nach unten zeigt. Die Bridge muss dann an die wie folgt beschrifteten Pins gesteckt sein:

– Linke Pinleiste: b:16 bis 30
– Rechte Pinleiste: i:16 bis 30


Gehäuseöffnungen anzeichnen

Da die USB-Buchse der Bridge und eventuell auch die Platine der Bridge aus dem Gehäuse ragen sollen, muss an dieser Stelle die Gehäuseoberseite angepasst werden. Dazu wird die Ausnehmung markiert (z.B. mit einem dünnen Lackstift oder mit einem Cuttermesser).

Dabei unbedingt auf die Orientierung der Bridge und USB-Buchse achten – dort, wo die USB-Buchse Platz finden soll, muss die Ausnehmung deutlich tiefer sein als am Rand, wo nur die Platine Platz finden muss.


Gehäuse anpassen

Nun muss die Öffnung wie angezeichnet herausgearbeitet werden. Dafür bewährt haben sich als sehr vielseitige, praktische und günstige Werkzeuge eine halbrunde Feile und ein Laubsägebogen mit einem für Kunststoff geeignetem Sägeblatt. Ist spezialisierteres Werkzeug (und passende Fähigkeiten) vorhanden, kann dieses natürlich ebenso verwendet werden.

Mit der Säge werden die geraden Schnitte nach unten gesetzt und danach mit der Feile herausgearbeitet. Die halbrunde Seite bzw. Ecke der Feile ermöglicht dabei ein tieferes Eindringen auch für schmale Öffnungen.


Display anzeichnen

Um die Umrisse des Displays so gut wie möglich anzuzeichnen, ist es sinnvoll, mit dem Display als Vorlage zu arbeiten. Es müssen eine größere rechteckige Öffnung für das Display selbst sowie 4 Montagelöcher gemacht werden.

Displayöffnung
Die rechteckige Displayöffnung wird am besten von innen angezeichnet. Bei der Displayöffnung ist darauf zu achten, dass das Displayglas von handelsüblichen OLED-Displays bei seitlicher Belastung sehr leicht bricht, d.h. die Öffnung sollte unbedingt groß genug für das Display sein. Wird später versucht, das Display in eine zu kleine Öffnung zu drücken, besteht eine große Bruchgefahr.

Montagelöcher
Zusätzlich zur Displayöffnung sind 4 Löcher (3mm) für die Montageschrauben notwendig. Dazu das Display verkehrt auf die vorgesehene Position legen und die Mittelpunkte der Löcher (ebenfalls von innen) anzeichnen.


Displayöffnung schneiden

Die Montagelöcher für das Display werden nun mit einem kleinen Metallbohrer (etwa 3mm) gebohrt. Achte bitte darauf, dass der Bohrer kleiner ist als der Schraubenkopf .

Für die rechteckige Ausnehmung des Displays wird zunächst ein etwas größeres Loch (z.B. 8mm) innerhalb des Displaybereiches gebohrt. Achte darauf, nicht zu nahe am vorgezeichneten Außenrand zu bohren, da man dort sonst später die Bohrung sehen könnte.

Nun kann man z.B. mit einem Laubsägebogen die rechteckige Öffnung herausarbeiten. Dazu wird das Sägeblatt der Säge einseitig ausgehängt, durch das Loch gefädelt und dann wieder eingespannt. Nun kann die Öffnung herausgearbeitet werden.

Anschließend werden die Ränder und Ecken noch mit einer Feile verschönert bzw. – sofern notwendig – leicht vergrößert.


Sensor anzeichnen

Der Sensor sollte an einer für die spätere Anwendung passenden Position im Gehäuse untergebracht werden. Dazu wird eine Ausnehmung für den Sensor selbst, sowie ein Loch für die Montageschraube angezeichnet.


Sensoröffnung schneiden

Für die rechteckige Ausnehmung des Sensors wird zunächst ein Loch (8mm) innerhalb des angezeichneten Bereiches gebohrt und die Öffnung dann – wie schon zuvor beim Display – z.B. mit einem Laubsägebogen herausgearbeitet und mit einer Feile verfeinert.


Display montieren

Da nun alle notwendigen Öffnungen im Gehäuseoberteil gemacht wurden, kann das Display montiert werden. Wie schon zuvor erwähnt, ist das Displayglas handelsüblicher OLED-Bildschirme sehr sensibel auf seitliche Belastungen, deshalb ggf. die Öffnung noch einmal nacharbeiten, sollte es sich nicht ganz ausgehen. Und: Auf keinen Fall das Display in die Öffnung drücken!

Ist das Display in der Öffnung, wird es mit 4 Schrauben und den dazu passenden Muttern befestigt. Die Muttern werden dabei mit den Fingern festgehalten, während die Schrauben mit einem kleinen Schraubendreher fixiert werden.


Sensor montieren

Für die Montage des Sensors muss ein Loch (etwa 3mm) an der richtigen Stelle gebohrt werden. Dazu am besten den Sensor an der vorgesehenen Stelle positionieren und die Position der Bohrung markieren.

Anschließend wird der Sensor mit einer Schraube (2,5mm) und einer Mutter fixiert.


Sensoröffnung anzeichnen (Boden)

Da sich der Sensor nicht vollständig im Deckel unterbringen lässt, muss nun auch in den Gehäuseboden eine Ausnehmung angezeichnet werden. Dazu am besten den Deckel auf den Boden setzen und an der richtigen Position anzeichnen.


Sensoröffnung schneiden (Boden)

Nun wird – wie schon zuvor – die Ausnehmung mit Hilfe einer Feile herausgearbeitet.


Steckbrett einkleben

Nun muss das Steckbrett (Breadboard) in die Unterseite des Gehäuses geklebt werden. Dazu einfach das Schutzpapier vom Klebepad abziehen. Das Breadboard sollte so geklebt werden, dass die USB-Buchse der Bridge aus dem Gehäuse herausragt, damit dort später ein USB-Kabel zur Stromversorgung angesteckt werden kann.


Display mit Bridge verbinden

Nun werden die notwendigen Leitungen für die Spannungsversorgung (VCC und GND) und Daten (SDA und SCL) zwischen Display und Bridge verbunden:

– VCC: Breadboard h:21 auf Display VCC
– GND: Breadboard h:22 auf Display GND
– SCA: Breadboard h:17 auf Display SDA
– SCL: Breadbiard h:18 auf Display SCL


Sensor mit Bridge verbinden

Die Bridge wird nun wie abgebildet mit dem Sensor verbunden:

– VC: Breadboard h:30 auf Sensor: VC
– Data: Breadboard h:20 auf Sensor: Data
– GND: Breadboard h:29 auf Sensor: GND


Gehäuse schließen

Nun wird das Gehäuse verschlossen. Achte dabei darauf, dass keine Kabeln geklemmt werden, allen voran bei den für die Gehäuseschrauben vorgesehenen Öffnungen.

Sollten die Steckverbinder für Sensoren und Display etwas zu hoch sein, diese vorsichtig zur Seite biegen.

Nachdem alles gut verstaut wurde, wird das Gehäuse mit den beiliegenden Schrauben fixiert.


Ergebnis

Wenn dein Mikrocontroller (Bridge) noch nicht mit der Sensate-Firmware bespielt wurde, folge dieser Anleitung. Danach ist das Gerät voll funktionsfähig und kann nun mit der Sense App konfiguriert und im Anschluss verwendet werden.

In einem zukünftigen Projekt werden wir das Gerät mit einer mobilen Stromversorgung erweitern.