Kabel selber machen: Querschnitt berechnen und Stecker bestimen

Hi zusammen,

ich arbeite mich seit ein paar Wochen in den Arduino ein (bin mega begeistert!) und bin gerade an meinem ersten Projekt dran: ein Luftdruckmesser als "Blubb"-Zähler für die Gärphase während der Honigweinherstellung.

(Theorie-Teil: Gärung im Ballon erzeugt Kohlensäure, die steigt nach oben und durch das Röhrchen raus. Im Röhrchen ist Wasser als "Sperrflüssigkeit" damit kein Sauerstoff von Außen rein kommt. Wenn genug Kohlensäure im Ballon ist drückt sich eine Blase durch das Röhrchen nach der anderen raus. Mess-Ziel: wie viele Blasen pro Minute sind gerade aktiv).

Illustrationsbeispiel von einem Gärballon mit Korken und Gärröhrchen: http://2.bp.blogspot.com/-uMRF0o_HEw0/U5CtVW4BZUI/AAAAAAAAAsE/NRbp6imJSQY/s1600/20140605_193951.jpg

Grundsätzlich funktioniert die Idee, ich kann den Druckaufbau messen und auch den Abfall wenn ein Bläschen raus ist.

Dafür nutze ich den BMP180 Luftdrucksensor und um nicht ein Loch in den Korken des Gärballons bohren zu müssen habe ich 4 Kabel durch das Röhrchen geschoben. Dafür habe ich Standard-Litze-Kabel verwendet das ich zuhause rumliegen hatte mit einem Querschnitt von 0,4 mm² und Außendurchmesser von 1,7 mm.
4 Stück davon (VDD, GND, SCL, SDA) verstopfen mir aber das Röhrchen und die austretende Kohlensäure bleibt hängen => schlecht.

Ich möchte nun dünnere Kabel nutzen, finde aber keinen vernünftigen Rechner der mir den minimal benötigten Querschnitt rausspuckt.
Was ich weiß ist:

Versorgungsspannung-Spanne des BMP180: 1.8 bis 3.6 Volt (Datasheet)
Stromstärke in der Messphase: 278 µA (gemessen mit Multimeter)
Kabellänge je Kontakt: ~70 cm

Wenn ich jetzt nach z.B. dieser Rechnung hier (Link zur Rechnung) gehe dann hätte ich bei 3.3 Volt Versorgungsspannung des Arduino-Ports einen maximalen zulässigen Spannungsabfall von 1.5 V (aus 3.3 - 1.8 gemäß Datasheet ) und damit als Leitungsquerschnittsformel: (2 x 0.7m x 0.000278 A) / (56 x 1.8 V ) und damit als Ergebnis 0,000004633 und sollte aufrunden auf 0,5 mm² ?!?!

Das kann ich mir irgendwie nicht wirklich vorstellen .... Selbst bei der blauen Apotheke gibt es als kleinste Kabel gerade mal eine Einzelader mit 0.01 mm² Querschnitt ...

Dazu wäre dann noch die zweite Frage was für eine Zange und Aderendhülsen man braucht damit man die Stecker selber basteln kann die für den Arduino, das Breadboard oder einfache Sensoren (wie den BMP180 mit Steckleiste) nachbasteln kann?

Danke euch für jeden Input :slight_smile: !
Ich hätte mich schon vor Jahren dem Arduino widmen sollen! Endlich wieder Elektrotechnik und Informatik verknüpfen :slight_smile:

Hallo, ich antworte mal nur so aus dem Bauch raus, ohne Formeln!

NetDevil:
Stromstärke in der Messphase: 278 µA (gemessen mit Multimeter)
Kabellänge je Kontakt: ~70 cm

Nimm das dünnste Kabel, das Du hast und das gerade noch nicht reißt, eventuell Flachbandkabel. Mache das so lang, wie Du es für den Korken und den Sensor dahinter benötigst. Die restlichen ca. 60 cm nimmst Du etwas dickeres Kabel. Schön sauber verlöten und mit Schrumpfschlauch isolieren. Eventuell könntest Du der Versorgungsspannung direkt am Sensor noch eine Kapazität spendieren.

Stromaufnahme (A) = 1 mA (aufgerundet)
zulässiger Spannungsabfall = 0,1 V (angenommen)
Rechnung: 2 x 0,7 x 0,001 / (56 * 0,1) = 0,00025 mm2

Auf meinen Bauch ist Verlaß :wink:

NetDevil:
Dazu wäre dann noch die zweite Frage was für eine Zange und Aderendhülsen man braucht damit man die Stecker selber basteln kann die für den Arduino, das Breadboard oder einfache Sensoren (wie den BMP180 mit Steckleiste) nachbasteln kann?

Dazu bin ich zu faul :slight_smile: Ich nehme hier was von. Bei speziellen Kabeln löte ich Stiftleisten:

Stiftleiste.png

Sowas ist auch an den fertigen Kabeln dran:
Female jumper wire Connector
Crimpkontakte für Pinheader
Jumper Wire Cable

Zum Crimpen (bei mir von Adernendhülsen) nehme ich lieber eine Zange, die erst bei definiertem Druck wieder öffnet. Meine sieht ungefähr so aus, hat mehrere Einsätze für unterschiedliche Steckertypen: Crimpzange

Hallo,

den Spannungsabfall solltest du über einen Spannungsteiler oder ggf. Pegelwandler machen nicht über die Leitung. Auf die Strecke kannst du bei dem Strom ohne Probleme mit 0,1mm^2 arbeiten. Je dünner, desto mehr Abfall.

http://www.dieelektronikerseite.de/Sheets/Strom%20Einzelader.htm

Die Crimpzange habe ich: http://www.knipex.de/fileadmin/site/knipex/scripts/mediando/images/KNIPEX/Produktfotos/web/zoom/9768145A4k.jpg

Ich habe einen Haufen Dupond-Kabel für Breadboards. Am ende Löte ich das ganze auf solche Platinen mit einfachen Litzen ohne Stecker: https://www.amazon.de/gp/product/B00VL1KHJQ

Das einzige was ich mache ist ggf. M unf F zu verlöten, aber im Grunde ändere ich die nicht. Du kannst Beinchen von Widerständen an die Kabel Löten.

278 µA (gemessen mit Multimeter)

Egal ob das nun genau stimmt, brauchst du dir um Spannungsabfall am Kabel keine Gedanken zu machen.

Das dünnste sind lackisolierte Kupferdrähte. Dazu kannst du auch einen Schrott-Trafo oder -Relais zerlegen.
Ist eher ein mechanisches Problem, dass die nicht abreissen.
Am Dupont-Stecker sollte eher Litze angecrimpt werden.

Dumme Frage:

Warum setzst Du den Sensor nicht auf das Rohr aus dem Korken, und die Luftsperre darüber?

Man könnte auch mit einem optischen Sensor die Blasen zählen, ganz ohne Eingriff.

Hallo zusammen und sorry für die lange stille Pause => busy busy [unter anderem mit Kabeln und dem Arduino :wink: ]

Danke erstmal für die vielen und so schnellen Antworten! Seit gestern liegt ein 0,01 mm² Wickeldraht bei mir rum und die ersten Versuche damit waren bereits erfolgreich! Messungen laufen super, das Röhrchen bleibt frei, die Blasen gehen durch alles perfekt! Etwas umständlich ist das Abisolieren und Anbringen - da knipse ich öfter das Kabel durch als das die Isolierung abgeht :-€

Das nächste werden die Dupont-Stecker. Klar ist der finale Schritt die Kabel direkt anzulöten an den Sensor aber bis dahin soll es noch flexibel einsetzbar bleiben. Danke auch da für die Links und Tipps :grin:

DrDiettrich:
Dumme Frage:

Warum setzst Du den Sensor nicht auf das Rohr aus dem Korken, und die Luftsperre darüber?

Man könnte auch mit einem optischen Sensor die Blasen zählen, ganz ohne Eingriff.

Das mit dem optischen Sensor stimmt und habe ich auch schon mal woanders gesehen - aber ich hätte doch gerne etwas mehr als nur die binäre Ausprägung um auch den Verlauf sehen zu können. Wahrscheinlich ist es aber übertrieben, das stimmt.

Deine ersten Idee verstehe ich nicht. Die Luft muss ja raus aus dem Ballon - das Rohr ist dafür der Kanal. Das Bild zeigt es nochmal etwas besser: http://www.chemie-master.de/lex/exp/img/gaerverschluss.jpg

Soll ich jetzt 2 Rohre benutzten? Zwischen beiden den Sensor und im 2. Rohr dann nur Flüssigkeit als Luftsperre?
Ich bin verwirrt :cold_sweat: :relaxed:

Blasen mit einem optischen Sensor zählen ist doch mit einer Lichtschranke ganz einfach. Man kann das Wasser auch einfärben, damit es sich deutlicher von den Blasen unterscheidet.

Wenn Du unbedingt den Druck messen möchtest, der ist unterhalb des Gärverschlusses überall gleich. Deshalb kann man zwischen dem Korken und dem Gärverschluß beliebige Röhren einfügen, also auch ein Metallrohr mit eingeschraubtem Drucksensor.

DrDiettrich:
Blasen mit einem optischen Sensor zählen ist doch mit einer Lichtschranke ganz einfach. Man kann das Wasser auch einfärben, damit es sich deutlicher von den Blasen unterscheidet.

Das Wasser einzufärben kam mir bisher noch nicht in den Sinn - ist aber ne gute Idee.
Wie gesagt ist das Resultat dann aber maximal binär (Blubb oder kein Blubb [....das ist hier die Frage ...]). Mit dem Durcksensor kann man immerhin noch schauen ob sich der Luftdruck aufbaut und eine Blase abzeichnet. Dann wiederum schaffe ich aktuell ~28 Messungen pro Sekunde und ich glaube das wird auch nötig sein um gute Ergebnisse erzielen zu können. Bei den garantierten 1 Millionen Messzyklen Lebenszeit sind das gerade mal 10 Stunden Lebensdauer für den Sensor :-/ So ein Wein gärt über 40 Tage....

DrDiettrich:
Wenn Du unbedingt den Druck messen möchtest, der ist unterhalb des Gärverschlusses überall gleich. Deshalb kann man zwischen dem Korken und dem Gärverschluß beliebige Röhren einfügen, also auch ein Metallrohr mit eingeschraubtem Drucksensor.

Ja das stimmt. Aber dann müsste ich a) ein neues Rohr basteln als Zwischenstück und b) müssten auch aus dem Rohr druckdicht 4 Drähte herausführen. Und natürlich müsste die Verbindung zwischen den beiden Rohren dicht sein.[/quote]

Etwas umständlich ist das Abisolieren und Anbringen - da knipse ich öfter das Kabel durch als das die Isolierung abgeht

Einfach mit Lötkolben und Lötzinn/Flussmittel verzinnen und das bisschen Qualm ignorieren :wink:
Den Lack abschaben ist auch nicht gesund wegen der nervlichen Belastung