Review: Velleman Earth Listener

23. Mai 2019, 09:26 Uhr
Manchmal erhält ein Projekt oder ein Gerät einen Namen, bei dem Sie und ich nicht wissen, was man sich darunter vorstellen soll. Der „Earth Listener“ ist ein Beispiel dafür. Die Beschreibung des Herstellers macht jedoch deutlich: „Dieser auf Arduino basierende Sensor misst verschiedene Werte, um die Luftqualität zu zeigen.“ Das Modul misst Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, eCO2 und TVOC (Total Volatile Organic Compound) und zeigt diese Werte auf einem TFT-Touchscreen an und/oder speichert sie auf einer SD-Karte. Die Schaltung enthält auch einen AS3935-Blitzerkennungssensor, der die Entfernung zum Zentrum eines Gewitters bis zu einem Abstand von 20 km abschätzt und Alarm auslöst, wenn ein Blitz erkannt wird.

Die Arduino-Software des Earth Listeners ist Open Source. Dadurch ist es möglich, das Sensor-Shield mit bis zu sechs eigenen zusätzlichen Sensoren auszustatten und diese in die Software einzubinden. Viele Möglichkeiten für diese relativ kleine Box, die aber erst einmal aufgebaut sein will, bevor man sie verwenden kann.
 
Alle Teile des Bausatzes
Wie heutzutage üblich, ist die Dokumentation nur noch online auf der Website des Herstellers zu finden. Ich war einen Moment lang verwirrt, als ich unter „Downloads“ nachschaute. Die englischsprachige und reich bebilderte Anleitung für die Montage findet man aber unter „Anleitung“, wo man auf „2. Assembly“ klickt. Auf der „Anleitung“-Seite gibt es auch ein Benutzerhandbuch und ein Dokument über die Messwerte des CCS811 (All about Values). Darauf werde ich später noch zurückkommen.

Für die Montage des Earth Listener ist ein 2,5-mm-Inbusschlüssel im Schraubensäckchen enthalten. Sie können mit einer Zange die Abstandhalter festhalten, es geht aber auch ganz gut mit den Fingern. Zusammengeschraubt und das war es auch schon. Zu Löten gibt es nichts. Die Firmware ist auch schon in den Mikrocontroller programmiert. Die englische Anleitung ist sehr deutlich, klar und reichlich illustriert, so dass man das Gerät in wenigen Minuten erfolgreich zusammenbauen kann, wenn man die Anweisungen befolgt.

In der Montageanleitung ist zu lesen, dass die Prozessorplatine auch mit zwei statt mit vier Schrauben im Gehäuse montiert werden kann. Das ist auch gut so, denn zwei Befestigungslöcher des ATmega2560-Boards befinden sich nämlich so nahe an den Steckverbindern, dass man die Schrauben nur mit Gewaltanwendung hineinstecken kann. Ein Schönheitsfehler, aber weder der Funktion noch der Stabilität des Earth Listeners tut es einen Abbruch, wenn die zwei Befestigungslöcher offen bleiben.
 

Obwohl die Montageanleitung bis zum Verschrauben des Gehäuses reicht, halte ich es für besser, zuerst zu testen, ob die Schaltung auch ordnungsgemäß funktioniert, bevor man das Gehäuse zuschraubt. Mit der Elektronik kann zwar nicht viel schief gehen, aber trotzdem ...

Nach dem Einschalten der Stromversorgung sollte das LCD-Display zunächst melden, dass die drei Sensoren erkannt wurden, dann ist die Schaltung einsatzbereit. Ach ja, entfernen Sie unbedingt die Schutzaufkleber vom LCD und vom Summer auf der Unterseite der Sensorplatine, bevor Sie das Gehäuse verschrauben.

Das lasergeschnittene Holzgehäuse ist sehr ordentlich verarbeitet, aber es gilt eines zu beachten: der Schlitz für die SD-Karte. Wenn man nämlich (wie ich) nicht aufpasst, schiebt man die Karte am Halter vorbei in das Kästchen hinein – und man muss wieder zum Inbusschlüssel greifen, um das Gehäuse zu demontieren. Wenn Sie planen, den Earth Listener als Datenlogger zu verwenden (und daher regelmäßig die SD-Karte wechseln müssen), ist es ratsam, einen Streifen Holz oder Karton auf die Innenseite des Gehäuses zu kleben, um den Schlitz etwas kleiner zu machen.

Nach der Montage ist es natürlich sinnvoll, die Bedienung des Gerätes kennenzulernen und die Online-Anleitung zu studieren. Zwar ist die Bedienung mit dem Touchscreen und dem mitgelieferten Stift eigentlich sehr einfach und intuitiv, aber es gibt noch ein paar „Besonderheiten“ in der Bedienungsanleitung beachten.

In den Einstellungen (das bekannte Zahnradsymbol unten rechts auf dem LCD) können Sie wählen, ob der Earth Listener außen oder innen verwendet werden soll. Diese Einstellung beeinflusst die Empfindlichkeit des Blitzsensors AS3935. Nachdem der Earth Listener beim ersten Einschalten die SD-Karte erkennt hat, legt er automatisch die Protokolldatei DATALOG.CSV an, in die jede Sekunde eine Zeile mit allen gemessenen Sensorwerten geschrieben beziehungsweise angefügt wird. Ich persönlich halte dieses Messintervall für sehr/zu kurz, da sich die Messwerte normalerweise nicht so schnell ändern.

Da es keine Echtzeituhr gibt, beginnt die Zeitmarkierung der Messwerte zu Beginn der Messsitzung bei null. Es ist daher wichtig, die Startzeit der Messung zu notieren (oder sie aus der Endzeit zu errechnen) notieren, damit man über die Zeitmarke jeder Messung Bescheid weiß. Das ist natürlich recht umständlich, aber im Handbuch findet sich der Hinweis, dass man ein Velleman-Modul mit DS1302-RTC für absolute Zeitstempel hinzufügen kann. Allerdings sollte deutlicher erwähnt werden, dass die Software des Earth Listeners diese Erweiterung (noch) nicht unterstützt. Und dann gibt es noch den Artikel „All about Values“ in der Dokumentation mit einer Erläuterung der Messwerte des Luftqualitätssensors CCS811 (TVOC und eCO2). Für die meisten Menschen (und auch für mich) dürften diese Einheiten nicht viel aussagen, so dass die Erläuterungen im Dokument ziemlich nützlich sind.

Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflussen offenbar auch die TVOC- und eCO2-Messungen, weshalb sich der Gassensor zusammen mit dem BME280-Umweltsensor (Temperatur, Feuchte und Luftdruck) auf der Platine befindet. Die Wärmeentwicklung der Elektronik in dem nahezu geschlossenen Gehäuse verursacht eine Abweichung zwischen der gemessenen Temperatur und Luftfeuchtigkeit und den Sollwerten. Offensichtlich führt dies zu einem konstanten Offset beider Messwerte, der in der Software des Earth Listeners einfach mit zwei empirisch bestimmten Konstanten kompensiert wird. Das bedeutet aber auch, dass der Earth Listener eine gewisse Aufwärmzeit benötigt, um stabile Werte zu ermitteln. Darauf hätte meiner Meinung nach im Handbuch hingewiesen werden müssen.

Der Quellcode des Earth Listeners befindet sich auf GitHub und steht somit jedem zur Verfügung, der mit der Firmware experimentieren möchte. Unser Gerät war mit der Firmware-Version V3.2 ausgestattet, inzwischen steht die Version V3.4 zum Download bereit, aber ich habe das Gerät nicht aktualisiert. Anscheinend kann die neue Firmware nun auch auf amerikanische „Einheiten“ (Fahrenheit und Meilen) umgestellt werden.
 

Fazit

Der Earth Listener ist ein praktisches und gut durchdachtes Gerät, das perfekt ins Wohnzimmer oder Büro passt. Es ist nach der unkomplizierten Montage vollständig einsatzbereit, bietet aber auch die Möglichkeit, selbst damit zu experimentieren und eigene Erweiterungen zu entwickeln.

Neben den klassischen Messungen des Thermometers, Barometers und Hygrometers kann der Gassensor mit der Messung von eCO2 und Staubpartikeln recht gut die Qualität der Umgebungsluft darstellen und melden, wenn der Raum eine Belüftung vertragen könnte. Hier bei Elektor gibt es manchmal Diskussionen darüber, ob ein Fenster geöffnet werden soll oder nicht, und es ist sehr praktisch, einen solchen elektronischen Schiedsrichter in der Hinterhand zu haben.

Mangels Gewittern konnte ich die Blitzerkennung nicht wirklich testen, aber ich weiß, dass der Sensor funktioniert: Schon das Zurückrollen des Bürostuhls und das Aufstehen können die Blitzerkennung auslösen. Halten Sie den Sensor also von Störquellen fern…

Der Eart Listener ist im Elektor-Shop für 134,96 € (für Elektor-Mitglieder) erhältlich.
(190261)
 
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