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Mobilitätsprojekt Schlaglochdetektion

VCD-Projekt | DIY: Verkehrswende selber machen

BLOG | November 2023

Im November kümmerte ich mich um den GPS-Sensor, da ich weiterhin keinen Empfang am Sensor habe, obwohl ich bereits viele Versuche unternahm. Dazu gehörte beispielsweise der Versuch an verschiedenen Orten im Freien zu stehen oder den Empfang der Antenne mit Hilfe von Alufolie zu verbessern. Der Sensor funktionierte nicht wie erwartet, obwohl ich einen passenden Code für diese Hardware für den Arduino besorgt habe. Es war offensichtlich, dass das Problem anderswo lag. Daher habe ich nach möglichen Fehlern im Zusammenhang mit dem Sensor gesucht und parallel dazu einen weiteren neuen Sensor derselben Art verwendet, um Vergleiche anzustellen.

Ich begann damit, den Sensor mit einer externen Spannungsquelle zu versorgen. Ich wollte ausschließen, dass Fehler durch die Spannungsversorgung über den 5V-Pin des Arduino der Grund ist. Die Spannungsquelle zeigt mir den Strom an, den der Sensor verbraucht. Ein defekter Sensor würde theoretisch keinen Strom beziehen. Ich schloss dann den vermeintlich defekten und funktionierenden Sensor daran an (vgl. Abbildung 1). Die Spannungsquelle wird auf 5V eingestellt, den Strom der benötigt wird, wird vom Verbraucher (Sensor) bestimmt.

Der Sensor gibt per Blauer LED ein Signal ab, wenn er das erste Mal mit Strom versorgt wird oder einen Standpunkt per GPS bekommt. Er zeigt damit an, dass er funktioniert. (rote Markierung, Abbildung 2)

Mit dem linken Anschluss des Netzteils habe ich den defekten Sensor verbunden, rechts den Funktionierenden. Dass einer der beiden Sensoren defekt war, konnte uns schließlich das Labornetzteil nicht nachweisen, da beide Sensoren Strom verbrauchten. Allerdings fällt auf, dass die Verbräuche unterschiedlich ausfallen (defekt mit 60 mA, funktionierender Sensor 40 mA). Ich habe jedoch erwartet, dass ein defekter Sensor gar keinen Strom verbraucht. Die Ursache dafür ist weiterhin unklar, dass ein Defekt des Sensors vorliegt ist allerdings unstrittig. Es kann nach wie vor keine Verbindung zwischen Arduino und GPS-Sensor aufgebaut werden, noch leuchtet die LED bei Inbetriebnahme auf.

Meine Schlussfolgerung daraus war, dass evtl. weitere Ursachen vorliegen wie z.B.: schlechte Lötverbindungen. Um die mögliche Fehlerursache zu finden, habe ich beschlossen die Lötstellen der Pins des Sensors zu überprüfen. Bei genauerer Betrachtung konnte ich an dem defekten Sensor Produktionsmängel feststellen (rote Markierung Abbildung 4).

Auf einigen Pins wenig Lötzinn vorhanden ist, wodurch ggf. kein Kontakt vom Sensormodul und der Anschlüsse des Shields zustande kommt (Abbildung 4). Es scheint laut Internetrecherchen ein häufiges Problem zu sein. Einen letzten Versuch habe ich gestartet, bei dem ich die fehlenden Lötstellen selbst nachgelötet habe. Leider ohne Erfolg. Weshalb der teilweise funktionierende Sensor keinen Empfang zum Satelliten aufbauen kann, ist außerdem unklar. Ich habe festgestellt, dass die Sensoren nicht geeignet sind und ich auf andere GPS-Sensormodelle zurückgreifen muss.

Nun kommen wir zum Pinlayout des Schock (Abbildung 5) und GPS-Sensors, sowie der Platine die die Verknüpfung zwischen Arduino und der Sensoren herstellt.

Der Schocksensor hat 3 Anschlusspins:

VCC - 5V Spannungsversorgung: 5V (ESP-8266)
GND - Masse: GND (ESP-8266)
D0 - Kommunikation: Übertragung von Daten auf den Pin D1 (ESP-8266)
Über Die Verstell Schraube im Roten Kasten kann man die Sensitivität verändern.

Über den Schocksensor nehmen kommen Messwerte bei Unebenheiten der Straße aufgezeichnet werden. Diese teilt der Sensor über den Kommunikationsspin (D0) mit. Diese Daten müssen dann später ausgewertet werden. Der Sensor liefert mir nur digitale Werte, der Sensor kann mir nicht sagen, wie stark die Erschütterung war nur ob eine Erschütterung stattgefunden hat. Die Sensitivität ist über ein Trimmwiderstand einstellbar.

Die Adapterplatine:
Die Platine ist ein Verbindungsmodul (Abbildung 6) zwischen dem ESP8266 (Mikrokontroller) und der Sensorik, es ermöglicht die Kommunikation zwischen diesen Komponenten. Als Spannungsversorgung dienen die roten Verbindungen, die Masse ist schwarz gekennzeichnet. Grün und Orange stellen die Kommunikationsleitungen zum GPS Sensor dar. Das lilafarbene Kabel ist die Signalleitung zum Schocksensor.