RS-Sensor | Handbuch - Radonshop.com
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RS-Sensor |
Handbuch
RS Sensor
Dezember 2020
RadonTec GmbH
Hauptstraße 5
89426 Wittislingen – Deutschland
Tel: (+49) 9076 - 919 98 35
E-Mail: info@radontec.de
Webseite: radontec.de
Shop: radonshop.com
Version: 01.1 – 01.12.2020
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung .......................................................................... 4
2 Ausstattung ...................................................................... 4
3 Spezifikation ..................................................................... 6
4 Maße ................................................................................ 7
5 Warnungen ....................................................................... 8
6 Leistungsanforderungen .................................................. 8
7 Pin-Anschlüsse ................................................................. 9
8 Schnittstellen ..................................................................10
8.1 Kundenspezifische Verkabelung.............................10
8.2 Testing procedure ..................................................12
9 Kommunikation: elektronisch ........................................17
10 Kommunikation: Dialog ..............................................18
11 Kommunikation: Format ............................................19
12 Einbinden in ein System .............................................22
13 Einjährige Garantie .....................................................27
14 Kontakt und Support ..................................................29
14.1 Fehlersuche/FAQ ....................................................29
14.2 Kontaktieren Sie uns...............................................29
Handbuch – RS Sensor 3
1 Einleitung
Der RS Sensor bietet fortschrittliche Technologie, die einfach
zu bedienen ist. Er ist ideal für tragbare, stationäre und digitale
Anwendungen.
Der RS Sensor liefert komplette Informationssätze für
momentane und durchschnittliche Radonkonzentrationen.
2 Ausstattung
Eine Übersicht über die Ausstattung zur Montage und zum
Anschluss des RS-Sensors:
1. Computer mit seriellem Terminalprogramm (z. B.
Hyperterminal, Putty, Hercules, etc.)
2. Radon Sensor
4 Handbuch – RS Sensor
3. AC/DC-Netzteil V out = 5V 2A
4. Kabel USB zu Seriell 3,3V 250mA (z. B. Digikey 768-
1071-ND)
Handbuch – RS Sensor 5
3 Spezifikation
Siliziumdetektor mit interner
Radon Detektor
Verstärkung
Messeinheit Bq/m³
Messbereich 0 – 65,000 Bq/m3
Untere Messgrenze 30 Bq/m3
Sensor Aufwärmzeit 60 Minuten
Datenintervall 10 Minuten
Messwertaktualisierung
Datenausgabe alle 60 Minuten
Reproduzierbarkeit 15 % (gemessen bei 0.037 Bq/m³)
Auflösung 28 Bq/m3
6% (48h bei 150 Bq/m³)
Genauigkeit
±13% (min. error ± 0,037 Bq/m³)
Kabel USB zu Seriell 3,3V 250mA
Kabel
(z. B. Digikey 768-1071-ND)
Betriebsspannung 3,3 V
Ladegerät 5,0 V
Luftfeuchtigkeitsbereich RH < 90%
Betriebstemperatur 25°C ± 15°C
6 Handbuch – RS Sensor
4 Maße Der RS Sensor misst 8,0 x 8,0 x 3,1 cm. Handbuch – RS Sensor 7
5 Warnungen
Der Sensor darf keinem intensiven direkten Licht
ausgesetzt werden! Das kann die Messung negativ
beeinflussen.
Während der Messdauer muss die Sensortemperatur
im Bereich von 0 - 40 °C gehalten werden.
6 Leistungsanforderungen
Der Sensor erzeugt intern Hochspannung (ca. 300V).
Obwohl die Hochspannungsbereiche isoliert und
geschützt sind, kann die Kontaktfläche zwischen
Messkammer und Hauptplatinenoberfläche der
Hochspannung ausgesetzt sein. Halten Sie den Sensor
vorsichtig!
8 Handbuch – RS Sensor
7 Pin-Anschlüsse
2: RAD Rx
6: VLOAD
4: GND
1: RAD Tx
5: 3V3
3: N/A
Pin 1: RAD Tx
Pin 2: RAD Rx
Pin 3: nicht anzuschließen
Pin 4: GND
Pin 5: 3V3 (3.3V Vorsorgungsspannung)
Pin 6: Vload: 5.0V Versorgungsspannung
(typisch 5.0V, min 3.5V, max 5.5V)
Handbuch – RS Sensor 9
8 Schnittstellen
8.1 Kundenspezifische Verkabelung
Der Radon-Sensor benötigt eine Spannungsversorgung von
3,5V bis 5,5V am Pin VLOAD und 3,3V zur Versorgung der Logik
und der seriellen Schnittstelle. Die nächste Grafik zeigt die
Pinbelegung des Schnittstellensteckers. Der unbenutzte Pin ist
der Logik-Enable-Pin. Der Baustein ist standardmäßig aktiviert,
so dass es nicht notwendig ist, ihn anzusteuern.
1 4
2 5
3
1. Tx von UART
2. Zu Rx UART
3. GND
4. 3,3 V
5. VLOAD
10 Handbuch – RS SensorDie kundenspezifische Verkabelung verbindet das USB/TTL-
Kabel, das Netzteil und den Radonsensor:
• Vom USB-Kabel GND (schwarz), 3,3V (rot), TX (orange), RX
(gelb) anschließen.
• Vom Netzteil: 5V (blau) und GND (braun) anschließen.
• Vergessen Sie nicht, die GND-Signale von USB-Kabel und
Netzteil zu verbinden.
• Um die Integrität des Steckers des Radon-Sensors zu
erhalten, empfehlen wir eine Buchse mit 2x3 Pins, 2mm
Raster.
Die nächste Grafik zeigt eine komplette kundenspezifische
Verkabelung:
1
4
2 5
6
3
7
1. 5V
2. GND NODE
3. GND
4. GND
5. 3,3 V
6. RX
7. TX
Handbuch – RS Sensor 118.2 Testing procedure • Schließen Sie das serielle USB/TTL-Kabel an Ihren PC an. • Es wird ein virtueller COM-Port erstellt - notieren Sie die Nummer. • Starten Sie die Software Serial Terminal. • Wählen Sie die COM-Port-Nummer des USB-Kabels (siehe oben) und stellen Sie die Parameter ein auf: • 9600bps, 8 Bits, KEINE Parität, 1 Stopbit, kein SW/HW- Protokoll. • Aktivieren Sie, wenn möglich, eine Option zur Anzeige der lokal eingegebenen Zeichen (vom PC an das Modul gesendet). • Aktivieren Sie, wenn möglich, eine Option zur Anzeige der empfangenen Daten im Hexadezimalformat. • Aktivieren (Öffnen) des COM-Ports 12 Handbuch – RS Sensor
• Schließen Sie das Netzteil an das Stromnetz an (z. B.
230Vac).
• Schließen Sie das kundenspezifische Kabel an das Netzteil
und das USB-Kabel an.
• Schließen Sie das kundenspezifische Kabel an den Radon
Sensor an.
2
1
3
1. Radon Modul
2. Stromversorgungseinheit
3. USB Kabel
• Der Radonsensor beginnt, die Radongaskonzentration zu
messen.
Berühren Sie den Radonsensor NICHT, wenn die
Spannungsversorgung eingeschaltet ist. Es besteht
die Gefahr eines Stromschlags aufgrund der 400 VDC,
die der Sensor selbst zur Versorgung der schwarzen
Kuppel erzeugt.
• Der Radonsensor sendet automatisch jede Stunde ein
Paket mit der Radonkonzentration.
Handbuch – RS Sensor 13• Wenn der Sensor ein 'R'- oder 'r'-Zeichen empfängt, antwortet er mit der letzten Radonkonzentrationsmessung. Die nächste Grafik zeigt einen an den Radonsensor gesendeten Lesebefehl (rot gefärbtes 'r'-Zeichen) und das Antwortpaket (dargestellt im vollständigen Hexadezimalformat und im Hex/Ascii-Format): 14 Handbuch – RS Sensor
Bitte beachten: Das Format des Datenpakets ist kein Standard-ASCII-String, da es ein Leerzeichen (0x20) und einige 0x00-Zeichen gibt. Der nächste String zeigt eine Konzentration von 112 Bq/m^3: Die Schnittstellensoftware muss den Befehl 'r' senden und auf die Antwort warten, wobei einige Wiederholungen verwaltet werden müssen, denn das Modul kann manchmal beschäftigt sein, und der Befehl geht verloren. Sobald die Antwort empfangen wurde, beginnt der Radonwert mit dem ersten ASCII-Zahlenwert (von '0' bis '9', 0x30...0x39) bis zu dem Wert vor dem Zeichen '>' (0x3E). Handbuch – RS Sensor 15
KALIBRIERUNG & KORREKTURFAKTOR Auf jeden vom Radon-Sensor empfangenen Datensatz muss ein Korrekturfaktor angewendet werden. Dieser hängt vom Typ der internen Fotodiode ab. Um den "Typ" zu erfahren, senden Sie den Befehl "t" (Taste) über die serielle Schnittstelle wie unten beschrieben. Die Antwort sollte "(a)" sein. Wenden Sie dann die folgenden Korrekturfaktoren an. Es gibt drei Schwellenwerte, um den richtigen Korrekturfaktor für jeden vom Sensor gelesenen Radonwert 'R' zu berechnen: Type R < 625 bq/m3 625 < R < 2100 bq/m3 R > 2100 bq/m3 a 0,76 0,68 0,72 b 0,88 0,75 0,82 c 0,76 0,72 0,75 Für den Typ "d" verwenden Sie bitte einen Umrechnungsfaktor von 0,72. Der Skalierungsfaktor für "d" ist 0,72 für den gesamten Bereich. Der Radon-Konzentrationswert wird berechnet durch: C=R*T C= Radonkonzentration R= vom Sensor abgelesener Wert T= Korrekturfaktor 16 Handbuch – RS Sensor
9 Kommunikation: elektronisch
Die beiden kommunikationsbezogenen Pins (wie auf der
Platine angegeben) sind: Tx und Rx.
Das Kommunikationsprotokoll ist 3,3 V TTL Serial
Asynchronous. Es folgt diesen Spezifikationen:
Nennspannung 3,3 V
Absolute Maximalspannung 3,6 V
Geschwindigkeit 9600 bps
Datenbits 8
Stoppbits 1
Parität Keine
Flusssteuerung Keine
Legen Sie kein Signal über 3,3 V an die
Kommunikationsleitungen (TX und Rx) an. Dies kann
zum Ausfall des Mikrocontrollers und zu schweren
Sensorfehlfunktionen führen.
Handbuch – RS Sensor 1710 Kommunikation: Dialog Der Sensor liefert jede Stunde den Radonkonzentrationswert. Somit sind die ersten gültigen Daten 1 Stunde nach dem Einschalten verfügbar. Die Daten der Radonkonzentration können durch starke Schwankungen beeinträchtigt werden, entsprechend der hohen Variabilität, die Radon in kurzen Zeiträumen hat. Um eine genauere Darstellung der Daten zu erhalten, empfiehlt es sich daher, einen Mittelwert zu verwenden. Der Mittelwert wird das tatsächliche Vorhandensein von Radon viel besser darstellen als der Momentanwert. Für eine kurzfristige Analyse wird empfohlen, einen 3-Stunden- Mittelwert zu verwenden. Für eine Langzeitanalyse wird empfohlen, einen 12-Stunden-Mittelwert zu berechnen. Der Sensor sendet jede Stunde den momentanen Radonwert über eine asynchrone Kommunikation (UART) aus. Außerdem ist es möglich, einfache Aufgaben an den Sensor zu kommunizieren: • Polling-Systeme können den Sensor einfach durch Senden des Zeichens 'r' (ASCII: 114d, 72h) abfragen. Der Sensor antwortet mit dem zuletzt berechneten Wert zurück. • Die gesendeten Daten können 2 verschiedene Formate haben: 'char' und 'numerisch'. Beim Systemstart ist immer 'char' eingestellt. Das kann durch Senden des Zeichens 'c' (ASCII: 99d, 63h) bzw. des Zeichens 'n' (ASCII: 110d, 6Eh) für das Format 'char' und 'numeric' geändert werden. Es 18 Handbuch – RS Sensor
wird kein ACK oder eine positive Rückmeldung
zurückgesendet.
• Es ist möglich, per Software einen Hard-Reset des Systems
durchzuführen. Dadurch wird jeder Prozess ausgeschaltet
und das System wird von vorne gestartet. Dies kann durch
das Senden des Zeichens 'k' (ASCII: 107d, 6Bh) erreicht
werden. Es wird jedoch kein ACK oder eine positive
Rückmeldung zurückgesendet.
11 Kommunikation: Format
Die einzigen Daten, die vom System gesendet werden (auf
Anfrage oder stündlich), sind die Radonkonzentration in
Becquerel/m³ mit einem Höchstwert von 65.000 Bq/m³. Das
Format des gesendeten Wertes ist das folgende:
< conc >
Nach dem "Kleiner-als-Zeichen" (ASCII: 60d, 3Ch) folgt der
Konzentrationswert, gefolgt von dem "Größer-als-Zeichen"
(ASCII: 62d, 3Eh). Abschließend werden der Carriage Return
(ASCII: CR, 13d, 0Dh) und der New Line Feed (ASCII: LF, 10d,
0Ah) gesendet. Die Konzentration wird ausgedrückt:
• mit ASCII-Zeichen, wenn das Format 'char' aktiviert ist
(geeignet für die Bildschirmdarstellung).
• mit einem vorzeichenlosen Wortwert (16 Bit), der in zwei
vorzeichenlose Bytes (8 Bit) aufgeteilt gesendet wird.
Handbuch – RS Sensor 19Zuerst wird das Most Significant Byte (MSB) gesendet,
dann das Least Significant Byte (LSB).
Es kann vorkommen, dass die vom Gerät
ausgesendeten Daten am Ende ein Sternchen ' * '
aufweisen.
Das Sternchen weist auf NICHT-VALIDE Daten hin!
Einige der häufigsten Ursachen können Probleme
mit der Stromversorgung oder ein Sensor sein, der
direktem Licht ausgesetzt war.
Beispiele:
Fallbeispiel Datenausgabe
280 Bq/m³, ‘char’ Format < 280> (CR, LF)
280 Bq/m³, ‘numeric’ Format 3Ch 01h 18h 3Eh (CR, LF)
280 Bq/m³, ‘char’ Format, NOT
< 280>* (CR, LF)
VALID Daten
20 Handbuch – RS SensorHier ist ein Beispielauszug der Kommunikation mit dem
Radonsensor:
char cmd, len, I, err;
uint16 RadonValue;
char *buf[20];
cmd = 'r'; // Lesebefehl senden (1 Zeichen)
UART3sendMsg(&cmd,1); // UART3 ist unser Kommunikationsport
WaitMsec(1000); // Antwort 1 Sekunde lang abwarten
len = UART3ReadReceivedData(buf); // Antwort in 'buf' lesen
if (len == 0)
{ // Beenden mit einem Timeout-Fehlercode
..no answer from device..
}
// Paketkopf prüfen
if (buf[0] == '')
{ // Endpaket-Char in ein 0x00 umwandeln
buf[i] = 0x00; (damit wir die Daten als String verwalten
können)
if (buf[i+1] == '*')
{
err = // Ungültige Daten setzen
RADON_SAMPLE_ERR;
break;
}
}
} // Vorsicht: das serielle Protokoll füllt
for (i=2; i12 Einbinden in ein System
Um den Sensor über die serielle Schnittstelle mit einem
anderen System, wie z. B. einem PC oder Mikrocontroller, zu
verbinden, muss der Spannungspegel des
Kommunikationsports beachtet werden. Das
Kommunikationsprotokoll ist 3,3 V TTL Serial Asynchronous.
Die Kommunikation MUSS dieser Spezifikation folgen:
Nennspannung 3,3 V
Absolute Maximalspannung 3,6 V
Geschwindigkeit 9600 bps
Datenbits 8
Stop-Bits 1
Parität Keine
Durchflussregelung Keine
Legen Sie kein Signal über 3,3 V an die
Kommunikationsleitungen (TX und Rx) an. Dies kann
zum Ausfall des Mikrocontrollers und zu schweren
Sensorfehlfunktionen führen.
22 Handbuch – RS SensorUm den Sensor an einen PC oder Mikrocontroller
anzuschließen, wird das folgende Schema empfohlen. Es kann
jede serielle Kommunikationssoftware verwendet werden
(Hyper Terminal - Putty oder andere):
Schema für den Anschluss des Sensors an den PC
Radon Sensor RS-232 Kabel PC
Um den Sensor an einen Mikrocontroller oder eine CPU
anzuschließen, die UART implementiert, wird das folgende
Schema empfohlen:
Sensor an Mikrocontroller Anschlussschema
Radon Sensor Pegelwandler Microcontroller
mit UART
Gemäß Kapitel 6 kann ein System mit dem Sensormodul
kommunizieren, indem es Konzentrationswerte empfängt
(ausgedrückt wie in Kapitel 7) und erlaubte Befehle sendet
(wie in Kapitel 6 erläutert).
Handbuch – RS Sensor 23Beispiel einer Konzentrationsabfrage
Ein PC sendet das Zeichen 'r', um den aktuellen Radon-
Konzentrationswert abzufragen.
Ein Mikrocontroller wird so programmiert, dass er das Wort
"72h" oder die Zahl 114 (Dezimalwert) aussendet, die dem
ASCII-Zeichen "r" entspricht.
Das System sendet dann den aktuellen Radon-
Konzentrationswert entsprechend dem aktuell gewählten
Format zurück (siehe Kapitel 7).
Der Sensor liefert jede Stunde einen gültigen Radon-
Konzentrationswert. Daher sind die ersten gültigen
Daten, die gesendet werden, 1 Stunde nach dem
Einschalten verfügbar. Daher wird eine
"Konzentrationsabfrage", die innerhalb von 60
Minuten nach dem Einschalten ausgeführt wird, eine
Null zurückgeben (siehe Kapitel 7, um zu erfahren,
wie dies angezeigt wird).
Das Sensormodul wurde verschiedenen
Radonkonzentrationen ausgesetzt. Der Test wurde in einer
220l-Radonkammer mit kalibrierten kommerziellen
Instrumenten als Radon-Referenz durchgeführt.
24 Handbuch – RS SensorBeispiel für den Betrieb des Radon-Sensors. Rn222-Konzentration = [500÷1000 Bq/mˆ³] Beispiel für den Betrieb des Radon-Sensors. Rn222-Konzentration = [1000÷2000 Bq/mˆ³] Handbuch – RS Sensor 25
Beispiel für den Betrieb des Radonsensors. Rn222-Konzentration = [1000÷3000 Bq/mˆ³] Beispiel für den Betrieb des Radonsensors. Rn222-Konzentration = [3000÷5000 Bq/mˆ³] 26 Handbuch – RS Sensor
13 Einjährige Garantie
Diese eingeschränkte Garantie gilt für RS Sensor, der von der
RadonTec GmbH oder autorisierten Händlern erworben
wurde.
Sie deckt Material- oder Verarbeitungsfehler bei normalem
Gebrauch für einen Zeitraum von einem Jahr nach Erhalt des
Produkts ab. Verunreinigungen durch Schmutz oder
unsachgemäßen Gebrauch fallen nicht unter die Garantie.
Während dieses Zeitraums wird das Produkt kostenlos
repariert oder ersetzt.
*Ausschlüsse:
Diese Garantie deckt keine Schäden ab, die durch Missbrauch,
Nachlässigkeit oder unsachgemäßen Gebrauch verursacht
wurden. Dies schließt Schäden durch Fallenlassen, Stöße oder
Eindringen in das Gerät ein. Sie wird auch ungültig, wenn das
Produkt von einer anderen Person als EIC Inc. repariert oder
verändert wurde.
Um diese Garantieleistung zu erhalten, kontaktieren Sie uns
bitte unter:
info@radontec.de
Handbuch – RS Sensor 27Es liegt in der Natur der verwendeten Technologie, dass jeder Sensor möglicherweise ohne Vorwarnung die Spezifikation nicht erfüllen kann. Der Hersteller unternimmt alle Anstrengungen, um die Zuverlässigkeit aller Sensoren zu gewährleisten, aber wenn die Sicherheit von Menschenleben eine Leistungsanforderung des Produkts ist, und wenn dies praktisch möglich ist, Der Hersteller empfiehlt jedoch, dass alle Gassensoren und Geräte, die Sensoren verwenden, vor der Verwendung auf das Ansprechen auf Gas überprüft werden. Es wird davon ausgegangen, dass die in diesem Dokument enthaltenen Daten genau und zuverlässig sind. Die angegebenen Daten dienen nur zur Orientierung. Der Hersteller übernimmt keine Haftung für Folgeverluste, Verletzungen oder Schäden, die aus der Verwendung dieses Datenblatts oder der darin enthaltenen Informationen resultieren. Kunden sollten die Sensoren unter ihren eigenen Bedingungen testen, um sicherzustellen, dass die Sensoren für ihre eigenen Anforderungen und in Übereinstimmung mit den Plänen und Umständen des spezifischen Projekts und den Normen/Vorschriften des Landes, in dem die Sensoren eingesetzt werden, geeignet sind. Die Leistungsmerkmale auf diesem Datenblatt beschreiben die Leistung von neu gelieferten Sensoren. Das Ausgangssignal kann mit der Zeit unter den unteren Grenzwert driften. Dieses Datenblatt ist nicht als Grundlage für einen Vertrag gedacht. Im Interesse der Produktverbesserung behält sich der Hersteller das Recht vor, Konstruktionsmerkmale und Spezifikationen ohne vorherige Ankündigung zu ändern. 11/20 28 Handbuch – RS Sensor
14 Kontakt und Support
14.1 Fehlersuche/FAQ
Auf unserer Website finden Sie Antworten auf die am
häufigsten gestellten Fragen:
https://www.radontec.de
14.2 Kontaktieren Sie uns
Sollten Sie noch Fragen haben oder weitere Hilfe und
technische Unterstützung benötigen, zögern Sie bitte nicht,
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