Datenlogger mit Messverstärker (Seite 4)

Daher schreibt das Messprogramm neben den beiden Messwerten jeweils auch den String <br> in die Logdatei. Ajax interpretiert die Daten als valides HTML und fügt nach jedem Paar einen Zeilenumbruch ein, wie vom HTML-Befehl <br> gefordert. Jedes netzwerkfähige Gerät vermag so, die Daten einzulesen. Abbildung 5 zeigt exemplarisch den Browser auf einem Smartphone.

Abbildung 5: So sieht die Präsentation der HTML-Seite aus Listing 10 auf dem Browser eines Handys aus.

Beispiel

Um die Theorie in die Praxis zu überführen, geht es nun darum, zwei Messreihen zu analysieren, die der Python-Datenlogger aufgezeichnet hat. Das Multimeter Owon B35T misst mit einem Thermoelement Temperaturen bis 300 Grad Celsius.

Temperatur fällt exponentiell. Je kälter etwa ein Kaffee ist, desto langsamer kühlt er ab. Wärmestrahlung spielt bei den geringen Temperaturen nur eine Nebenrolle, Luft ist ein guter Isolator. Deshalb bewirkt Wärmeleitung nur im Zusammenspiel mit Konvektion ein effektives Abkühlen. Die Luft in der unmittelbaren Umgebung der Tasse erwärmt sich. Warme Luft dehnt sich aus und steigt auf, kalte Luft strömt nach und kühlt.

Abbildung 6 zeigt Messwerte für eine Tasse frisch gebrühten Kaffees. Nach acht Minuten (500 Sekunden) liegt die Temperatur mit 70 Grad Celsius bereits ziemlich niedrig (blaue Messlinie). Eine dünne Kunststofffolie als Abdeckung reduziert effektiv die Konvektion heißen Wasserdampfs aus der Tasse (orangefarbene Messlinie) und hält nach acht Minuten den Kaffee 5 Grad wärmer als in der Tasse ohne Abdeckung, im weiteren Verlauf beträgt der Temperaturunterschied sogar mehr als 10 Grad.

Abbildung 6: Die Abkühlungskurve von heißem Kaffee, einmal mit Abdeckung (obere Kurve), einmal ohne.

Eine zweite Messung (Abbildung 7) überprüft die Leistung eines Wasserkochers. Innerhalb von 300 Sekunden steigt die Temperatur einer Wassermenge von 1,5 Litern von 20 Grad Celsius auf 100 Grad. Mit Kenntnis der Wärmekapazität von Wasser – 4,2 J/kg*K – lässt sich die Leistung des Wasserkochers ermitteln, die hier rund 1,7 kW beträgt.

Abbildung 7: Die Anzeige der Messdaten eines Wasserkochers in einem Webbrowser.

Konvektion hat hier ebenfalls einen Einfluss auf die Messung: Sie zeichnet für die Schwankung der Messwerte verantwortlich. Heißes Wasser steigt von unten auf und kühlt an der Oberfläche ab, um dann wieder abzusinken. Das Thermoelement zeichnet die entsprechenden Temperaturschwankungen auf.

Fazit

Ein einfaches Bluetooth-fähiges Multimeter macht aus einem PC einen vollwertigen Datenlogger. Für wenig Geld bekommen Sie einen Messverstärker für elektrische Spannungen und Ströme. Einfache Sensoren erweitern den Einsatzbereich, hier exemplarisch gezeigt für Temperaturmessungen. Das energiesparende BLE-Protokoll erlaubt Messreihen über mehrere Tage, bevor Sie die Batterien wechseln müssen. Ein Raspberry Pi genügt, um viele MByte an Daten aufzunehmen und sie gleichzeitig auf einer (lokalen) Webseite zu präsentieren.