Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 – Einstieg und Konfiguration

In diesem Beitrag möchte ich euch den interessanten 4 Kanal Datenlogger Hobo MX1105 etwas näher vorstellen. Mit Datenlogger kann man vielfältige Dinge über größere Zeiträume überwachen, das können Wetterdaten, Daten wissenschaftlicher Experimente und viele andere Messaufgaben sein. Man kann aber mit Datenloggern auch gut Solaranlagen optimieren oder Speicher (Akkus) kontrollieren. Mit dem Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 kann man Dinge sichtbar machen, welche einem normalerweise mit den üblichen Messmethoden verborgen bleiben und das sogar recht bedienungsfreundlich per App.

Was ist ein Datenlogger überhaupt?

Bevor ich gezielter auf den Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 eingehe, erst einmal für Einsteiger eine grobe Erläuterung was ein Datenlogger eigentlich macht. Wie der Name schon sagt ist ein Datenlogger eine Art Messgerät und Logbuch in einem. Ein Datenlogger (rechts im Bild) kann einen oder auch mehrere Sensoren  in einem zeitlich einstellbarem Intervall ausmessen und die Ergebnisse mit Angabe von Datum und Zeit in einem eingebauten Speicher protokollieren. Je nachdem was man messen möchte, kann so ein zeitliches Messintervall manchmal im Bereich von Sekunden aber auch im Bereich von Minuten, Stunden oder sogar Tagen liegen. Bei jedem Intervall führt der Datenlogger eine Messung durch und speichert die Messwerte mit Zeitangabe ab. Wenn ein Datenlogger mehrere “Kanäle” besitzt, können pro Intervall gleich mehrere Sensoren ausgelesen und gespeichert werden. Datenlogger arbeiten also gewöhnlich über längeren Zeitraum völlig selbstständig und sind gewöhnlich auch ohne menschliches Zutun völlig wartungsfrei.  Das einzustellende Zeit-Intervall ist von der Aufgabe abhängig.  Beispielsweise bei Wetterbeobachtungen, wo man vielleicht Temperaturen, Feuchtigkeit, Windstärke, Luftdruck, Lichtverhältnisse usw. aufzeichnet, erfolgen oft Messungen über sehr lange Zeiträume mit großen Intervall. Will man dagegen nur das Lade- und Entladeverhalten eines Akkus aufzeichnen um dessen Zustand zu analysieren, so reichen je nach Kapazität natürlich auf schon mehrere Stunden oder ein paar Tage.

Wichtig ist immer dass der Datenlogger genügend Speicher und genügend Energie besitzt um über entsprechende Zeiträume messen zu können. Nach dem Messzeitraum, oft auch schon während des Zeitraumes kann man jederzeit die gesammelten Messwerte mit einer App oder einem PC vom Datenlogger abrufen. Bei modernen Datenloggern wie dem Hobo MX1105 erfolgt der Abruf beispielsweise sehr bequem über eine Bluetooth Verbindung mit dem Smartphone, bei anderen Datenloggern erfolgt es oft auch mit einem seriellen Kabel, z.B. einem USB-Kabel.
Die aufgezeichneten Daten können dann oft in verschiedenen Formaten gespeichert werden, neben herstellereigenen Formaten kann man die Daten meistens auch als Textdatei, CSV-Datei (Textdatei) oder als Excel-Datei (Tabellenkalkulation) speichern.   Über gängige Programme wie Excel, LibreOffice aber auch spezieller Software die oft die Hersteller der Datenlogger bereitstellen, kann man die Daten dann mathematisch oder wissenschaftlich auswerten und sich auch schöne Diagramme dazu erstellen lassen. Im Falle der HoboConnect-App die kostenlos zum Datenlogger Hobo MX1105 erhältlich ist, können zusätzlich schon einfache Diagramme direkt in der App HoboConnect angezeigt und auch als Grafik exportiert werden werden.

Sind Datenlogger auch was für den Hobby-Elektroniker?

Da Datenlogger kontinuierlich in Abständen messen, können Datenlogger natürlich Ereignisse oder Fehlerquellen festhalten, die man mit herkömmlichen Live-Messungen kaum erwischt. Gerade bei sporadischen Funktionsstörungen oder ähnlichem kann man mit Datenloggern nicht nur die Fehler erkennen sondern oft auch die Ursache dafür. Man kann ja schließlich im Nachhinein leicht ablesen welche Messwerte in welcher Kombination zu einem Problem geführt haben.
Datenlogger wie der Hobo MX1105 können praktisch alles aufzeichnen was man sich vorstellen kann, es können Wetterdaten, Spannungen, Ströme, logische Zustände, Licht und vieles mehr sein. Im wesentlichen werden die Messwerte nur durch die angeschlossenen Sensoren bestimmt. Die meisten Datenlogger haben analoge Spannungseingänge (ähnlich wie analoge Ports am Mikrocontroller, jedoch oft genauer). Die einzelnen Sensoren sind also so konzipiert, dass diese die zu messende Messgröße intern immer in eine geeignete Spannung für den Datenlogger umwandeln. Zum Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 werden vom Hersteller bereits eine ganze Reihe von unterschiedlichen Sensoren angeboten. Man kann sich aber auch nur ein Sensorkabel bestellen und Sensoren anderer Hersteller adaptieren. Und natürlich kann man sich einen Sensor auch leicht selbst bauen, das zeige ich euch etwas weiter unten in diesem Beitrag.
Bei Meteorologen und Hobby-Meteorologen  sind Datenlogger eigentlich schon ewig Standard. Generell sind Datenlogger aber auch für Hobby-Elektroniker eigentlich sehr  nützlich und empfehlenswert. Da gute professionelle Datenlogger allerdings in der Vergangenheit sehr teuer waren, sind diese beim Hobby-Elektroniker etwas weniger stark verbreitet obwohl sie ungemein nützlich sind. Ich denke das könnte sich aber mit Datenloggern wie dem Hobo MX1105  zukünftig etwas ändern.  Dieser Datenlogger ist mit ca. 220 Euro (Preis bei Artikel-Erstellung im Datenlogger-Store)  doch im Vergleich deutlich günstiger als viele Datenlogger mit ähnlichen Leistungsmerkmalen. Zudem ist er äußerst bedienerfreundlich, stromsparend und hat einen sehr großen 4MB Datenspeicher und kann gleich 4 Kanäle mit einer echten 16 Bit Auflösung messen. Es ist somit wesentlich genauer als die beliebten Mikrocontroller und Elektronik-Boards (Arduino, Raspberryi PI, RN-Control usw.) per analogen Port messen könnten.

Professioneller Datenlogger oder Arduino / Raspberry Pi Datenlogger?

Der engagierte Hobby-Elektroniker wird sich jetzt fragen: Warum soll ich mir Datenlogger kaufen wenn ich doch so etwas selbst relativ leicht auch mit einer Arduino Schaltung oder einem Raspberry PI bauen kann. Schließlich haben diese Boards ja auch analoge Eingänge die man gut für Sensoren nutzen kann. Ein paar Daten speichern klingt schließlich nicht sonderlich schwierig.
Hierzu ist zum Ersten zu sagen dass z.B. die meisten Arduino-Boards wesentlich ungenauer messen, da die meisten Mikrocontroller nur einen 8 Bit oder 10 Bit AD-Port besitzen. Der Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 hat dagegen eine 16 Bit Auflösung was einen gigantischen Unterschied macht.

Angenommen euer Mikrocontroller hat ein Messbereich von 2,5V und der AD-Port kann 10 Bit auflösen, die kleinste messbare Messgröße wäre demnach 2,5 / 1024 = 0,0024V – also 2,4 mV Auflösung. Bei einem 16 Bit Datenlogger wie dem Hobo MX1105 sieht die Rechnung so aus: 2,5 / 65526 = 0,000038V – also 38 µV Auflösung

Ihr seht, der Unterschied ist gewaltig. Der Laie wird sich jetzt vielleicht sagen: Was interessieren mich die Stellen weit hinter dem Komma wenn ich jetzt vielleicht sowieso nur Ströme zwischen 0 und 100A an meinem Wechselrichter messen will, da kommt es doch auf 100mA mehr oder weniger nicht an? Auf den ersten Blick denken sicher viele solch hohen Stromwerte können gut mit beiden Arten, 10 Bit Schaltung als auch mit 16 Bit Datenlogger, gemessen werden. Wenn man aber genauer überlegt, dann wird man merken dass dies mit dem 16 Bit- Datenlogger viel einfacher ist. Dazu muss man wissen dass man Stromwerte gewöhnlich über einen Widerstand (Shunt) misst, genauer habe ich das bereits in meinem Artikel über die Strommessung. erläutert.

Um Ströme bis 100A messen zu können, muss der Shunt einen sehr niedrigen Widerstand besitzen da an diesem sonst viel zu viel Leistung abfallen würde und er zudem zu heiß würde. Üblich sind bei 100A Shunt-Widerstände, an denen bei 100A nur 75mV abfallen (Beispiel Shunt*). Umgerechnet bedeutet dies, dass pro Ampere nur 75mV/100= 0,75mV abfallen.  Mit einem 10 Bit Port eines üblichen Arduino könnten wir Ströme bis 3 A also praktisch gar nicht messen, da der kleinste messbare Wert ja 2,4mV groß sein müsste. In der Praxis hätten wir also bei allen Messungen an diesem Shunt immer Ungenauigkeiten von über 3 Ampere zu erwarten. Ein solches Messergebnis wäre für die meisten Aufgaben unbrauchbar! Ganz anders sieht das beim 16 Bit Datenlogger Hobo MX1105 aus. Da dieser bereits 38 µV auflöst, könnten wir hier den Strom sehr genau bestimmen, die Ungenauigkeiten  im 100A Messbereich liegen dann nur noch bei vertretbaren 50mA.
Man sieht, die hohe 16 Bit Auflösung des Datenloggers macht sich in der Praxis bei vielen Sensoren sehr schnell positiv bemerkbar.

Natürlich kann man an einem Arduino oder Raspberry auch noch einen besseren externen AD-Wandler mit höherer Auflösung anschließen. Aber das erfordert wieder zusätzlichen Aufwand und Zusatzkosten. Zudem muss man bei bei der Mikrocontroller Schaltung auch auf einen großen beschreibbaren Datenspeicher für die Messwerte achten, nur wenige Boards habe einen großen Datenspeicher oder beispielsweise einen Slot für eine beschreibbare Speicherkarte an Board. Weiterhin muss man auch an die Spannungsquelle denken. Hat man an den Stellen wo man messen will überhaupt Strom zur Verfügung? Oder wie lange kann man das Board mit Batterien versorgen. Ein Raspberry Pi  wird man kaum längere Zeit mit Batterien versorgen können, der Strombedarf ist im Vergleich immens! Ein professioneller Datenlogger wie der Hobo MX1105 kommt locker mit zwei eingebauten AA-Batterien auf über 1 Jahr Laufzeit, selbst dann wenn man jede Minute die Daten loggt.
Und als letztes muss man bedenken dass man bei eigenen Schaltungen erst mal programmieren muss damit sie die Aufgabe eines Datenloggers übernehmen können. Und eine flexible, fehlerfreie Software zu schreiben die auch in rauen Umgebungen alle Aufgaben wunschgemäß und sicher erfüllt ist einfacher gesagt als getan, da spreche ich aus Erfahrung.

Also um es noch mal klar zu sagen, ich will niemanden ausreden einen Datenlogger selbst zu bauen und zu nutzen. Wer etwas Erfahrungen mit Mikrocontrollern hat und zudem genügend freie Zeit für so ein Projekt  hat, der kann so etwas natürlich auch gut hin bekommen. Aber man sollte Zeit und Aufwand nicht unterschätzen.  Ein Datenlogger wie der Hobo MX1105 ist flexibel und bietet schon eine ganz Reihe von Merkmalen und Vorteilen wie ihr gleich noch sehen werdet. Ich denke der Eigenbau lohnt sich zumindest finanziell fast nie. Ein selbst gebauter Datenlogger hat nur den Vorteil dass man das Ausgabeformat selbst noch freier bestimmen kann, aber das ist eigentlich auch über Datenkonvertierungen bei Datenloggern möglich.

Was kann der Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 ?

Nach den grundsätzlichen Erläuterungen kommen wir mal gezielt zum Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 den ich selbst seit Wochen nutze. Dieser Datenlogger hat den Vorteil dass er in einem kompakten Gehäuse (Staub- und Spritzwassergeschützt nach IP54) geliefert wird. Er kann also auch in etwas raueren Umgebungen genutzt werden. Er hat auf der Rückseite integrierte Magnete so dass er an metallische Flächen einfach angeheftet werden kann. Über seine seitigen Bügel kann er aber auch leicht mit Kabelbindern oder Schrauben montiert werden. Ich selbst habe mir dennoch einen kleinen Halter mit dem 3D-Drucker gedruckt, da kann ich ihn schnell einschieben und bei Bedarf wieder für andere Aufgaben herausnehmen. Für Besitzer eines 3D-Druckers stelle ich übrigens unten in diesem Halter sowie andere gezeigte Gehäuse als STL-Datei zum Download zur freien Verfügung:

Auf der Vorderseite verfügt der Datenlogger über ein großes LCD und zwei Tasten. Über das LCD kann man immer die Werte der letzten Messung, den Logging-Status, Batteriezustand und gegebenenfalls auch Alarmmeldungen anzeigen lassen. Die Funktion der Tasten kann in der App unterschiedlich konfiguriert werden, man kann hier beispielsweise die LCD-Messwerte pro Kanal durchwechseln, einen akustischen Alarm stoppen, das Logging starten und auch stoppen und ähnliches. In der Praxis benötigt man die Tasten eigentlich sehr selten bis gar nicht, da praktisch auch alles mit der kostenlosen App HoboConnect gemacht werden kann. Die Verbindung zur App erfolgt grundsätzlich drahtlos per Bluetooth. Die Bluetooth Verbindung hat sich als sehr stabil erwiesen, man kann problemlos aus einigen Metern Entfernung den Datenlogger konfigurieren oder Daten abrufen. Obwohl der Datenlogger bei mir vorwiegend im Keller Akku- und Solaranlage protokolliert, konnten wir auch im ersten Stock noch die Daten abrufen, was sehr komfortabel ist.

Auf der Unterseite des Datenloggers befinden sich vier Klinkenbuchsen (2,5mm) an denen verschiedenste Sensoren angeschlossen werden können. Der eigentliche Messbereich jedes Anschlusses beträgt 2,5V bei einer echten 16 Bit Auflösung. Durch Spannungsteiler oder spezielle Sensoren kann man natürlich auch ganz andere Messgrößen und Spannungsbereiche messen. Über Anbieter wie den Datenlogger-Store kann man hier schon diverse verschiedene Sensoren für die unterschiedlichsten Messgrößen fertig in hoher Qualität erhalten.  Hier mal eine kleine Auflistung der angebotenen Kabel und Sensoren:

• Kabel für Gleichspannung bis 2,5V
• Kabel für Gleichspannung bis 5V
• Kabel für Gleichspannung bis 10 V
• Kabel für Gleichspannung bis 24V
• Temperatursonden -40…+100°C (Luft), -40…+50°C (Wasser, Erde)
• Gleichstrom DC Sensor bis 200A
• Wechselstrom AC Sensor bis 600A
• CO2-Konzentration  0 bis 2000 ppm oder 0 bis 5000 ppm
• Lichtsensoren
• Luftströme

Natürlich ist man nicht auf die obengenannten Sensoren angewiesen, man kann sich natürlich auch leicht selbst Sensoren basteln oder andere Sensoren an den 2,5V Messbereich adaptieren, im einfachsten Falle reichen schon zwei Widerstände für einen Spannungsteiler um beispielsweise auch Spannungen bis 75V und mehr messen zu können. Da fertige Sensoren teils recht teuer sind, bietet es sich bei diesem Logger geradezu an Sensoren auch selbst zu basteln. In der App kann der Messbereich jedes Kanals frei skaliert und benannt werden, man bekommt also die Werte stets in der richtigen Einheit angezeigt und gespeichert, egal was man misst, man muss später nichts mehr umrechnen!

Hobo MX1105 bietet Laufzeiten von über einem Jahr

Was den Datenlogger Hobo MX1105 besonders interessant macht ist neben den schon erwähnten Merkmalen vor allem auch seine Ausdauer und die hohe Speicherkapazität . Selbst wenn man in einem minütlichen Intervall Messungen loggt, soll der Datenspeicher als auch die Batteriekapazität über 1 Jahr durchhalten, was bei dieser Datenmenge schon enorm ist. Insgesamt sollen 1,9 Millionen Messungen in dem 4 Mb großen Speicher Platz finden. Man kann die Laufzeit sogar noch etwas erhöhen falls man LCD oder dauerhafte Bluetooth Bereitschaft abschaltet oder das Logintervall vergrößert, in meinem Fall war das aber nie notwendig. Für die Stromversorgung sind intern zwei normale AA-Batterien (Mikro) verbaut, diese muss man aber nur sehr selten wechseln.

Das Protokollierungsintervall kann beim Datenlogger Hobo MX1105 im Bereich von 1 Sekunde bis zu 18 Stunden eingestellt werden. Man kann also sowohl recht schnelle Vorgänge als auch sich langsam verändernde Umstände sehr genau protokollieren.

 

Daten mit HoboConnect, HoboLink und HoboFile oder Excel verarbeiten

Um die Daten vom Datenlogger abzurufen bietet der Hersteller mehrere kostenlose Apps an. Die neuste und empfehlenswerteste App ist HoboConnect, welche man kostenlos im Playstore oder IOS-Store findet. Diese App muss man sich auf jeden Fall installieren, da hiermit der Datenlogger auch konfiguriert wird. Mit dieser App kann man dann auch jederzeit die Daten aus dem Logger abrufen. Die Daten werden gewöhnlich auf dem Smartphone gespeichert, ein Account beim Hersteller ist nicht nötig. Die Daten können aber jederzeit auch in einem gängigen Format (CSV, EXEL, TXT, PNG Hoboformat) exportiert oder per per E-Mail / Whatsapp usw. geteilt werden. Auf dem PC kann man sie dann entweder mit der Software des Herstellers HoboFile oder einer normalen Tabellenkalkulation bearbeiten und visuell darstellen. Ich nutze hier am liebsten die kostenlose Software LibreOffice, die ähnlich wie Excel auch schöne Diagramme erzeugen kann. HoboFile bietet wohl noch mehr Möglichkeiten, diese habe ich bislang aber noch nicht getestet.

Eine weitere Möglichkeit die ich ebenfalls nutze ist die Cloud HoboLink. Hier können sich Käufer des Datenloggers einen kostenlosen Account anlegen, man muss lediglich einen Usernamen, Passwort und die Seriennummer des Datenloggers eingeben. Diese Accountdaten könnt ihr dann auch in der bereits erwähnten App HoboConnect eintragen. Immer wenn ihr dann mit der App Daten aus dem Datenlogger holt, werden diese automatisch auch in die Cloud zu HoboLink hochgeladen. Dieses Hochladen erfolgt automatisiert im Hintergrund, man bemerkt das in der App gar nicht. Der Vorteil besteht darin dass ihr euch jederzeit auch per Browser und PC einfach nur bei HoboLink einloggen müsst, um eure Daten genauer anzuschauen. In HoboLink kann man sich die Daten sehr schön visuell aufbereitet anzeigen lassen. Dazu gibt es dort die sogenannten Dashboards wo ihr verschiedene Kanäle mit visuellen Instrumenten oder Diagrammen verknüpfen könnt. Neben den herkömmlichen Linien und Balkendiagrammen gibt es da noch spezielle Darstellungen für Wetterdaten und ähnliches. Man kann sich verschiedene Dashboards anlegen und die gleichen Daten auch auf unterschiedliche Art anzeigen zu lassen. Untere Beispiele eine Entladekurve und ein Ausschnitt aus Ladekurve eine 5000W Solarspeichers im HoboLink Dashboard.

Das Schöne ist, dass mit jedem Hochladen von Daten diese bestehenden Daten angehängt werden. Man kann also auch zeitlich rückblickend über einen längeren Zeitraum bis zu einem Monat Daten analysieren. Man kann aber auch bis ins Detail in jeden Bereich hineinzoomen um kleine Zeitabschnitte im nachhinein genauer zu kontrollieren. Da diese Möglichkeiten kostenlos sind, bietet sich ein solcher Account also durchaus an, auch wenn er nicht unbedingt nötig ist. Optional gibt es zum Datenlogger MX1105  auch einen sogenannten “Onset MX Gateway”. Dieser kann in zeitlichen Intervallen automatisch eure Daten per Bluetooth aus dem Datenlogger lesen und per WLAN zur Cloud übertragen. Der Vorteil wäre dass ihr die App HoboConnect nicht mehr braucht. Dieser Komfort hat aber den Nachteil dass dann pro Jahr eine Übertragungspauschale fällig wäre, hier würden also Kosten entstehen. Für den privaten Bereich halte ich daher einen Gateway für überflüssig, mit der App funktioniert das eigentlich wunderbar. Da der Logger ja genügend Speicher hat braucht man gewöhnlich auch hier keine Angst haben dass Daten verloren gehen.

Daten schon in HoboConnect visuell darstellen

Die abgerufenen Daten des Datenloggers kann man auch schon in der App selbst recht schön grafisch darstellen lassen. Auch in der App gibt es ein sogenanntes Dashboard wo man einzelnen Kanälen ein Diagramm oder ein Digitalinstrument zuweisen kann. Ist das einmal eingerichtet, kann man jederzeit auch hier schnell in die Daten hineinschauen. Mit den üblichen Fingerbewegungen kann man auch hier über das Touchdisplay die Skalierung ändern und zoomen, unten seht ihr ein paar Beispiele von meinen ersten Experimenten mit dem Datenlogger.

Wenn man also mal schnell in die Daten rein schauen will um sich einen Überblick zu verschaffen, dann reicht die App also oft schon aus. Auch um Daten einen Weile live zu beobachten ist die App gut geeignet. Um Daten allerdings genauer zu analysieren sind natürlich größere Displays einfach günstiger, hier bietet sich dann doch eine PC-Software oder halt HoboLink mit mehr Darstellungsmöglichkeiten an.

Wie konfiguriert man Bluetooth Datenlogger Hobo MX1105 ?

Der Datenlogger Hobo MX1105 wird im Grunde betriebsfertig geliefert. Das heißt die Batterien sind eingelegt, man muss lediglich die Sensoren anschließen und den Datenlogger mit der App HoboConnect konfigurieren. Wenn ihr die App das erste Mal startet, sucht diese automatisch die Bluetooth-Geräte nach dem Logger ab und verbindet sich. Wenn der Logger korrekt verbunden ist, sollte er in etwa wie im linken Bild abgebildet aufgelistet werden.

Sollte er nicht gefunden werden, so muss er eventuell noch über einen 3 sekündigen Tastendruck  an der oberen Taste des Datenloggers geweckt werden. Wenn ich mich richtig erinnere müsst ihr dann noch die Verbindung bestätigen, also einfach den Bildschirmanweisungen folgen. Wenn diese Verbindung einmal aufgebaut ist, erscheint später der Datenlogger immer ganz automatisch wenn ihr die App öffnet. Wenn Sensoren angeschlossen und konfiguriert sind, dann erscheinen in der Darstellung auch immer gleich die letzten Messwerte aller Kanäle, siehe Bild oben rechts.

Um den Logger erstmalig zu konfigurieren klickt ihr einfach den aufgelisteten Datenlogger an. Anschließend listet euch die App die aktuelle Konfiguration auf dem Display auf. Da es relativ viele Einstellungen sind, müsst ihr den Screen praktisch scrollen um alle Einstellungen prüfen zu können. Ich liste euch die Möglichkeiten mal in Form von einigen Screenshots auf.

Es würde jetzt den Rahmen dieser Vorstellung sprengen die komplette App genau zu beschreiben, daher beschränke ich mich hier auf ein paar wichtige Dinge die euch aber sicher beim Einstieg helfen werden. Genauer könnt Ihr alles in der Bedienungsanleitung zur App nachlesen.
Ihr seht auf den oben Screen unten zwei Buttons. Wenn Ihr den linken Button drückt, dann werden immer die Daten aus dem Datenlogger geladen und auf dem Smartphone gespeichert. Bei diesem Abruf werden übrigens keinen Daten im Datenlogger gelöscht. Das Löschen erfolgt nur beim Ändern der Konfiguration oder wenn es gezielt gewünscht wird.
Über das Hauptscreen-Menü HoboFiles könnt ihr abgerufene Daten anschauen oder exportieren. Der rechte Button erlaubt es die Konfiguration des Datenloggers zu verändern. Und wenn ihr oben rechts die drei Punkte auswählt, dann könnt ihr dort den Datenlogger noch starten, stoppen, Firmware aktualisieren oder  Alarm bei Grenzwerten deaktivieren .
Wenn man den Logger das erste Mal in Betrieb nehmen will, muss man also den Button unten rechts zum Konfigurieren klicken. Danach könnt ihr alle Einstellungen des Loggers nach eigenen Wünschen verändern. Die unteren Bilder zeigen Auszüge aus dieser Konfiguration, die wichtigsten Dinge erläutere ich euch darunter aber auch noch mal kurz.

Hier liste ich euch mal stichpunktartig die Bedeutung der wichtigsten Einstellungsmöglichkeiten auf, damit solltet ihr den Datenlogger in wenigen Minuten konfigurieren und in Betrieb nehmen können:

• Name: Hier kann man dem Datenlogger einen beliebigen Namen zuteilen, der Name taucht später in den Dashboard Darstellungen auf
• Gruppe: Optional kann man einen Gruppennamen zuordnen
• Logging Interval: Hier legt man fest in welchem zeitlichen Intervall der Logger messen und aufzeichnen soll. Ihr könnt hier Stunden, Minuten und Sekunden getrennt eingeben. Das kürzeste Intervall ist eine Sekunde, das längste 18 Stunden.
• Logging Duration: Hier wird euch angezeigt wie lange der Logger voraussichtlich Daten speichern kann bis der Speicher voll ist. Dieser Wert errechnet sich automatisch aus dem zuvor eingegebenen Logging Interval
• Start Logging:  Hier könnt ihr wählen wann der Logvorgang startet,. Entweder sofort, zum nächsten Intervall, bei langem Tastendruck am Logger oder zu einem bestimmten Datum/Zeit
• Stop Logging:  Hier könnt ihr wählen wann das Loggen gestoppt wird. Wahlweise: Wenn Speicher voll, niemals (alte Daten werden überschrieben), wenn Taste am Logger länger gedrückt wird, an bestimmten Datum/Zeit, nach einer bestimmten Zeit
• Logging Mode: Hier kann man die Art des Loggens verändern. Fixed Logging loggt normal zum angegebenen Intervall, Burst Logging loggt ab bestimmten Grenzwerten in anderem Intervall,  Neben den reinen Daten können noch statistische Werte wie Maximum, Minimum, Durchschnitt, Standard Abweichung zusätzlich berechnet und mitgeloggt werden
• Audible Alarm: Hier wird festgelegt ob der Logger bei einzugebenden Alarm-Grenzwerten auch einen akustischen Ton ausgeben soll
• Maintain Visual Alarms Until: Hier wird festgelegt wie der akustische Alarm beendet wird. Folgende Möglichkeiten gibt es: Nur wenn Logger neu konfiguriert wird, wenn Messwerte wieder außerhalb des Alarmbereiches, wenn Taste am Logger gedrückt wird
• Show LCD: Wenn man das LCD am Logger nicht benötigt, kann man es hier deaktivieren um noch längere Batterielaufzeiten zu erreichen. Per Taste kann auch ein ausgeschaltetes Display wieder aktiviert werden
• Bluetooth Always On: Normalerweise ist Bluetooth immer an, hier kann es deaktiviert werden um noch längere Batterielaufzeiten zu erreichen. Per Taste kann auch ein ausgeschaltetes Bluetooth wieder aktiviert werden
• Upload Data via: Wenn man auch Daten in die Hobo Clou für HoboLink hochladen möchte, kann man hier festlegen ob das mit dieser App oder mit einem Gatway erfolgen soll
• Sensor Setup: Das Sensor Setup gehört zu den wichtigsten Einstellungen, daher unten noch mal drei Bilder. Für jeden Kanal muss man hier festlegen was für einen Sensor man angeschlossen hat. Benutzt man einen fertigen Standard-Sensor des Herstellers, so kann man den jeweiligen Sensor in einem Auswahlfeld wählen. Anschließend muss man noch einen Namen festlegen, welcher auch in Diagrammen und Anzeigen erscheint. Wenn man eigene Sensoren bastelt, dürfte man in den meisten Fällen hier einfach ein 2,5V Kabel auswählen. Unter “Scale” kann hier eine eigene Skalierung und Messgröße festgelegt werden. Es kann ein beliebiger Ober- und Unterwert (auch im negativen Bereich)  festgelegt werden. Die Spannungsmesswerte von 0 bis 2,5V werden dann praktisch in eure Maßeinheiten umgerechnet und gespeichert. Es können unter Unit sogar 3 Buchstaben als Kürzel für eure Messeinheit gespeichert werden. Als letztes kann man hier optional auch noch untere und obere Grenzwerte festlegen ab denen der Logger akustisch und/oder visuell einen Alarm ausgibt.

Ich denke mit der Beschreibung der Einstellungsmöglichkeiten habt ihr eine gute Vorstellung was der Datenlogger alles kann. Auch die ersten Schritte in der App und die grundsätzliche Bedienung dürfte euch jetzt nicht mehr schwer fallen. Anschließend zeige ich euch noch kurz wie man eigene Sensoren für größere Spannungs- und Strombereiche sehr leicht und sehr günstig selber bauen kann.

Sensor für Spannungsbereich von 75V selber bauen

Die gängigen Spannungssensoren die zum Datenlogger MX1105 erhältlich sind, können leider nur bis 24 Volt messen. Möchte man höhere Spannungen messen, beispielsweise an einer Photovoltaik-Solaranlage oder an einem 48 V Akku, dann braucht man natürlich einen größeren Spannungsbereich. Einen solchen Sensor kann man natürlich ganz leicht selbst basteln, dazu kauft man sich im Datenlogger-Shop lediglich ein Standard-Kabel (nennt sich 2,5V Kabel). Mit zwei Widerständen kann man jetzt leicht nach dem ohmschen Gesetz einen Spannungsteiler berechnen der praktisch jeden beliebigen Messbereich zulässt. Am einfachsten ist es wenn man den Spannungsteiler aus einem Poti (besser Spindeltrimmer) und einem Vorwiderstand aufbaut, unten seht ihr das Schaltbild.

Das Verhältnis der beiden Widerstandswerte zueinander bestimmt auch das Verhältnis von Ein- und Ausgangsspannung eines Spannungsteilers. Wenn wir also bis 75V messen wollen, müssen wir die Widerstände so berechnen dass am Ausgang 2,5V anliegt wenn am Eingang die maximale Spannung (hier 75V) anliegt. Die 2,5V am Ausgang dürfen niemals überschritten werden da ansonsten der Datenlogger beschädigt werden könnte.
Da der Datenlogger selbst einen sehr großen Innenwiderstand besitzt, sind wir bei der Auswahl der Widerstände sehr frei. Da wir einen Spindeltrimmer einsetzen brauchen wir auch keine Präzisionswiderstände, wir können den Messbereich ja über den Trimmer leicht abgleichen.
Für meinen Messbereich von 75V nehme ich daher für Rv einen Widerstand von 100 KOhm. Als Spindeltrimmer kann ich dann gut ein 5 KOhm Wert nutzen (gibt es bei Reichelt*). Je nach Abgleich könnte man mit dieser Kombination sogar noch deutlich höhere Messbereiche einstellen, da wir das Widerstandsverhältnis durch Drehen am Trimmer noch sehr stark verändern können.
Um die Poti und Widerstand nicht in der Luft verdrahten zu müssen, nutze ich ein kleinen Rest einer Lochrasterplatine, zum Verdrahten der Widerstände mit dem Datenlogger-Kabel (siehe Bild unten). Achtet beim 2,5V Datenlogger Kabel auf die richtige Belegung:

• Schwarz = Masse (Minus)
• Weiß = die zu messende Spannung (immer Positiv)
• rot = diesen Pin brauchen wir gewöhnlich nicht. Hier liefert der Datenlogger einen Datenimpuls kurz bevor er misst, manche Sensoren können das nutzen)

Bevor ihr den Spannungsteiler an den Datenlogger anschließt solltet ihr ihn unbedingt erst genau mit einer Spannungsquelle abgleichen. Am einfachen wäre es natürlich mit einer Spannungsquelle die genau die maximale Spannung liefert, in unserem Fall 75V. In diesem Fall schließt ihr am Ausgang des Spannungsteilers (Klinkenstecker des Kabels) einfach ein Multimeter* an. Danach dreht ihr am Spindeltrimmer* solange, bis ganz genau 2,5V am Ausgang anliegt. Dann ist unser Sensor praktisch fertig und kann genau von 0 bis 75V messen. Wenn ihr keine genaue 75V Spannung parat habt, kann man die Spannungen natürlich auch mit einem Dreisatz runterrechnen. Wir nehmen also einfach 30V, das kann fast jedes Labornetzteil. Wenn am Eingang 30V anliegt, dann müssen wir den Spindeltrimmer natürlich so einstellen, dass am Ausgang genau 1V anliegt (siehe Bilder oben). Auch dann ist unser Messbereich bis 75V abgeglichen.

Die kleine Platine im Kabel kann man dann nach eigenen Vorstellungen entweder mit Isolierband schützen oder in ein kleines Gehäuse bauen. Ich habe mir fix mit meinem 3D-Drucker ein kleines Gehäuse gedruckt. Zusätzlich habe ich dieses dann noch halb mit schnellhärtendem Epoxidharz* ausgegossen. Dies schützt die Elektronik und die Platine kann auch nicht oxidieren. Zudem ergibt sich dadurch auch gleich eine optimale Zugentlastung. Beim Eingießen des Epoxidharzes muss man nur darauf achten dass man die Schraube des Spindeltrimmers nicht übergießt, diese lässt man am besten frei um später weiterhin Umjustierungen für andere Messbereiche zu erlauben.

Nach 2 bis 3 Stunden ist das Epoxid gewöhnlich hart und wir können unser neues Messkabel an den Datenlogger anschließen. Über die App HoboConnect kann dann der neue Sensor benannt und dessen Skalierung angegeben werden. Als Kabel wählt man hier also ein 2,5V Kabel und bei der Skalierung gibt man als höchsten Messwert 75V und als niedrigsten Wert 0V an. Zusätzlich kann man noch drei Buchtstaben für die Einheit angeben, ich nutze die Buchstaben “Vba” wobei “ba” bei mir für Batterie steht weil ich mit dem Sensor vorwiegend die Batteriespannung einer Solaranlage überwachen will. Ist der Sensor einmalig konfiguriert, kann das Loggen los gehen!

Möchte man mehrere Spannungen dieser Größenordnung messen, so kann man sich diesen Sensor natürlich auch vier mal bauen und gleichzeitig alle vier an den Datenlogger anschließen. Die Spannungskurven kann man später alle in einem oder in getrennten Diagrammen darstellen.

Sensor für DC-Strommessungen bis 35A

Natürlich kann man sich auch Sensoren für die Strommessungen selber bauen. Für diesen Zweck gibt es zwar schon sehr gute Sensoren fertig zu kaufen, jedoch sind diese sehr teuer. Wenn man sich so einen Sensor selber baut zahlt man nur einen Bruchteil der Kosten, mit ca. 30 Euro kommt man schon hin. Da ich Batterieströme zu einem kleineren Wechselrichter messen will, reicht mir hier ein Messbereich bis 35A. Die einfachste Möglichkeit so einen Strom-Sensor zu bauen wäre ein Shunt-Widerstand  *, an dem man mit dem Datenlogger die abfallende Spannung misst. Da der Hobo Datenlogger einen hohe 16 Bit Auflösung hat, könnte man die Verluste mit einem 75mV Shunt (siehe hier*) auch noch sehr klein halten, so dass man sogar bis 100A messen könnte. Ich habe mich dennoch für einen Hallsensor vom Typ WCS1800* entschieden. Dieser hat den Vorteil dass praktisch keinerlei Verluste und somit auch keinen Wärme entsteht. Die genaue Funktionsweise und Beschaltung dieses und ähnlicher Strom-Sensoren habe ich im Artikel zur Strommessung schon genau beschrieben, daher hier nur eine einfache Skizze der Beschaltung.

Bei dem Modul WCS1800 muss die zu messende Leitung einfach nur durch den Hallsensor geschoben werden, der Strom wird hier über das Magnetfeld gemessen. Das Modul muss auch mit einer Betriebsspannung von +5V versorgt werden, zur besseren Übersicht habe ich diese Leitung oben nicht eingezeichnet Die Ströme werden als Spannung vom Modul WSC1800 ausgegeben. Da die Spannung allerdings bis zu 5V hoch werden kann, müssen wir diese wieder über einen Spannungsteiler halbieren. Dafür verwende ich die Widerstände R1 und R2, welche jeweils 10kOhm besitzen. In die Mitte setze ich wieder ein Spindeltrimmer um später die Messung einmal genauer kalibrieren zu können. Ich habe hierzu wieder ein 5 KOhm Spindeltrimmer verwendet da ich diesen noch da hatte. Empfehlen würde ich euch aber einen etwas niedrigeren Wert von ca. 1 KOhm, dadurch könnt ihr es noch etwas leichter justieren, da Drehbewegungen den Messwert noch langsamer ändern.

Das Ganze habe ich dann wieder auf einem Stück Lochraster verlötet und mit einem normalem 2,5V Datenlogger-Messkabel verbunden. Die Platine habe ich dann etwas isoliert und wieder in ein kleines Gehäuse gesetzt. Das Gehäuse habe ich mir wieder schnell mit Sketchup gezeichnet und mit meinem 3D-Drucker mit PETG-Filament* ausgedruckt. Auch das habe ich dann wieder etwas mit schnell aushärtendem Epoxidharz* ausgegossen damit es nicht verschmutzt oder oxidiert.  Auch hier darf man natürlich nicht zu hoch gießen, die Trimmer-Schrauben und der Hallsensor -Durchlass müssen natürlich frei bleiben.

Auch der Stromsensor muss natürlich kalibriert werden Da der Hallsensor Ströme in beide Richtungen messen kann, ist seine normale Ausgangsspannung vor dem Spannungsteiler etwa 0 bis 2,5V hoch  wenn der Strom rückwärts fließt, beispielsweise wenn ein Akku geladen wird. Fließt der Strom in die korrekte Richtung, dann gibt der Sensor 2,5 bis 5V aus. Nach dem Spannungsteiler am Klinkenstecker verschieben sich diese Bereiche in etwa nach 0 bis 1,25 und 1,25 bis 2,5V, versteht sich. Das bedeutet in der Praxis dass der Spannungsteiler bei 0A, also wenn gar kein Strom fließt immer die Mittelspannung 1,25V ausgeben muss. Wenn wir am Klinkenstecker die Spannung messen, müssen wir also einfach auf 1,25V kalibrieren wenn überhaupt kein Strom fließt, das ist recht einfach.
Jetzt ist der Sensor bereits fertig und kann an den Datenlogger angesteckt werden. Wie schon beim Spannungssensor müssen  wir auch den Kanal des Stromsensor wieder beim Datenlogger mit der App HoboConnect konfigurieren. Das erfolgt ganz ähnlich wie oben beschrieben, also auch hier müssen wir das 2,5V Kabel auswählen , dem Sensor einen Namen geben und bis zu drei Buchstaben für eine Einheit angeben. Wichtig ist jetzt aber die Skalierung, hier müssen wir als oberen Wert 35 angeben. Als unteren Wert darf aber jetzt nicht 0  angegeben werden, hier müssen wir nämlich -35 angeben, also eine negative Zahl.  Dadurch kann auch der Datenlogger immer in zwei Stromrichtung messen. Die umgekehrte Stromrichtung erkennt man später immer an negativen Stromwerten.
Das war es eigentlich, jetzt können wir auch unseren Strom-Sensor nutzen. Anzumerken ist, dass kleine Ungenauigkeiten, z.B. zwei Stellen hinter dem Komma bei der Strommessung in der Praxis normal bei diesem Sensor scheinen. Da diese aber gewöhnlich im Milliampere Bereich liegen, kann man meistens gut damit leben. Die Messgenauigkeit ist hier natürlich auch abhängig von der Stabilität und Genauigkeit der 5V Hallsensor-Betriebsspannung. Ich nutze dazu übrigens einen DC-DC-Wandler*, was für meine Zwecke von der Genauigkeit völlig ausreichend war.

 

Sensor für noch höhere DC-Strommessungen bis 100A

Wenn 35 Ampere für euren Zweck nicht ausreicht, dann könnt ihr nach obigen Prinzip auch leicht einen 70A oder 100A Messbereich realisieren. Für diesen Zweck geht ihr genauso wie oben beschrieben vor, jedoch nehmt ihr einfach statt dem  WCS1800 ein WCS1700 für den Messbereich bis 70A oder ein WCS1600 für den Messbereich 100A.

Letzte Aktualisierung am 26.07.2024 / * Affiliate Links 

Die Anschlussbelegung und Bauform ist genau gleich. Ihr könnt das genauso aufbauen und auf 1,25 Volt kalibrieren wie ich es oben erläutert habe. Das einzige was ihr anders machen müsst ist später die Skalierung in der App HoboConnect. Je nach Sensor müsst ihr hier natürlich andere Werte für den Maximum- und Minimum-Wert angeben. Ich habe mir beispielsweise noch einen 70A Sensorkabel für den Datenlogger gebastelt, da habe ich dann das Modul WCS1700 eingesetzt. Für die Skalierung haben sich bei mir die Werte +75 und -75 bewährt.
Auch für diesen Sensor habe ich ein kleine Gehäuse mit dem 3D-Drucker gedruckt. Hier habe ich die Lochrasterplatine mit dem Spannungsteiler neben dem Sensor im Epoxidharz* eingegossen, natürlich hätte ich auch gleiche Gehäuse wie oben verwenden können.

 

So das soll es erst mal zum Thema Datenlogger gewesen sein. Ich hoffe ich konnte vermitteln was so ein Datenlogger kann und was man alles damit machen kann. Ich persönlich habe ihn bei meiner Solaranlage als zusätzliche Überwachung im Einsatz (siehe Bild unten). Ich kann dadurch sehr gut den Gesundheitszustand von meinem 5000 Wh Akku kontrollieren und verschiedene Parameter wie Wechselrichterleistung optimieren. So nutze ich beispielsweise im Sommer andere Parameter als im Winter um immer nahe 100% Eigenverbrauch bei schonender Akku-Verwendung (wenig Zyklen) zu gewährleisten.

Man braucht dazu zwar nicht unbedingt einen Datenlogger, jedoch erleichtert er schon die Optimierung. Ich bin auf jeden Fall sehr zufrieden mit dem Datenlogger Hobo MX1105 von Onset, ich kann ihn nur empfehlen. Er ist unkompliziert und sehr einfach und schnell verwendbar.
Auch die App HoboConnect funktioniert im Alltag sehr zuverlässig und stabil. Lediglich ein Bug ist mir aufgefallen, es kann bei deutschen Nutzern passieren dass nach Auswahl des 2,5V Kabels im Sensor-Setup Dialog die App hängen bleibt. Sollte das bei euch auch der Fall sein, dann wählt einfach das 5V Kabel aus und schließt dennoch das 2,5V Kabel an. Das hat keinerlei Nachteil da ihr die Messwert-Skalierung ja sowieso meistens ändern werdet. Den Bug habe ich aber auch gemeldet, der Hersteller hat den Bug bestätigt und mitgeteilt dass er diesen durch ein Update im Playstore behebt.
Sollte euch das Thema Solarenergie / Akku / Elektrik oder 3D-Druck interessieren, dann möchte ich euch neben dieser Seite auch die Tüftler-Seite und meine YouTube-Kanäle empfehlen. Hier berichte ich immer wieder mal über derartige Themen. Die  YouTube Kanäle könnt ihr natürlich auch  kostenlos abonnieren (Kanal DIY & TECHNIK und  Kanal Tueftler) wenn ihr nichts verpassen wollt. Unten stelle ich euch noch die STL-Downloads für die gezeigten Gehäuse zur Verfügung, falls ihr ähnliches bauen wollt. Sollte noch Fragen offen geblieben sein, so könnt ihr gerne in einem Kommentar nachfragen. Zu diesem Beitrag und dem Datenlogger könnt Ihr Euch übrigens in meinem Kanal auch noch ein Video anschauen, hier der Link.

Autor Frank

 

Wichtige Werkzeuge und Materialien die im Beitrag gezeugt werden

• Onset Datenlogger-Hobo-MX1105
• 2,5V Messkabel für Datenlogger
• Shunt-Widerstand*
• Hallsensor WCS1700 (bis 70A)  Amazon* / Ebay*
• Hallsensor WCS1800 (bis 35 A   Amazon* / Ebay*
• DC-DC-Wandler von 12 bis 58V nach 5V*
• Schnell härtendes Epoxidharz*
• PETG Filament Orange*
• 3D-Drucker Mingda Magician x*
• Elektronisch Last für Belastungstest und Kapazitätsmessungen
• Oszilloskop-Multimeter  MDS8207 (nützlich wenn man Sinuskurve am Wechselrichter prüfen will) – Amazon*  oder AliExpress*
• Multimeter Stromzange UNI-T UT203 – Amazon*
• Digitales Labornetzteil Uni-T UTP1306S* gibt es auch bei AliExpress*

Links zum Thema

• Video Tutorial zum Datenlogger MX1105
• Bezugsquelle Datenlogger-Hobo-MX1105 Datenlogger Store
• Deutsche Bedienungsanleitung  zum Hobo-MX1105 Datenlogger
• Quickstart Deutsch Datenlogger MX1105
• Anleitung App HoboConnect
• HoboLink – Cloud für Datenlogger MX1105
• Tutorial: Hohe Ströme mit Hallsensor WCS1600, WCS1700 und WCS1800 überwachen
• Datenblatt Winson WCS1600 Hallsensor
• Datenblatt Winson WCS1700 Hallsensor
• Datenblatt Winson WCS1800 Hallsensor
• Hall Effekt Wikipedia
• Bezugsquelle WCS1700 (bis 70A)  Amazon* / Ebay*
• Bezugsquelle WCS1800 (bis 35 A   Amazon* / Ebay*
• Bezugsquelle WCS1800 (bis 100A) Ebay*
• Lithium-Eisenphosphat Akku ( LiFePO4) bauen