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Der PostLogger

Ist es nicht interessant zu wissen, was mit einem Paket während seiner Beförderung passiert? Genau für diesen Zweck wurde dieser Postlogger entwickelt. Er lässt sich in ein beliebiges Paket einbauen und zeichnet während dessen Beförderung durch die Post die Temperatur des Pakets, die Helligkeit sowie die Erschütterungen auf. Mithilfe eines optionalen Lagesensors lassen sich zudem 22 Positionen unterscheiden, in denen das Paket liegen kann.

Postlogger

Alle 5 Sekunden werden die Messwerte von Temperatur, Helligkeit, Erschütterungen und Lage erfasst. Diese werden in einem 512 Kilobyte großem Speicher abgelegt, welcher für über 6 Tage ausreichend Platz bietet. Auslesen lässt er sich mit dem Flash-EPROM-Programmiergerät. Der Inhalt des Flash-EPROMs wird anschließend mit dem PostConverter ausgewertet, so dass die Daten mit Excel weiterverarbeitet werden können.

Die Schaltung weist einen sehr geringen Stromverbrauch von unter 8 mA auf, wodurch das Mignon-Akkupack gut eine Woche reicht. Der Postlogger besitzt einen 6-Kanal 10-Bit AD-Wandler und sechs zusätzliche digitale Eingänge (z.B. für Lagesensor). Zusätzlich steht noch ein analoger Komperator zur Verfügung, an welchen der Erschütterungssensor angeschlossen ist.

Die Platine des Postloggers

Dieses Bild zeigt die Platine des Postloggers. Ganz rechts der AT90S2333 Microcontroller, der die Messdaten erfasst. Dieser gibt sie seriell an den AT90S4414 Microcontroller in der Mitte weiter, welcher sie in den Flash-EPROM (ganz links) schreibt. Die zwei Quarze (vorne und hinten) erzeugen die Taktfrequenz für die beiden Microcontroller. Die rote Leuchtdiode blinkt kurz in längeren Abständen, um die einwandfreie Funktion des Geräts anzuzeigen.

Beide Microcontroller lassen sich mit dem AVRISP 1.1 In-System Programmiergerät programmieren. Die verwendete Software des Postloggers stammt von Fridgesoft.

Ansicht von hinten

Um Strom zu sparen, werden die beiden Microcontroller mit relativ niedrigen Frquenzen getaktet, die Kontroll-LED blinkt nur kurz und als Spannungsregler wurde die 100 mA-Variante des 7805 gewählt, die eine geringere Verlustleistung aufweist. Zusätzlich werden alle drei Chips nach jedem erfassten Messwert per Software in den Standby-Modus geschaltet. Durch dieses Maßnahmen konnte die mittlere Stromaufnahme der Schaltung auf unter 8 mA gedrückt werden.

Lage- und Erschütterungssensor

Dieses Bild zeigt den Lagesensor (oben) und den Erschütterungssensor (unten).

Der Lagesensor besteht aus 6 kleinen Drucktastern, die in seinem Gehäuse würfelförmig angeordnet wurden. In der Mitte dieses "Würfels" befindet sich ein Blei-Ball von ca. 300g, der durch sein Gewicht je nach Lage des Pakets einen bis maximal drei dieser Schalter betätigen kann. Der war nur bei einer der Aufzeichnungen angeschlossen, weil er durch sein Gewicht und seine Größe vergleichsweise viel Porto kostet.

Um einen Ersatz für den relativ schweren Bleiball zu finden, habe ich Experimente mit Quecksilberschaltern durchgeführt. Diese haben sich jedoch nicht bewährt, da sie in Querlage keinen definierten Zustand haben, woraus sich leider kein brauchbares Signal erzeugen ließ.

Der Erschütterungssensor besteht aus einem Piezo-Lautsprecher, wie er auch in Melodie-Modulen eingesetzt wird. Diese Lautsprecher haben die Eigenschaft, bei mechanischer Belastung relativ hohe Spannungen (bis mehrere Volt) zu erzeugen, wobei die Polarität der Richtung der Verformung entspricht. Für den Erschütterungssensor wurde nun ein kleines Bleigewicht an einem sochen Piezo-Lautsprecher befestigt. Dadurch wurde es möglich, selbst geringste Erschütterungen wahrzunehmen.

Testweise habe ich den Erschütterungssensor einmal in meinem Zimmer auf den (Teppich-)Boden gelegt, und man konnte im Flur nicht unbemerkt vorbeilaufen!

Ein typisches Diagramm des Postloggers gibt es hier. Es ist entstanden, als ich den Postlogger als "Warensendung" (genau wie im ersten Bild zu sehen) vom Konstanzer Hauppostamt an meine Adresse in Allensbach schickte und zeigt die Umgebungshelligkeit, die Temperatur sowie die Erschütterungen. Der Lagesensor war bei diesem Experiment nicht angeschlossen.