Präzise Druck- & Luftstrommessung mit analogem Sensor und Arduino

Komponenten und Materialien

• 1 × NXP MPXM2053GS Differenzdrucksensor
• 1 × Analog Devices AD623ARZ Instrumentationsverstärker (SO-8, 100 kHz)
• 1 × Keramikkondensator 0,1 µF
• 1 × Elko 10 µF (Entkopplung)
• 1 × Adafruit 16×2 LCD (weiß auf blau, I2C)
• 1 × Arduino UNO

Benötigtes Werkzeug

• Lötkolben

Projektbeschreibung

Dieses Projekt zeigt, wie man mit einem analogen Differenzdrucksensor (MPXM2053GS) und einem Instrumentationsverstärker (AD623) die Luftströmungsgeschwindigkeit in m/s misst. Der Sensor liefert ein kleines differentielles Spannungssignal, das vom AD623 verstärkt wird. Der Arduino liest den verstärkten Wert über A0 ein, mittelt 2500 Messwerte und berechnet daraus die Strömungsgeschwindigkeit.

Die Kalibrierung erfolgt über eine lineare Gleichung, die an den verwendeten Lüfter angepasst werden muss. Für präzise Messungen ab 0 m/s ist eine charakteristische Kurve (Kalibriskurve) erforderlich.

Code

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// I2C-Adresse 0x27, Pin-Belegung: en=2, rw=1, rs=0, d4=4, d5=5, d6=6, d7=7, bl=3
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

float CurrentReading, Sum, Average;
const float MeasuresN = 2500; // Anzahl Messwerte für Mittelwert
float Flow;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  Sum = 0;
  for (int i = 0; i < MeasuresN; i++) {
    CurrentReading = analogRead(A0);
    Sum += CurrentReading;
    delay(1);
  }
  Average = Sum / MeasuresN;

  // Lineare Kalibrierung – anpassen an Ihre Sensorik!
  Flow = (Average - 68.0) * 0.265 + 2.7;

  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Sensor: ");
  lcd.print(Average);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Airflow: ");
  lcd.print(Flow);
  lcd.print(" m/s ");
  delay(5);
}

Schaltplan

Der MPXM2053GS wird über den AD623 an A0 des Arduino angeschlossen. Die Versorgungsspannung (5 V) und Masse werden geteilt. Entkopplungskondensatoren (10 µF + 0,1 µF) nah am AD623 platzieren. Das LCD wird über I2C (A4/A5) angebunden.