Community Environmental Observation Network

Entwicklung eines freien Sensor Netzwerks das auf einem freien Design Datenrekorder basiert und die Implementierung einer Plattform für den Austausch und die Auswertung von Umweltdaten.

Das Project Community Environmental Observation Network (CEON) widmete sich der Entwicklung eines freien Netzwerks zur Sammlung von Umweltdaten (z.B.: Bodenerschütterungen oder meteorologische Daten). Es wurde ein Proof-of-Concept eines Systems für die seismische Datenakquisition entwickelt, das auf Open Hardware Komponenten und freier Software beruht.

Der entwickelte Prototyp des seismischen Datenrekorders basiert auf dem Arduino Mega2560 Microcontroller-Board und dem BeagleBone Black Single-Board Computer. Die meiste Entwicklungsarbeit wurde dem Entwurf einer empfindlichen Analog-Digital-Wandler Komponente gewidmet, die wissenschaftlichen Ansprüchen in der Datenakquisition entspricht. Es wurden 4 stapelbare elektronische Platinen (Printed Circuit Board, PCB) für den Arduino Mega2560 entworfen:

Power Supply Shield (PSS)

Dieses PCB übernimmt die Konditionierung und Erzeugung der notwendigen Spannungen für die Energieversorgung.

GPS Timing Shield (GTS)

Das GPS Timing Shield beinhaltet ein ublox LEA-6T GPS Modul das hauptsächlich für die Erzeugung eines GPS disziplinierten Taktsignals für die Analog-Digital Wandlung verwendet wird. Ausserdem wird das Puls-Per-Second (PPS) Signal für die Zeitstempel der aufgezeichneten Daten verwendet.

ADC Main Shield (AMS)

Mit diesem PCB wird die analog-digital Wandlung umbesetzt. Es wird der Texas Instruments ADS1274 analog-digital Wandler. Der ADS1274 ist ein 4-Kanal Delta-Sigma ADC mit 24 Bit Auflösung.

Analog Interface PGA Shield (AI-PGA)

Das AI-PGA Shield wird für die Vorverarbeitung der analogen Sensordaten verwendet. Es beinhaltet einen Verstärker (Programmable Gain Amplifier, PGA) und einen 5-poligen Anti-Aliasing Filter. Als PGA wird der Texas Instruments PGA281 verwendet.

Visuelle Dokumentation