DIY-ESP32-S3-Sauerstoffanalyse

Nitrox-Analysegerät mit ADS1115 bauen

Diese Werkbank-Anleitung beschreibt die Bauteile, Millivolt-Messkette, LilyGo-Pins, mechanische Montage, Browser-Installation und Erstprüfung.

DIY-Aufbau sorgfältig prüfen

Vor dem Einschalten jede Verbindung, Polarität und Zugentlastung prüfen. Eine galvanische O2-Zelle niemals speisen. Das fertige Gerät erst nach Kalibrierung und unabhängiger Verifikation für Tauchanalysen einsetzen.

Stückliste

Bauteile für den LilyGo-Aufbau

Für das gedruckte Gehäuse die blanke LilyGo-Platine ohne Stiftleisten verwenden. Die Akku-Polarität an der Buchse messen und nicht aus der Kabelfarbe ableiten.

Elektronik

  • LilyGo T-Display S3
  • ADS1115 16-Bit-ADC
  • Galvanische O2-Zelle mit passendem Stecker
  • Einzelliger 3,7-V-LiPo mit passendem 1,25-mm-Stecker
  • 6-mm-Kurzhubtaster
  • 22-kΩ- und 10-kΩ-Widerstand

Mechanik

  • Gedruckter Gehäusesatz
  • Zwölf Magnete 6 × 3 mm
  • M2-Schrauben und M2-Gewindeeinsätze passend zur Gehäuserevision
  • Kurze isolierte Litzen
  • Schrumpfschlauch, Lötmaterial und Zugentlastung
  • Optional Niimbot B1/B21

Pinbelegung

ADS1115, Zelle, Taster und USB-Erkennung

O2-Zelle + / −
ADS1115 A0 / A1
ADS1115
3,3 V, GND; ADDR an GND
I2C
GPIO17 SCL, GPIO18 SDA
Taster
GPIO3 nach GND
USB-Erkennung
5 V → 22 kΩ → GPIO13 → 10 kΩ → GND
Akku
BAT+ / BAT− über passenden Stecker

Messsignal schützen

  • Zellenleitungen kurz halten.
  • Abstand zu USB- und Akkuleitungen halten.
  • A0/A1-Polarität prüfen.
  • Zellenstecker mechanisch entlasten.
  • 5 V niemals direkt mit GPIO13 verbinden.
  • ADDR des ADS1115 mit GND verbinden.
Schaltbild für LilyGo T-Display S3, ADS1115 und galvanische O2-Zelle
Die galvanische Zelle erzeugt das Messsignal selbst. Sie wird nur an den differentiellen ADC-Eingang angeschlossen.
Innenansicht eines fertigen Nitrox-Analysegeräts mit Sauerstoffzelle, ADS1115, LilyGo-Platine, Verdrahtung, Taster, Akku und gedrucktem Gehäuse

Innenansicht

Bauteilplatzierung und Kabelführung

Der fertige Aufbau zeigt, wie die Hauptbauteile in das Gehäuse passen. Für die genauen elektrischen Verbindungen gilt das Schaltbild oben. Detaillierte Baufotos folgen.

Montagereihenfolge

Vom trockenen Einpassen bis zur Gasprüfung

  1. Gehäuse vorbereiten.Gewindeeinsätze kontrolliert einsetzen und die Polarität aller Magnete vor dem Einpressen prüfen.
    Nitrox-Gehäuse mit Magneten
    Gehäuse, Einsätze und Magnete
  2. Elektronik trocken einpassen.LilyGo, ADS1115, Zellenstecker, Akkuanschluss und Taster ohne Löten positionieren. Display, USB-C, Gasöffnung und Deckelspiel prüfen.
    Zwei montierte Nitrox-Analysegeräte
    Passung vor der Verdrahtung
  3. ADS1115 verdrahten.3,3 V, GND, GPIO17 SCL und GPIO18 SDA verbinden; ADDR an GND. Danach jede Leitung elektrisch prüfen.
    ADS1115-Verdrahtung
    I2C und differentielle Zelleneingänge
  4. Zelle, Taster und Spannungsteiler anschließen.Zelle an A0/A1, Taster zwischen GPIO3 und GND sowie den 22-kΩ/10-kΩ-Teiler an GPIO13 verdrahten. Alles isolieren und entlasten.
    Vor dem Einschalten Durchgang und Kurzschluss prüfen
    Signal- und Steuerleitungen
  5. Erst per USB starten.Ohne Akku einschalten, ADS1115-Erkennung und Temperatur prüfen. Bei Erwärmung, Geruch oder instabilem Strom sofort trennen.
    Anzeige des Nitrox-Analysegeräts
    Erster Firmware-Start
  6. Akku zuletzt verbinden.Polarität an Buchse und Stecker messen, dann den LiPo einsetzen. Ähnlich aussehende Stecker können gegensätzlich belegt sein.
    BAT+ und BAT− mit dem Messgerät bestätigen
    Akkusicherheit
  7. Firmware einrichten.Weboberfläche öffnen, Namen, MOD-Grenzen und optional den Niimbot-Drucker einstellen.
    Weboberfläche des Nitrox-Analysegeräts
    Konfiguration im lokalen Browser
  8. Kalibrieren und unabhängig prüfen.In sauberer Luft stabilisieren, einmal auf die 21,0-%-Referenz kalibrieren, mit bekanntem Gas oder vertrauenswürdigem Gerät vergleichen und ein Testetikett prüfen.
    Niimbot-Drucker mit Nitrox-Etikett
    Anzeige und Etikett vergleichen