IOT WiFi Flower Feuchtigkeitssensor (batteriebetrieben) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

In diesem anweisbaren zeigen wir, wie man WiFi-Feuchtigkeits- / Wassersensor mit einem Batteriestandsmonitor in weniger als 30 Minuten baut. Das Gerät überwacht einen Feuchtigkeitsgehalt und sendet Daten in einem ausgewählten Zeitintervall über das Internet (MQTT) an ein Smartphone. Verwenden Sie eine beliebige mobile MQTT-App, um die Daten zu empfangen und zu visualisieren. Das Gerät wird mit 2xAAA-Batterien (oder einer einzelnen AAA-Batterie) betrieben, wenn es richtig konfiguriert ist, kann es jahrelang halten. Es verbindet sich über das Wi-Fi-Netzwerk mit dem Internet über das Things On Edge Cricket Wi-Fi-Modul, sodass Sie keinen zusätzlichen IoT-HUB benötigen.

Lieferungen

Bevor Sie beginnen, stellen Sie bitte sicher, dass Sie über die folgenden Komponenten verfügen:

1. Cricket-WLAN-Modul (https://www.thingsonedge.com)
2. Bodenfeuchtesensor
3. 6-Wege-Klemmenblock
4. 2xAAA-Batterien (entweder AAA oder AA)
5. AAA-Batterien (entweder AAA oder AA)
6. 3x weibliche/weibliche Überbrückungsdrähte

Wenn Sie bereit sind, fangen wir an

Schritt 1: Montage

Jetzt müssen Sie die Batterien und den Feuchtigkeitssensor mit den folgenden Schritten an das Cricket-Modul anschließen:

1. Schließen Sie die Batterie VCC / + (rotes Kabel) an den BATT-Port von Cricket an HINWEIS: Das Cricket-Modul kann entweder mit AA- oder AAA-Batterien betrieben werden
2. Schließen Sie den Sensor VCC / + (grünes Kabel) an den 3V3-Port von Cricket an. HINWEIS: Der 3,3-V-Port liefert stabile 3,3 V unabhängig vom Batteriespannungspegel
3. Verbinden Sie das analoge Signal AOUT des Sensors (gelbes Kabel) mit dem IO2-Port von Cricket. HINWEIS: Dieser Port kann als analoges Signal konfiguriert werden. Die Daten werden an Ihr Smartphone gemeldet
4. Verbinden Sie den Sensor GND / (-) (blaues Kabel) mit dem GND-Port von Cricket
5. Verbinden Sie die Batterie GND / (-) (schwarzes Kabel) mit dem gleichen Cricket GND-Port

Gut gemacht, Sie haben das Gerät erfolgreich zusammengebaut!

Bevor Sie das Gerät verwenden können, muss es im Developer Portal konfiguriert werden. Bitte gehen Sie zum nächsten Abschnitt.

Schritt 2: Konfigurieren Sie Ihr Gerät im Entwicklerportal

Sie konfigurieren das Gerät vollständig OTA (Over The Air) auf Things On Edge - Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com). Die Konfiguration wird von Cricket über das Internet abgerufen, wenn es mit Ihrem WLAN verbunden ist (siehe nächster Abschnitt).

Jetzt konfigurieren wir es zuerst. Für den Feuchtigkeitssensor wird empfohlen, die folgende Konfiguration einzustellen:

• IO2 als Analogeingang einstellen
• Melden Sie den Feuchtigkeitsgehalt alle 2 Stunden - Ihr Gerät wird mehr als 2 Jahre lang mit 2xAAA-Alkalibatterien betrieben.

1. Öffnen Sie das TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) von einem beliebigen Browser aus, entweder vom PC oder Mobilgerät. Sie müssen sich beim Entwicklerportal registrieren/anmelden, um das Gerät in Ihrem Konto zu aktivieren und zu konfigurieren. Sonst funktioniert das Gerät nicht.

2. Nach erfolgreicher Anmeldung / Registrierung müssen Sie auf "Neues Gerät hinzufügen" klicken, um Ihr Gerät im System zu aktivieren. Sie müssen die eindeutige Seriennummer verwenden, die auf einem Aufkleber auf der Rückseite von Cricket aufgedruckt ist.

   WARNUNG: Sie dürfen die Seriennummer nur für sich behalten. Teilen Sie es nicht mit anderen. Die Seriennummer ist ein privates MQTT-Kommunikationskonto zwischen Ihrem Gerät und einem Smartphone oder einem anderen Internetdienst. Mit anderen Worten, halten Sie es so geheim wie eine PIN zu einer Kreditkarte.

   Jetzt können Sie Ihr Gerät konfigurieren.

3. Stellen Sie die folgende Konfiguration ein:RTC: ON

   RTC-Einheiten: Sekunden (wird später geändert)

   RTC-Einheitenwert: 30 (wird später geändert)

   IO2: Analogeingang

   IO3: Aus

   Batterieüberwachung: Ein

   Batterieteiler: 0

   Temperatursensor: Aus

   Updates erzwingen - IO1 Wake Up: Ein (wird später geändert)

   Updates erzwingen – RTC Wake Up: Ein (wird später geändert)

   Post-Events: alles leer lassen

4. Nachdem Sie Ihre Konfiguration festgelegt haben, klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern.

Gut erledigt! Du bist fast am Ziel! Jetzt müssen Sie Ihr Gerät nur noch über Ihr Wi-Fi-Netzwerk mit dem Internet verbinden. Bitte folgen Sie dem nächsten Abschnitt, wie es geht.

Schritt 3: Verbinden mit dem Wi-Fi-Netzwerk (Internet)

In wenigen Schritten verbinden Sie Ihr Gerät über Ihr WLAN-Netzwerk mit dem Internet. Alles, was Sie tun müssen, ist, den privaten WLAN-Hotspot von Cricket zu aktivieren und dann eine private Webseite zu öffnen, um Ihre WLAN-Netzwerk-Anmeldeinformationen zu übergeben. Bitte befolgen Sie die folgenden Schritte:

1. Halten Sie eine Taste am Modul 5 Sekunden lang gedrückt, bis die LED konstant leuchtet.
2. Sobald die LED konstant leuchtet, öffnet Cricket einen privaten WLAN-Hotspot. Verbinden Sie sich entweder von einem Laptop oder Smartphone mit dem Hotspot mit den folgenden Anmeldeinformationen:SSID: toe_deviceEs ist kein Passwort erforderlich
3. Sobald die Verbindung hergestellt ist, öffnen Sie eine private Webseite: https://192.168.4.1/index.htmlHINWEIS: Stellen Sie sicher, dass die LED noch leuchtet! Wenn OFF ist, wiederholen Sie die Schritte von Anfang an
4. Jetzt können Sie Ihre Wi-Fi-Netzwerk-Anmeldeinformationen übergeben und auf VERBINDEN klicken. Wenn Sie die richtige SSID und das richtige Passwort eingegeben haben, sollte das Gerät nach einigen Sekunden melden, dass es online ist und die LED erlischt.

Herzliche Glückwünsche! Jetzt ist Ihr Gerät live und mit dem Internet verbunden! Sie können mit dem Auslesen der Daten des Sensors auf Ihrem Smartphone oder anderen Internetdiensten beginnen. Bitte sehen Sie sich den nächsten Abschnitt als Beispiel an.

Schritt 4: Verwenden des MQTT-Clients auf Mobilgeräten

Sie können jeden bevorzugten MQTT-Client verwenden. Der Vollständigkeit halber für dieses Projekt verwenden wir jedoch die IoT MQTT Panel-Anwendung, um Daten zu empfangen und zu visualisieren. Das Cricket-Modul verbindet sich über den Things On Edge MQTT-Broker mit niedriger Latenz (mqtt.thingsonedge.com). Sie müssen nur die folgenden Schritte ausführen:

1. Konfigurieren Sie eine Serververbindung mit den folgenden Details: Server-/Broker-IP-Adresse: mqtt.thingsonedge.comPortnummer: 1883Netzwerkprotokoll: TCP
2. Gerät hinzufügen z. B. "Feuchtesensor"
3. Gehe zu erweiterten Optionen:Benutzername: your_cricket_serial_number Passwort: your_cricket_serial_number Automatisch verbinden: JA
4. Drücken Sie die Schaltfläche Erstellen
5. Drücken Sie PANEL HINZUFÜGEN
6. Wählen Sie: Liniendiagramm
7. Legen Sie die Details für Diagramm 1 fest, um Daten vom Sensor zu lesen (vom Cricket IO2-Port) Panelname: z. B. FeuchtigkeitssensorThema für Grafik 1: /your_cricket_serial_number/io2 Show area: YESShow points: YES

Weitere Informationen finden Sie in den beigefügten Screenshots vom IoT MQTT Panel.

Herzlichen Glückwunsch! Ihr Feuchtigkeitssensor funktioniert bereits und sendet Daten über das Internet an Ihr Smartphone. Der Batteriestand kann über MQTT mit dem speziellen Thema /your_cricket_serial_number/batt. überwacht werden

Schritt 5: Optimieren Sie Ihr Gerät für den jahrelangen Betrieb mit Batterien

Mit diesen Batterien können Sie Ihr Gerät jahrelang betreiben. Sie müssen nur die folgenden Änderungen vornehmen:

1. alle paar Stunden aufwachen, z. B. 2 Stunden
2. Daten nur an das Internet senden, wenn sich der Wert des Sensors ändert

Öffnen Sie das TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) und legen Sie die folgende Konfiguration fest:

• RTC: EIN
• RTC-Einheiten: Stunden (Daten nur bei Änderung senden)
• RTC-Einheitenwert: 2
• IO2: Analogeingang
• IO2-Analogteiler: 3
• IO3: Aus
• Batterieüberwachung: Ein
• Batterieteiler: 3
• Temperatursensor: Aus
• Updates erzwingen an - IO1 Wake Up: Aus (Daten nur senden, wenn geändert)
• Updates erzwingen ein – RTC Wake Up: Aus (Daten nur bei Änderung senden)
• Post-Events: alles leer lassen

Schritt 6: Überwachen Sie einen Batteriestand

Grundsätzlich gilt: Je weniger Module mit der Cloud kommunizieren, desto besser wird Strom gespart. Das Cricket-Modul benötigt Energie, um entweder ein Update in die Cloud zu senden oder nur die Werte der angeschlossenen Sensoren auszuwerten. Es ist wahr 0A, wenn es im AUS-Zustand ist.

In der Praxis kann es mit 2xAAA-Alkalibatterien 10.000 Nachrichten an die Cloud senden und mehr als 15.000 mit Lithiumbatterien. In diesem Fall ist die Batterieüberwachungskonfiguration auch so eingestellt, dass der Cloud-Dienst aktualisiert wird, wenn sich nur der Batteriestandswert ändert. Zusätzlich kann der Batterieverbrauch reduziert werden, indem die Auflösung der Messung eines analogen Signals verringert wird.

Der Batteriewert kann wie folgt berechnet werden:

Vbatt = val * (3,5/256) * 2^

Batterieteiler, bei dem val der Batteriestand vom MQTT-Dienst gemeldet wird.

In diesem Fall zeigt 1,4 V einen niedrigen Ladestand der Alkalibatterie an und schlägt vor, sie zu ersetzen, der über MQTT gemeldete Wert ist 13 Vbatt (V) = 13 * 3,5/256 * 8 = 1,42 V

Der Mindestwert für das Cricket beträgt 1,1 V.

IO2-Analogeingangskonfiguration:

• IO2: Analogeingang
• IO2-Analogteiler: 3

Diese Werte reduzieren die Auflösung des analogen Signals und reduzieren den Batterieverbrauch erheblich. Das Modul reduziert die Zeit, um neue aktualisierte Werte an die Cloud zu senden.

Ebenso kann der Analogwert mit folgender Formel berechnet werden: IO2 (V) = io2_val*3,5/256 * 2^IO2 Analog Divider

Analoger Teiler von 3 bietet eine Auflösung von ca. 0,1V

Schritt 7: Erhalten Sie noch mehr Daten …

Sie können mit Ihrem aktuellen Gerät noch viel mehr spielen, z. B. den eingebauten Temperatursensor ablesen, den Batteriestand ablesen und vieles mehr. Weitere Informationen zu Things On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket) finden Sie unter

Schritt 8: Feedback

Vielen Dank, dass Sie sich Zeit genommen haben! Wenn es Ihnen Spaß gemacht hat, diesen Feuchtigkeitssensor zu bauen, würde ich mich sehr freuen, wenn Sie dies unter Ihren Kollegen verbreiten könnten. Wenn Sie Feedback oder Vorschläge zur Verbesserung und Erleichterung für andere haben, würde ich dies gerne tun. Ich bin offen für Ihre Vorschläge.

Vielen Dank & Viel Spaß!