IOT WiFi snímač vlhkosti kvetov (napájaný batériou): 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

V tomto návode uvádzame, ako vytvoriť snímač vlhkosti/vody WiFi s monitorom úrovne batérie za menej ako 30 minút. Zariadenie monitoruje úroveň vlhkosti a vo zvolenom časovom intervale odosiela údaje do smartfónu cez internet (MQTT). Na príjem a vizualizáciu údajov použite akúkoľvek mobilnú aplikáciu MQTT. Zariadenie je napájané batériami 2xAAA (alebo jednou AAA), ak je správne nakonfigurované, môže trvať roky. Pripojí sa k internetu prostredníctvom siete Wi-Fi pomocou Wi-Fi modulu Things On Edge Cricket, takže nepotrebujete žiadny ďalší IOT HUB.

Zásoby

Skôr ako začnete, uistite sa, že máte nasledujúce súčasti:

1. Kriketový modul Wi-Fi (https://www.thingsonedge.com)
2. Senzor pôdnej vlhkosti
3. 6-cestná svorkovnica
4. 2xAAA batérie (AAA alebo AA)
5. Balenie batérií AAA (buď AAA alebo AA)
6. 3x prepojovacie lanko samica/samica

Ak ste pripravení, môžeme začať

Krok 1: Montáž

Teraz musíte k modulu kriketu pripojiť batérie a snímač vlhkosti pomocou nasledujúcich krokov:

1. Pripojte batériu VCC / + (červený kábel) k kriketovému portu BATT UPOZORNENIE: Kriketový modul je možné napájať batériami AA alebo AAA
2. Pripojte snímač VCC / + (zelený kábel) k kriketovému portu 3V3 UPOZORNENIE: Port 3,3 V dodáva stabilné napätie 3,3 V bez ohľadu na úroveň napätia batérie
3. Pripojte analógový signál senzora AOUT (žltý kábel) k kriketovému portu IO2 UPOZORNENIE: Tento port je možné nakonfigurovať ako analógový signál. Údaje budú nahlásené do vášho smartfónu
4. Pripojte snímač GND / (-) (modrý kábel) k portu GND kriketu
5. Pripojte batériu GND / (-) (čierny kábel) k rovnakému kriketovému portu GND

Dobre, zariadenie ste úspešne zmontovali!

Predtým, ako začnete používať zariadenie, musí byť nakonfigurované na portáli pre vývojárov. Prejdite na ďalšiu sekciu.

Krok 2: Konfigurujte svoje zariadenie na portáli pre vývojárov

Zariadenie konfigurujete úplne OTA (Over The Air) na Things On Edge - Portál pre vývojárov (https://dev.thingsonedge.com). Konfiguráciu stiahne Cricket cez internet, keď je pripojený k vášmu Wi-Fi (pozrite si nasledujúcu časť).

Teraz to najskôr nakonfigurujeme. Pre snímač vlhkosti sa odporúča nastaviť nasledujúcu konfiguráciu:

• Nastavte IO2 ako analógový vstup
• Hlásenie vlhkosti každé 2 hodiny - zariadenie bude fungovať na alkalické batérie 2xAAA viac ako 2 roky.

1. Otvorte portál vývojárov TOE (https://dev.thingsonedge.com) z ľubovoľného prehliadača, a to z počítača alebo mobilného telefónu. Ak chcete aktivovať a konfigurovať zariadenie vo svojom účte, musíte sa zaregistrovať/prihlásiť na portál pre vývojárov. V opačnom prípade zariadenie nebude fungovať.

2. Po úspešnom prihlásení / registrácii musíte kliknutím na položku „Pridať nové“zariadenie aktivovať svoje zariadenie v systéme. Musíte použiť jedinečné sériové číslo vytlačené na štítku na zadnej strane kriketu.

   UPOZORNENIE: Sériové číslo si musíte nechať iba pre seba. Nezdieľajte to s nikým iným. Sériové číslo je súkromný komunikačný účet MQTT medzi vašim zariadením a smartfónom alebo akoukoľvek inou internetovou službou. Inými slovami, uchovajte ho v tajnosti ako PIN ku kreditnej karte.

   Teraz môžete nakonfigurovať svoje zariadenie.

3. Nastavte nasledujúcu konfiguráciu: RTC: ZAPNUTÉ

   Jednotky RTC: sekundy (budú neskôr zmenené)

   Hodnota jednotiek RTC: 30 (bude neskôr zmenené)

   IO2: Analógový vstup

   IO3: Vypnuté

   Monitor batérie: zapnutý

   Delič batérie: 0

   Snímač teploty: vypnutý

   Vynútiť aktualizácie zapnuté - IO1 Wake Up: Zapnuté (bude zmenené neskôr)

   Vynútiť aktualizácie dňa - Prebudenie RTC: Zapnuté (bude zmenené neskôr)

   Uverejniť udalosti: nechajte všetko prázdne

4. Po nastavení konfigurácie kliknite na tlačidlo Uložiť.

Dobre! Už ste skoro tam! Teraz stačí pripojiť zariadenie k internetu prostredníctvom siete Wi-Fi. Postupujte podľa nasledujúcej časti.

Krok 3: Pripojenie k sieti Wi-Fi (internet)

V niekoľkých krokoch pripojíte svoje zariadenie k internetu prostredníctvom siete Wi-Fi. Všetko, čo musíte urobiť, je aktivovať súkromný hotspot Cricket pre Wi-Fi a potom otvoriť súkromnú webovú stránku a odoslať poverenia siete Wi-Fi. Postupujte podľa nižšie uvedených krokov:

1. Stlačte a podržte tlačidlo na module 5 sekúnd, kým LED dióda nepretržite nesvieti.
2. Akonáhle LED dióda neustále svieti, kriket otvoril súkromné hotspot Wi-Fi. Pripojte sa z prenosného počítača alebo smartfónu k hotspotu pomocou nasledujúcich poverení: SSID: toe_device
3. Po pripojení otvorte súkromnú webovú stránku: https://192.168.4.1/index.html UPOZORNENIE: uistite sa, že LED dióda stále svieti! Ak je VYPNUTÉ, zopakujte kroky od začiatku
4. Teraz môžete odovzdať svoje poverenia siete Wi-Fi a kliknúť na PRIPOJIŤ. Ak ste zadali správny SSID a heslo, zariadenie by malo po niekoľkých sekundách oznámiť, že je online a kontrolka LED zhasne.

Gratulujem Teraz je vaše zariadenie zverejnené a pripojené k internetu! Údaje zo senzora môžete začať čítať vo svojom smartfóne alebo v iných internetových službách. Nasledujúcu časť nájdete ako príklad.

Krok 4: Používanie klienta MQTT v mobile

Môžete použiť ľubovoľného preferovaného klienta MQTT. Pre úplnosť tohto projektu však použijeme aplikáciu IoT MQTT Panel na príjem a vizualizáciu údajov. Modul Cricket sa pripája prostredníctvom brokera Things On Edge MQTT s nízkou latenciou (mqtt.thingsonedge.com). Stačí urobiť nasledujúce kroky:

1. Nakonfigurujte pripojenie k serveru pomocou nasledujúcich podrobností: Adresa IP servera / makléra: mqtt.thingsonedge.com Číslo portu: 1883 Sieťový protokol: TCP
2. Pridajte zariadenie napr. "Senzor vlhkosti"
3. Prejdite na rozšírené možnosti: Používateľské meno: vaše_kriketové_sériové_číslo Heslo: vaše_kriketové_sériové_číslo Pripojiť automaticky: ÁNO
4. Stlačte tlačidlo Vytvoriť
5. Stlačte PRIDAŤ PANEL
6. Vyberte: Čiarový graf
7. Nastavte podrobnosti pre graf 1 na čítanie údajov zo senzora (z portu Cricket IO2) Názov panelu: napr. Senzor vlhkosti Téma pre graf 1: /vaše_kriketa_sériové_číslo /io2 Zobraziť oblasť: ÁNO Ukázať body: ÁNO

Ďalšie informácie nájdete na priložených snímkach obrazovky z panelu IoT MQTT.

Blahoželáme! Senzor vlhkosti už funguje a odosiela údaje cez internet do vášho smartfónu. Úroveň batérie je možné monitorovať prostredníctvom MQTT pomocou vyhradenej témy /your_cricket_serial_number /batt

Krok 5: Optimalizujte svoje zariadenie, aby fungovalo roky na batérie

Na tieto batérie môžete nechať svoje zariadenie fungovať roky. Stačí vykonať nasledujúce zmeny:

1. vstávať každých pár hodín, napr. 2 hodiny
2. odosielať údaje na internet iba vtedy, keď sa zmení hodnota senzora

Otvorte vývojársky portál TOE (https://dev.thingsonedge.com) a nastavte nasledujúcu konfiguráciu:

• RTC: ZAPNUTÉ
• Jednotky RTC: hodiny (odosielať údaje iba pri zmene)
• Hodnota jednotiek RTC: 2
• IO2: Analógový vstup
• Analógový delič IO2: 3
• IO3: Vypnuté
• Monitor batérie: zapnutý
• Delič batérie: 3
• Teplotný senzor: vypnutý
• Vynútiť aktualizácie zapnuté - Prebudenie IO1: Vypnuté (odosielať údaje iba pri zmene)
• Vynútiť aktualizácie zapnuté - Prebudenie RTC: Vypnuté (odosielať údaje iba pri zmene)
• Uverejniť udalosti: nechajte všetko prázdne

Krok 6: Sledujte stav batérie

V zásade platí, že čím menej modulu komunikuje s cloudom, tým je úspora energie lepšia. Kriketový modul vyžaduje energiu buď na odoslanie aktualizácie do cloudu, alebo na vyhodnotenie hodnôt iba pripojených senzorov. Je to pravda 0A, keď je v stave VYPNUTÉ.

V praxi môže odosielať 10 000 správ do cloudu pomocou 2 x AAA alkalických batérií a viac ako 15 000 pri použití lítiových batérií. V takom prípade je konfigurácia monitora batérie nastavená aj na aktualizáciu cloudovej služby, keď sa zmení iba hodnota úrovne batérie. Spotrebu batérie možno navyše znížiť znížením rozlíšenia merania analógového signálu.

Hodnotu batérie je možné vypočítať nasledovne:

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

Oddeľovač batérií, kde je hlásený stav batérie zo služby MQTT.

V tomto prípade 1,4 V indikuje nízku úroveň alkalickej batérie a navrhuje jej výmenu. Hodnota hlásená prostredníctvom MQTT je 13 Vbatt (V) = 13 * 3,5/256 * 8 = 1,42 V

Minimálna hodnota pre kriket je 1,1 V.

Konfigurácia analógového vstupu IO2:

• IO2: Analógový vstup
• Analógový delič IO2: 3

Tieto hodnoty znižujú rozlíšenie analógového signálu a výrazne znižujú spotrebu batérie. Modul skráti čas odosielania nových aktualizovaných hodnôt do cloudu.

Podobne je možné analógovú hodnotu vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca: IO2 (V) = io2_val * 3,5/256 * 2^IO2 analógový delič

Analógový delič 3 poskytuje rozlíšenie približne. 0,1 V.

Krok 7: Získajte ešte viac údajov …

S aktuálnym zariadením môžete hrať oveľa viac, ako napríklad čítať vstavaný snímač teploty, čítať úroveň batérie a ďalšie. Pozrite sa na ďalšie informácie o veci On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Krok 8: Spätná väzba

Ďakujeme, že ste si našli čas! Ak vás baví budovanie tohto senzora vlhkosti, veľmi by som ocenil, keby ste to mohli šíriť medzi svojimi rovesníkmi. Ak máte spätnú väzbu alebo návrhy, ako to zlepšiť a uľahčiť iným ľuďom, rád to urobím. Som otvorený vašim návrhom.

Veľká vďaka a užite si to!