Welcher Mikrocontroller für einen batteriebetriebenen Feldsensor? Er muss ein Jahr durchhalten
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Hallo, für mein Abschlussprojekt baue ich eine Box, die Bodenfeuchte + Temperatur auf einem Feld misst. Unser Betreuer möchte, dass die Daten in Hermetry gesammelt werden, und die Abteilung hat mir dafür ein Organisationskonto eingerichtet. Nachdem ich die Box aufgestellt habe, möchte ich sie nicht mehr anfassen. Ich will, dass sie mit 2 AA-Batterien mindestens ein Jahr läuft.
Ich habe einen ESP32 DevKit, einen Arduino Nano und ein altes XBee-(Zigbee-)Modul, das mir der Betreuer gegeben hat. Ich habe Deep Sleep mit dem ESP32 ausprobiert und im Schlafmodus am Multimeter 9-10 mA gemessen, was wohl bei Weitem nicht für ein Jahr reicht. Ehrlich gesagt weiß ich auch nicht genau, wie man das berechnet.
Welcher Mikrocontroller ist für so eine Aufgabe die richtige Wahl? Ich habe zigbee als Tag angegeben, bin mir aber nicht sicher, ob ich es verwenden werde.
Merhaba, bitirme projem için tarlaya toprak nemi + sıcaklık ölçen bir kutu yapıyorum. Hocamız verilerin Hermetry’de toplanmasını istiyor, bölümün hesabında bir organizasyon açtılar bana. Kutuyu kurduktan sonra bir daha dokunmak istemiyorum, 2 adet AA pil ile en az bir yıl gitsin diyorum.
Elimde ESP32 DevKit var, Arduino Nano var, bir de hocanın verdiği eski bir XBee (Zigbee) modülü. ESP32 ile deep sleep denedim, multimetrede uykuda 9-10 mA gördüm ki bu bir yıl etmez herhalde. Hesabı da tam bilmiyorum açıkçası.
Hangi mikrodenetleyici seçilir böyle bir işte? Tag’e zigbee yazdım ama emin değilim kullanacağımdan.
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Der ESP32 sollte im Deep Sleep eigentlich im Mikroampere-Bereich liegen, die 10 mA könnten vom USB-Chip und der LED auf dem DevKit stammen. Miss noch einmal mit dem nackten Modul.
ESP32 deep sleep’te mikroamper seviyesinde olmalı aslında, 10 mA DevKit’in üstündeki USB çipi ve LED’den geliyor olabilir. Çıplak modülle tekrar ölç.
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Das kann sein, ich habe das DevKit selbst gemessen. Aber es gibt ein anderes Problem: Das Feld liegt etwa 2 km vom Fakultätsgebäude entfernt, dort gibt es kein WLAN. Das hätte ich gleich am Anfang schreiben müssen, Entschuldigung.
Doğru olabilir, DevKit’in kendisini ölçüyordum. Ama başka bir sorun var: tarla fakülte binasından 2 km kadar uzakta, orada Wi-Fi yok. Bunu baştan yazmam lazımdı, kusura bakmayın.
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Bei 2 km funktioniert Zigbee dann nicht, selbst im freien Feld schafft es kaum ein paar hundert Meter. Dazwischen muss man einen Repeater setzen, und mit dem Akku gibt es auch Ärger.
2 km’de Zigbee de olmaz o zaman, açık alanda bile birkaç yüz metreyi zor geçer. Arada röle koymak lazım, pille de uğraştırır.
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Wie oft müssen Sie eine Messung senden? Die Berechnung hängt ausschließlich davon ab.
Kaç dakikada bir ölçüm göndermeniz gerekiyor? Hesap tamamen ona bağlı.
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Alle 15 Minuten reicht. Mein Betreuer meinte, sogar eine stündliche Messung wäre in Ordnung.
15 dakikada bir yeterli. Hocam saatlik ölçüm bile olur dedi.
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Letztes Jahr habe ich in einem Weinberg fast das Gleiche aufgebaut. 2 km, kein WLAN, alle 15 Minuten eine Messung; ich würde es mit LoRaWAN machen. Den Mikrocontroller muss man zusammen mit dem Funk auswählen.Ich habe das Modul RAK3172 verwendet (darin steckt ein STM32WL, das LoRa-Funkmodul sitzt auf demselben Chip). Im Schlafmodus zieht es etwa 2-3 µA, das Senden dauert einige hundert Millisekunden. Bei einem kleinen Paket alle 15 Minuten kommen 2xAA problemlos ein Jahr hin, vor allem wenn du den Sensor nur im Messmoment über einen MOSFET versorgst. Den ESP32 würde ich für diese Aufgabe nicht empfehlen, weil allein das Verbinden mit WLAN den Akku leersaugt.Zu Hermetry: Sie haben einen eigenen LoRaWAN-Netzwerkserver, der Frequenzplan kommt vom Gateway (in der Türkei bekommst du ein EU868-Gateway und Sensor), du fügst das Gerät mit OTAA hinzu, und Class A reicht aus. Die einzige Bedingung ist ein LoRaWAN-Gateway, das das Gebiet abdeckt (ein Gateway mit Basics-Station-Unterstützung oder ein lizenzierter Router). Wenn eines auf dem Fakultätsdach montiert wird, sind 2 km kein Problem. Für den Einstieg ist diese Seite gut: İlk LoRaWAN sensörünüzü bağlayın.
Geçen yıl bir bağda neredeyse aynısını kurdum. 2 km, Wi-Fi yok, 15 dakikada bir ölçüm; ben olsam LoRaWAN ile yapardım. Mikrodenetleyiciyi de radyoyla beraber seçmek lazım.
Benim kullandığım RAK3172 modülüydü (içinde STM32WL var, LoRa radyosu aynı çipte). Uykuda 2-3 µA civarı, gönderim birkaç yüz milisaniye. 15 dakikada bir küçük bir paketle 2xAA bir yılı rahat çıkarır, sensörü de bir MOSFET ile ölçüm anında beslersen. ESP32’yi bu iş için önermem, Wi-Fi bağlanması tek başına pili yiyor.
Hermetry tarafı: kendi LoRaWAN ağ sunucusu var, frekans planı gateway’den geliyor (Türkiye’de EU868 gateway ve sensör alırsın), OTAA ile cihazı ekliyorsun, Class A yeterli. Tek şart, alanı gören bir LoRaWAN gateway olması (Basics Station destekleyen bir gateway ya da lisanslı bir router). Fakülte çatısına bir tane konursa 2 km sorun olmaz. Başlangıç için şu sayfa iyi: İlk LoRaWAN sensörünüzü bağlayın.
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Vielen Dank, Professor. Ich habe den Professor gefragt, und auf dem Dach der Fakultät gibt es bereits ein LoRaWAN-Gateway, mir hat das nur niemand gesagt 🙂 Ich habe einen RAK3172 bestellt. Sobald er da ist, füge ich ihn mit OTAA hinzu und schreibe dann wieder. Den ESP32 behalte ich zum Testen auf dem Tisch.
Çok teşekkürler hocam. Hocama sordum, bölümün çatısında zaten bir LoRaWAN gateway varmış, kimse bana söylememiş 🙂 RAK3172 sipariş ettim, gelince OTAA ile ekleyip yazarım. ESP32’yi masada test için tutacağım.
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Ein Hinweis: Der Bodenfeuchtesensor sollte kapazitiv sein, resistive Sensoren korrodieren auf dem Feld schon nach wenigen Monaten. Bei uns auf dem Feld ist genau das passiert.
Bir not: toprak nemi sensörü kapasitif olsun, rezistif olanlar tarlada birkaç ayda korozyondan bitiyor. Bizim sahada öyle oldu.
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