Sensor d'humitat floral IOT WiFi (alimentat per bateria): 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

En aquest instructiu us presentem com construir un sensor d’humitat / aigua WiFi amb un monitor de nivell de bateria en menys de 30 minuts. El dispositiu controla un nivell d'humitat i envia dades a un telèfon intel·ligent per Internet (MQTT) amb un interval de temps escollit. Utilitzeu qualsevol aplicació mòbil MQTT per rebre i visualitzar les dades. El dispositiu funciona amb bateries de 2xAAA (o una sola AAA), si es configura correctament, pot durar anys. Es connecta a Internet a través de la xarxa Wi-Fi mitjançant el mòdul Wi-Fi Things On Edge Cricket, de manera que no necessiteu cap centre d’IoT addicional.

Subministraments

Abans de començar, assegureu-vos que teniu els components següents:

1. Mòdul de Cricket Wi-Fi (https://www.thingsonedge.com)
2. Sensor d’humitat del sòl
3. Bloc de terminals de 6 vies
4. 2 bateries AAA (AAA o AA)
5. Paquet de piles AAA (AAA o AA)
6. 3x cables de pont femení / femení

Si esteu preparats, comencem

Pas 1: Muntatge

Ara heu de connectar les bateries i el sensor d’humitat al mòdul Cricket amb els passos següents:

1. Connecteu la bateria VCC / + (cable vermell) al port BATT de Cricket NOTA: El mòdul Cricket es pot alimentar amb piles AA o AAA
2. Connecteu el sensor VCC / + (cable verd) al port 3V3 de Cricket NOTA: el port de 3.3V subministra 3.3V estable independentment del nivell de tensió de la bateria
3. Connecteu el senyal analògic del sensor AOUT (cable groc) al port IO2 de Cricket NOTA: Aquest port es pot configurar com a senyal analògic. Les dades s’informaran al vostre telèfon intel·ligent
4. Connecteu el sensor GND / (-) (cable blau) al port GND de Cricket
5. Connecteu la bateria GND / (-) (cable negre) al mateix port de Cricket GND

Ben fet, heu muntat el dispositiu amb èxit.

Abans de començar a utilitzar el dispositiu, cal configurar-lo al portal per a desenvolupadors. Aneu a la següent secció.

Pas 2: configureu el dispositiu al portal per a desenvolupadors

Configureu el dispositiu completament OTA (Over The Air) a Things On Edge - Portal per a desenvolupadors (https://dev.thingsonedge.com). Cricket recupera la configuració a través d'Internet quan es connecta al vostre Wi-Fi (vegeu la secció següent).

Ara ho configurem primer. Per al sensor d'humitat, es recomana configurar la configuració següent:

• Establiu IO2 com a entrada analògica
• Informeu del nivell d’humitat cada 2 hores: farà que el dispositiu funcioni amb bateries alcalines 2xAAA durant més de 2 anys.

1. Obriu el Portal de desenvolupadors TOE (https://dev.thingsonedge.com) des de qualsevol navegador des de PC o mòbil. Heu de registrar-vos / iniciar sessió al portal per a desenvolupadors per activar i configurar el dispositiu al vostre compte. En cas contrari, el dispositiu no funcionarà.

2. Després d'iniciar la sessió / registre amb èxit, heu de fer clic a "Afegeix un dispositiu nou" per activar el dispositiu al sistema. Heu d’utilitzar el número de sèrie únic imprès en un pal d’etiquetes a la part posterior de Cricket.

   AVÍS: heu de conservar el número de sèrie només per a vosaltres mateixos. No el compartiu amb ningú més. El número de sèrie és un compte de comunicació MQTT privat entre el dispositiu i un telèfon intel·ligent o qualsevol altre servei d'Internet. Dit d’una altra manera, mantingueu-lo tan secret com un PIN a una targeta de crèdit.

   Ara podeu configurar el dispositiu.

3. Establiu la configuració següent: RTC: ON

   Unitats RTC: segons (es canviarà més endavant)

   Valor d'unitats RTC: 30 (es canviarà més endavant)

   IO2: entrada analògica

   IO3: desactivat

   Monitor de bateria: activat

   Divisor de la bateria: 0

   Sensor de temperatura: apagat

   Força les actualitzacions activades: despertador IO1: activat (es canviarà més endavant)

   Força les actualitzacions activades - RTC Wake Up: activat (es canviarà més endavant)

   Publica esdeveniments: deixa-ho tot buit

4. Un cop definida la configuració, premeu el botó Desa.

Ben fet! Ja hi sou gairebé! Ara només cal connectar el dispositiu a Internet a través de la xarxa Wi-Fi. Seguiu la següent secció sobre com fer-ho.

Pas 3: connecteu-vos a la xarxa Wi-Fi (Internet)

En uns quants passos, connectareu el dispositiu a Internet a través de la vostra xarxa Wi-Fi. Tot el que heu de fer és activar el punt Wi-Fi privat de Cricket i obrir una pàgina web privada per passar les vostres credencials de xarxa Wi-Fi. Seguiu els passos següents:

1. Mantingueu premut un botó del mòdul durant 5 segons fins que el LED s’encengui constantment.
2. Un cop el LED s’encén constantment, Cricket va obrir un punt d’accés Wi-Fi privat. Connecteu-vos des d’un ordinador portàtil o un telèfon intel·ligent al punt actiu amb les següents credencials: SSID: toe_device No cal cap contrasenya
3. Un cop connectat, obriu una pàgina web privada: https://192.168.4.1/index.html AVÍS: assegureu-vos que el LED segueix encès. Si està DESACTIVAT, repetiu els passos des del principi
4. Ara podeu passar les vostres credencials de xarxa Wi-Fi i fer clic a CONNECTA. Si heu aprovat l'SSID i la contrasenya correctes, al cap de pocs segons el dispositiu hauria d'informar que està en línia i que el LED estarà apagat.

Enhorabona! Ara el vostre dispositiu està en directe i està connectat a Internet. Podeu començar a llegir les dades del sensor del telèfon intel·ligent o de qualsevol altre servei d'Internet. Consulteu la secció següent com a exemple.

Pas 4: utilitzar el client MQTT al mòbil

Podeu utilitzar qualsevol client MQTT preferit. Tanmateix, per completar aquest projecte, fem servir l'aplicació IoT MQTT Panel per rebre i visualitzar dades. El mòdul Cricket es connecta mitjançant un agent MQTT Things On Edge de baixa latència (mqtt.thingsonedge.com). Només heu de fer els passos següents:

1. Configureu una connexió de servidor amb els detalls següents: Adreça IP del servidor / corredor: mqtt.thingsonedge.com Número de port: 1883 Protocol de xarxa: TCP
2. Afegeix un dispositiu, per exemple "Sensor d'humitat"
3. Aneu a les opcions avançades: Nom d'usuari: número_serial_cricket Contrasenya: número_serial_cricket Connectar-se automàticament: SÍ
4. Premeu el botó Crea
5. Premeu ADD PANEL
6. Seleccioneu: Gràfic lineal
7. Definiu els detalls del gràfic 1 per llegir les dades del sensor (des del port Cricket IO2) Nom del tauler: p. Ex. Sensor d’humitat Tema per al gràfic 1: / your_cricket_serial_number / io2 Àrea de visualització: SI Punts de visualització: SÍ

Per obtenir més informació, consulteu les captures de pantalla adjuntes del panell IoT MQTT.

Enhorabona! El vostre sensor d'humitat ja funciona i envia dades al vostre telèfon intel·ligent per Internet. El nivell de la bateria es pot controlar mitjançant MQTT mitjançant tema dedicat / your_cricket_serial_number / batt

Pas 5: optimitzeu el dispositiu perquè funcioni durant anys amb bateries

Podeu fer funcionar el vostre dispositiu durant anys amb aquestes bateries. Només cal fer els canvis següents:

1. despertar-se cada dues hores, per exemple 2 hores
2. enviar dades a Internet només quan canviï el valor del sensor

Obriu el Portal de desenvolupadors TOE (https://dev.thingsonedge.com) i configureu la configuració següent:

• RTC: ACTIVAT
• Unitats RTC: hores (només s'envien dades quan es canvien)
• Valor d'unitats RTC: 2
• IO2: entrada analògica
• Divisor analògic IO2: 3
• IO3: desactivat
• Monitor de bateria: activat
• Divisor de bateria: 3
• Sensor de temperatura: apagat
• Activa les actualitzacions forçades - IO1 Wake Up: Off (envia dades només quan es canvia)
• Força les actualitzacions activades - RTC Wake Up: Off (envia dades només quan es canvia)
• Publica esdeveniments: deixa-ho tot buit

Pas 6: superviseu el nivell de bateria

En principi, com menys mòdul es comunica amb el núvol, millor estalvi d'energia. El mòdul de Cricket requereix energia per enviar una actualització al núvol o avaluar només els valors dels sensors connectats. És cert 0A quan està en estat OFF.

A la pràctica, pot enviar 10.000 missatges al núvol mitjançant bateries alcalines 2xAAA i més de 15.000 quan s’utilitzen bateries de liti. En aquest cas, la configuració del monitor de la bateria també està configurada per actualitzar el servei al núvol quan només canvia el valor del nivell de la bateria. A més, es pot reduir el consum de bateria reduint la resolució de mesurar un senyal analògic.

El valor de la bateria es pot calcular de la següent manera:

Vbatt = val * (3.5 / 256) * 2 ^

Divisor de la bateria on val del nivell de bateria del servei MQTT.

En aquest cas, 1,4 V indica un nivell baix de la bateria alcalina i suggereix substituir-la, el valor comunicat mitjançant MQTT és de 13 Vbatt (V) = 13 * 3,5 / 256 * 8 = 1,42V

El valor mínim per a Cricket és d’1,1 V.

Configuració d'entrada analògica IO2:

• IO2: entrada analògica
• Divisor analògic IO2: 3

Aquests valors redueixen la resolució del senyal analògic i redueixen significativament el consum de bateria; el mòdul reduirà el temps enviant nous valors actualitzats al núvol.

De la mateixa manera, el valor analògic es pot calcular mitjançant la següent fórmula: IO2 (V) = io2_val * 3,5 / 256 * 2 ^ IO2 Analog Divider

Un divisor analògic de 3 proporciona una resolució aprox. 0,1V

Pas 7: Rebeu encara més dades …

Podeu jugar molt més amb el vostre dispositiu actual, com ara llegir el sensor de temperatura integrat, llegir el nivell de la bateria i molt més. Consulteu més informació sobre Things On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Pas 8: comentaris

Gràcies per dedicar-vos el vostre temps! Si us agradés construir aquest sensor d’humitat, agrairia molt que poguéssiu difondre la notícia entre els vostres companys. Si teniu algun comentari o suggeriment sobre com millorar-lo i facilitar-lo a la gent, estaria encantat de fer-ho. Estic obert als vostres suggeriments.

Moltes gràcies i gaudiu-ne!