Einleitung #
Über mehrere Jahre vergass ich immer wieder meine Zimmerpflanzen und Pflanzen im kleinen Gärtchen zu giessen. Um zu verhindern, dass die Pflanzen immer wieder aufgrund Wassermangel eingehen, wollte ich eine Benachrichtigung, wenn die Erde der Pflanzen zu troken ist.
Selbstverständlich ist meine Lösung eher “over-engineered” (überentwickelt) und eine klar technische Lösung 😉.
Projektbeschrieb #
Das Projekt besteht aus einem Netzwerk Gateway gmaSensorNetGateway als zentrale Sammelstelle und beliebig vielen “Nodes” (Sensoren), welche die Daten sammeln.
Die Datenübermittlung zwischen dem Gateway und den Nodes erfolgt über nRF24 Funkmodule, welche automatisch eine Übertragunsbestätigung (ack) generieren und zur Bestätigung und Konfiguration z.B. von Messintervall eine Antwort des Gateways erhalten.
Die gesammelten Daten werden an einen MQTT broker weitergegeben, welcher die Daten an weitere (Software-) komponenten weiterleitet. In der Software werden Warnwerte z.B. für tiefe Feuchtigkeitswerte oder hohe/tiefe Temperaturen definiert und Benachrichtigungen versendet.
Übersicht #
gmaSensorNetGateway #
Die Hardware basiert auf dem Kickstarter-Projekt Microduino, folgende Module sind im Einsatz:
- Microduino Core+ (ATMega644PA/16MHz/5V)
- Microduino nRF24 (nRF24L01 Wireless Chip)
- Microduino ENC (ENC28J60 Ethernet Chip)
Die vom nRF24 Chip benötigten 3.3V werden von einem externen 250mA Spannungsregler (5V-3.3V) bereitgestellt.
Gespiesen wird der Gateway von einem Standard 5V USB Netzteil.
Die Firmware (Code) ist
hier veröffentlicht gmaSensorNetGateway.
gmaSensorNetGardenWatcher #
Die Hardware basiert auf dem Kickstarter-Projekt Microduino, folgende Module sind im Einsatz:
- Microduino Core (ATMega328P/16MHz/5V)
- Microduino nRF24 (nRF24L01 Wireless Chip)
Die vom nRF24 Chip benötigten 3.3V werden von einem externen 50mA Spannungsregler (5V-3.3V) bereitgestellt. Der Spannungsregler wird mittels “Enable”-Pin nur während der Datenübertragung aktiviert.
Gespiesen wird der Sensor mit einem 2000mAh 3.7V LiPo-Akku und einer 6W Solarzelle.
Die Lade/Entladekontrolle übernimmt ein LiPo+ Rider (Link: ähnliches Produkt), zur Ermittlung der Batteriespannung wird diese an einen analogen Pin des Mikrokontrollers verbunden.
Meine Tests der Hardware haben eine Laufzeit ohne Sonneneinstrahlung von ca. 6 Tagen ergeben. Meine Vermutung ist, dass durch das Entfernen der Power-LED auf dem Core-Modul diese Zeit noch verlängert werden könnte, für meine Anwendung reicht diese Laufzeit jedoch auch im sonnenarmen Winter aus.
Der Stromverbrauch beträgt während der Datenübertragung (alle 10 Minuten) max. 35mA, im Standby ca. 3.5mA.
Folgende Sensoren sind mit dem Mikrokontroller verbunden:
- Bodenfeuchtigkeits Sensoren: (2x) mittels Wiederstandmessung
- DHT22: Luftfeuchtigkeits- und Temperatursensor
- BMP085: Luftdruck- und Temperatursensor
- Lichtsensor: mittels lichtabhängigem Widerstand
Die Firmware (Code) ist
hier veröffentlicht
gmaSensorNetGardenWatcher.
gmaSensorNetGeigerCounter #
Hierbei handelt es sich um eine noch nicht fertig implementierte und getestete Idee.
Grundlage für den Sensor bildet dieser Geigerzähler von SparkFun. Mittels externem Programmer soll die Firmware vom AtMega328P (8MHz/5V) ersetzt werden, an den nicht verwendeten Pins sollte ein nRF24 Modul zur Kommunikation mit dem gmaSensorNetGateway angeschlossen werden.
Die Firmware (Code) ist
hier veröffentlicht gmaSensorNetGeigerCounter, sie ist jedoch ungetestet.
Links #
Rückmeldungen #
Ich bin um Meldungen von Fehlern oder allgemeine Rückmeldungen sehr froh. Nutze dafür den “Kontakt” Link oben (@-Symbol).