IOT WiFi сензор за влага на цветя (захранван от батерии): 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

В тази инструкция ние представяме как да изградим WiFi сензор за влага/вода с монитор за нивото на батерията за по -малко от 30 минути. Устройството следи нивото на влага и изпраща данни към смартфон по интернет (MQTT) с избран интервал от време. Използвайте всяко мобилно приложение MQTT, за да получавате и визуализирате данните. Устройството се захранва от батерии 2xAAA (или единична AAA), ако е конфигурирана правилно, може да продължи години. Той се свързва с интернет през Wi-Fi мрежа чрез Wi-Fi модул Things On Edge Cricket, така че не се нуждаете от допълнителен IoT HUB.

Консумативи

Преди да започнете, моля, уверете се, че имате следните компоненти:

1. Wi-Fi модул за крикет (https://www.thingsonedge.com)
2. Датчик за влажност на почвата
3. 6-посочен терминален блок
4. 2xAAA батерии (AAA или AA)
5. Батерия AAA (AAA или AA)
6. 3x женски/женски джъмперни проводници

Ако сте готови, нека започнем

Стъпка 1: Монтаж

Сега трябва да свържете батериите и сензора за влага към модула за крикет със следните стъпки:

1. Свържете батерията VCC / + (червен кабел) към BATT порта на крикет ЗАБЕЛЕЖКА: Модулът за крикет може да се захранва или от батерии AA или AAA
2. Свържете сензора VCC / + (зелен кабел) към 3V3 порта на крикет ЗАБЕЛЕЖКА: 3.3V портът осигурява стабилни 3.3V независимо от нивото на напрежение на батерията
3. Свържете аналоговия сигнал AOUT на сензора (жълт кабел) към IO2 порта на крикет ЗАБЕЛЕЖКА: Този порт може да бъде конфигуриран като аналогов сигнал. Данните ще бъдат докладвани на вашия смартфон
4. Свържете сензора GND / (-) (син кабел) към GND порта на крикет
5. Свържете батерията GND / (-) (черен кабел) към същия порт за крикет GND

Браво, успешно сте сглобили устройството!

Преди да започнете да използвате устройството, то трябва да бъде конфигурирано в портала за разработчици. Моля, преминете към следващия раздел.

Стъпка 2: Конфигурирайте вашето устройство в портала за програмисти

Конфигурирате устройството изцяло OTA (Over The Air) на Things On Edge - Портал за разработчици (https://dev.thingsonedge.com). Конфигурацията се извлича от Cricket чрез интернет, когато е свързан с вашия Wi-Fi (вижте следващия раздел).

Сега нека първо го конфигурираме. За сензора за влага се препоръчва да зададете следната конфигурация:

• Задайте IO2 като аналогов вход
• Отчитайте нивото на влажност на всеки 2 часа - това ще накара устройството ви да работи с алкални батерии 2xAAA за повече от 2 години.

1. Отворете TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) от всеки браузър от компютър или мобилен телефон. Трябва да се регистрирате/влезете в портала за разработчици, за да активирате и конфигурирате устройството във вашия акаунт. В противен случай устройството няма да работи.

2. След успешно влизане / регистрация трябва да кликнете върху „Добавяне на ново“устройство, за да активирате вашето устройство в системата. Трябва да използвате уникалния сериен номер, отпечатан върху етикета на гърба на крикет.

   ВНИМАНИЕ: Трябва да запазите серийния номер само за себе си. Не го споделяйте с никой друг. Серийният номер е частен MQTT комуникационен акаунт между вашето устройство и смартфон или друга интернет услуга. С други думи, пазете го в тайна като ПИН за кредитна карта.

   Сега можете да конфигурирате вашето устройство.

3. Задайте следната конфигурация: RTC: ВКЛ

   RTC единици: секунди (ще бъдат променени по -късно)

   RTC единици Стойност: 30 (ще се промени по -късно)

   IO2: Аналогов вход

   IO3: Изкл

   Монитор на батерията: Включен

   Разделител на батерията: 0

   Температурен сензор: Изключен

   Принудително актуализиране на - IO1 събуждане: Включено (ще се промени по -късно)

   Принудително включване на актуализации - RTC Wake Up: Включено (ще се промени по -късно)

   Публикувайте събития: оставете всичко празно

4. След като зададете конфигурацията си, натиснете бутона Запазване.

Много добре! Почти сте там! Сега просто трябва да свържете устройството си с интернет през вашата Wi-Fi мрежа. Моля, следвайте следващия раздел как да го направите.

Стъпка 3: Свържете се с Wi-Fi мрежа (интернет)

В няколко стъпки ще свържете устройството си с интернет през вашата Wi-Fi мрежа. Всичко, което трябва да направите, е да активирате частната Wi-Fi точка за достъп на Cricket и след това да отворите частна уеб страница, за да предадете идентификационните си данни за Wi-Fi мрежата. Моля, следвайте стъпките по -долу:

1. Натиснете и задръжте бутон на модула за 5 секунди, докато светодиодът постоянно свети.
2. След като светодиодът постоянно свети, Крикет отвори частна Wi-Fi гореща точка. Свържете се от лаптоп или смартфон към горещата точка със следните идентификационни данни: SSID: toe_device Не се изисква парола
3. След като се свържете, отворете частна уеб страница: https://192.168.4.1/index.html ЗАБЕЛЕЖКА: уверете се, че светодиодът все още свети! Ако е OFF, повторете стъпките от началото
4. Сега можете да предадете идентификационните си данни за Wi-Fi мрежата и да щракнете върху СВЪРЗВАНЕ. Ако сте подали правилен SSID и парола, след няколко секунди устройството трябва да съобщи, че е онлайн и светодиодът ще изгасне.

Честито! Сега вашето устройство е на живо и свързано с интернет! Можете да започнете да четете данните от сензора на вашия смартфон или други интернет услуги. Моля, вижте следващия раздел като пример.

Стъпка 4: Използване на MQTT клиент на мобилни устройства

Можете да използвате всеки предпочитан MQTT клиент. За пълнота на този проект обаче нека използваме приложението IoT MQTT Panel за получаване и визуализиране на данни. Модулът за крикет се свързва чрез брокер MQTT Things On Edge с ниска латентност (mqtt.thingsonedge.com). Просто трябва да изпълните следните стъпки:

1. Конфигурирайте сървърна връзка със следните подробности: IP адрес на сървър / брокер: mqtt.thingsonedge.com Портов номер: 1883 Мрежов протокол: TCP
2. Добавете устройство, напр. "Сензор за влага"
3. Преминете към разширени опции: Потребителско име: your_cricket_serial_number Парола: your_cricket_serial_number Свържете се автоматично: ДА
4. Натиснете бутона Създаване
5. Натиснете ADD PANEL
6. Изберете: Линейна графика
7. Задайте подробности за графика 1 да чете данни от сензора (от порта за крикет IO2) Име на панела: напр. Сензор за влага Тема за графика 1: /your_cricket_serial_number /io2 Показване на област: YESSпоказване на точки: ДА

За повече информация, моля, вижте приложените екранни снимки от панела на IoT MQTT.

Поздравления! Вашият сензор за влага вече работи и изпраща данни през интернет до вашия смартфон. Нивото на батерията може да се следи чрез MQTT, като се използва специална тема /your_cricket_serial_number /batt

Стъпка 5: Оптимизирайте устройството си да работи години наред с батерии

Можете да накарате устройството си да работи с години с тези батерии. Просто трябва да направите следните промени:

1. събуждайте се на всеки няколко часа, напр. 2 часа
2. изпращате данни до интернет само когато стойността на сензора се промени

Отворете портала за разработчици на TOE (https://dev.thingsonedge.com) и задайте следната конфигурация:

• RTC: ВКЛ
• RTC единици: Часове (изпращайте данни само при смяна)
• Стойности на RTC единици: 2
• IO2: Аналогов вход
• IO2 аналогов делител: 3
• IO3: Изкл
• Монитор на батерията: Включен
• Разделител на батерията: 3
• Температурен сензор: Изключен
• Принудително включване на актуализации - IO1 Wake Up: Off (изпращане на данни само при промяна)
• Принудително включване на актуализации - RTC Wake Up: Off (изпращане на данни само при промяна)
• Публикувайте събития: оставете всичко празно

Стъпка 6: Следете нивото на батерията

По принцип, колкото по -малко модул комуникира с облака, толкова по -добро спестяване на енергия. Модулът за крикет изисква енергия или за изпращане на актуализация до облака, или за оценка на стойности само на свързани сензори. Вярно е 0A, когато е в състояние OFF.

На практика той може да изпраща 10k съобщения до облака, използвайки 2xAAA алкални батерии и повече от 15k, когато се използват литиеви батерии. В този случай конфигурацията на монитора на батерията също е настроена да актуализира облачната услуга, когато стойността на нивото на батерията се променя само. Освен това консумацията на батерията може да бъде намалена чрез намаляване на разделителната способност на измерването на аналогов сигнал.

Стойността на батерията може да бъде изчислена, както следва:

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

Батериен разделител, където val се отчита нивото на батерията от услугата MQTT.

В този случай 1.4V показва ниско ниво на алкалната батерия и предлага да се смени, стойността, докладвана чрез MQTT, е 13 Vbatt (V) = 13 * 3.5/256 * 8 = 1.42V

Минималната стойност за крикет е 1.1V.

Конфигурация на аналоговия вход на IO2:

• IO2: Аналогов вход
• IO2 аналогов делител: 3

Тези стойности намаляват разделителната способност на аналоговия сигнал и значително намаляват консумацията на батерията, модулът ще намали времето за изпращане на нови актуализирани стойности в облака.

Аналогично, аналоговата стойност може да бъде изчислена по следната формула: IO2 (V) = io2_val * 3.5/256 * 2^IO2 Аналогов делител

Аналоговият разделител на 3 осигурява разделителна способност прибл. 0.1V

Стъпка 7: Получете още повече данни …

Има още много неща, които можете да играете с текущото си устройство, като четене на вграден температурен сензор, прочетете нивото на батерията и др. Моля, разгледайте повече информация за Things On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Стъпка 8: Обратна връзка

Благодарим ви, че отделихте време! Ако ви хареса да изградите този сензор за влага, ще съм ви много благодарен, ако можете да разпространите думата сред вашите връстници. Ако имате някакви отзиви или предложения как да го подобрим и да улесним другите хора, ще се радвам да го направя. Отворен съм за вашите предложения.

Много благодаря и се наслаждавайте!