Датчик влажности цветов IOT WiFi (питание от батареи): 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этом руководстве мы расскажем, как построить WiFi-датчик влажности / воды с монитором уровня заряда менее чем за 30 минут. Устройство контролирует уровень влажности и отправляет данные на смартфон через Интернет (MQTT) с выбранным интервалом времени. Используйте любое мобильное приложение MQTT для получения и визуализации данных. Устройство питается от 2 батареек AAA (или от одной батареи AAA), при правильной настройке может работать долгие годы. Он подключается к Интернету через сеть Wi-Fi с помощью модуля Wi-Fi Things On Edge Cricket, поэтому вам не требуется дополнительный IoT HUB.

Запасы

Перед тем как начать, убедитесь, что у вас есть следующие компоненты:

1. Модуль Wi-Fi Cricket (https://www.thingsonedge.com)
2. Датчик влажности почвы
3. 6-контактная клеммная колодка
4. 2 батарейки AAA (AAA или AA)
5. Батарейный блок AAA (AAA или AA)
6. 3x соединительных провода типа «мама» / «мама»

Если вы готовы, приступим

Шаг 1: Сборка

Теперь вам нужно подключить батареи и датчик влажности к модулю Cricket, выполнив следующие действия:

1. Подключите аккумулятор VCC / + (красный кабель) к порту BATT Cricket ПРИМЕЧАНИЕ: Модуль Cricket может питаться от батареек AA или AAA.
2. Подключите датчик VCC / + (зеленый кабель) к порту 3V3 Cricket ПРИМЕЧАНИЕ: порт 3,3 В обеспечивает стабильное питание 3,3 В независимо от уровня напряжения батареи.
3. Подключите аналоговый сигнал AOUT датчика (желтый кабель) к порту IO2 Cricket ПРИМЕЧАНИЕ: Этот порт можно настроить как аналоговый сигнал. Данные будут отправлены на ваш смартфон.
4. Подключите датчик GND / (-) (синий кабель) к порту GND Cricket.
5. Подключите аккумулятор GND / (-) (черный кабель) к тому же порту GND Cricket

Молодец, вы успешно собрали устройство!

Перед тем, как вы начнете использовать устройство, его необходимо настроить на портале разработчика. Пожалуйста, перейдите к следующему разделу.

Шаг 2. Настройте устройство на портале разработчика

Вы настраиваете устройство полностью по OTA (по воздуху) на сайте Things On Edge - Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com). Конфигурация загружается Cricket через Интернет при подключении к вашему Wi-Fi (см. Следующий раздел).

Теперь давайте сначала настроим его. Для датчика влажности рекомендуется установить следующую конфигурацию:

• Установите IO2 как аналоговый вход
• Сообщайте об уровне влажности каждые 2 часа - это позволит вашему устройству работать от 2 щелочных батареек AAA более 2 лет.

1. Откройте портал разработчиков TOE (https://dev.thingsonedge.com) в любом браузере на ПК или мобильном устройстве. Вы должны зарегистрироваться / войти на портал разработчика, чтобы активировать и настроить устройство в своей учетной записи. Иначе устройство работать не будет.

2. После успешного входа / регистрации вам необходимо нажать «Добавить новое» устройство, чтобы активировать ваше устройство в системе. Вам необходимо использовать уникальный серийный номер, напечатанный на наклейке на обратной стороне Cricket.

   ВНИМАНИЕ! Серийный номер следует хранить только для себя. Не делитесь этим ни с кем другим. Серийный номер - это личная учетная запись для связи MQTT между вашим устройством и смартфоном или любой другой интернет-службой. Другими словами, держите его в секрете, как ПИН-код кредитной карты.

   Теперь вы можете настроить свое устройство.

3. Установите следующую конфигурацию: RTC: ON

   Единицы RTC: секунды (будут изменены позже)

   Значение единиц RTC: 30 (будет изменено позже)

   IO2: аналоговый вход

   IO3: выкл.

   Монитор батареи: Вкл.

   Делитель батареи: 0

   Датчик температуры: Выкл.

   Принудительное обновление - IO1 Wake Up: On (будет изменено позже)

   Принудительно включить обновления - Пробуждение RTC: Вкл. (Будет изменено позже)

   Публикация событий: оставьте все пустыми

4. После того, как вы установите конфигурацию, нажмите кнопку «Сохранить».

Отличная работа! Вы почти там! Теперь вам просто нужно подключить устройство к Интернету через сеть Wi-Fi. Следуйте инструкциям в следующем разделе.

Шаг 3. Подключитесь к сети Wi-Fi (Интернет)

За несколько шагов вы подключите свое устройство к Интернету через сеть Wi-Fi. Все, что вам нужно сделать, это активировать частную точку доступа Wi-Fi Cricket, а затем открыть частную веб-страницу, чтобы передать свои учетные данные сети Wi-Fi. Пожалуйста, следуйте инструкциям ниже:

1. Нажмите и удерживайте кнопку на модуле в течение 5 секунд, пока светодиод не загорится постоянно.
2. Как только светодиод будет постоянно гореть, Cricket открыл частную точку доступа Wi-Fi. Подключитесь к точке доступа с ноутбука или смартфона со следующими учетными данными: SSID: toe_device Пароль не требуется
3. После подключения откройте частную веб-страницу: https://192.168.4.1/index.html ВНИМАНИЕ: убедитесь, что светодиод все еще горит! Если ВЫКЛ, повторите шаги с начала.
4. Теперь вы можете передать свои учетные данные сети Wi-Fi и нажать ПОДКЛЮЧИТЬСЯ. Если вы ввели правильный SSID и пароль, то через несколько секунд устройство должно сообщить, что находится в сети, и светодиод погаснет.

Поздравляю! Теперь ваше устройство подключено к Интернету! Вы можете начать считывать данные с датчика на своем смартфоне или любом другом интернет-сервисе. См. Следующий раздел в качестве примера.

Шаг 4. Использование клиента MQTT на мобильном устройстве

Вы можете использовать любой предпочитаемый клиент MQTT. Однако для полноты этого проекта давайте использовать приложение IoT MQTT Panel для получения и визуализации данных. Модуль Cricket подключается через брокера MQTT Things On Edge с малой задержкой (mqtt.thingsonedge.com). Вам просто нужно проделать следующие шаги:

1. Настройте соединение с сервером со следующими данными: IP-адрес сервера / брокера: mqtt.thingsonedge.com Номер порта: 1883 Сетевой протокол: TCP
2. Добавить устройство, например «Датчик влажности»
3. Перейти к дополнительным параметрам: Имя пользователя: your_cricket_serial_number Пароль: your_cricket_serial_number Автоматическое подключение: ДА
4. Нажмите кнопку Create
5. Нажмите ДОБАВИТЬ ПАНЕЛЬ
6. Выберите: линейный график
7. Задайте детали для графика 1 для чтения данных с датчика (из порта Cricket IO2) Имя панели: например, Датчик влажности Тема для графика 1: / your_cricket_serial_number / io2 Показать площадь: ДА Показать точки: ДА

Для получения дополнительной информации см. Прикрепленные снимки экрана с панели IoT MQTT.

Поздравляем! Ваш датчик влажности уже работает и отправляет данные через Интернет на ваш смартфон. Уровень заряда батареи можно отслеживать через MQTT в специальной теме / your_cricket_serial_number / batt.

Шаг 5. Оптимизируйте свое устройство для работы от батарей в течение многих лет

Вы можете заставить свое устройство работать на этих батареях годами. Вам просто нужно внести следующие изменения:

1. просыпаться каждые пару часов, например 2 часа
2. отправлять данные в Интернет только при изменении значения датчика

Откройте портал разработчиков TOE (https://dev.thingsonedge.com) и установите следующую конфигурацию:

• RTC: ВКЛ.
• Единицы измерения RTC: часы (отправлять данные только при изменении)
• Значение единиц RTC: 2
• IO2: аналоговый вход
• Аналоговый делитель IO2: 3
• IO3: выкл.
• Монитор батареи: Вкл.
• Делитель батареи: 3
• Датчик температуры: Выкл.
• Принудительное обновление включено - IO1 Wake Up: выключено (отправлять данные только при изменении)
• Принудительное обновление включено - Пробуждение RTC: Выкл. (Отправлять данные только при изменении)
• Публикация событий: оставьте все пустыми

Шаг 6. Следите за уровнем заряда батареи

В принципе, чем меньше модуль обменивается данными с облаком, тем выше энергосбережение. Модуль Cricket требует энергии либо для отправки обновления в облако, либо только для оценки значений подключенных датчиков. В состоянии ВЫКЛ. Истина 0А.

На практике он может отправлять 10 000 сообщений в облако с использованием 2 щелочных батарей AAA и более 15 000 при использовании литиевых батарей. В этом случае конфигурация монитора батареи также настроена на обновление облачной службы только при изменении значения уровня заряда батареи. Дополнительно потребление батареи может быть уменьшено за счет снижения разрешающей способности измерения аналогового сигнала.

Уровень заряда батареи можно рассчитать следующим образом:

Vbatt = значение * (3,5 / 256) * 2 ^

Делитель батареи, где val - это уровень заряда батареи из службы MQTT.

В этом случае 1,4 В указывает на низкий уровень щелочной батареи и предлагает заменить ее, значение, указанное через MQTT, составляет 13 Ватт (В) = 13 * 3,5 / 256 * 8 = 1,42 В.

Минимальное значение для Cricket составляет 1,1 В.

Конфигурация аналогового входа IO2:

• IO2: аналоговый вход
• Аналоговый делитель IO2: 3

Эти значения уменьшают разрешение аналогового сигнала и значительно снижают расход батареи, модуль сокращает время отправки новых обновленных значений в облако.

Аналогичным образом аналоговое значение можно рассчитать по следующей формуле: IO2 (V) = io2_val * 3.5 / 256 * 2 ^ IO2 Analog Divider

Аналоговый делитель на 3 обеспечивает разрешение прибл. 0,1 В

Шаг 7. Получите еще больше данных…

Вы можете поиграть со своим текущим устройством гораздо больше, например, считывать показания встроенного датчика температуры, считывать уровень заряда батареи и многое другое. Дополнительную информацию можно найти на сайте Things On Edge на GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Шаг 8: обратная связь

Спасибо, что нашли время! Если вам понравилось создавать этот датчик влажности, я был бы очень признателен, если бы вы могли рассказать о нем своим коллегам. Если у вас есть отзывы или предложения, как улучшить его и упростить другим людям, я был бы более чем счастлив это сделать. Я открыт для ваших предложений.

Большое спасибо и наслаждайтесь!