Výběr vhodného HW pro meteostanici

mhepp

Výběr vhodného HW pro meteostanici
« kdy: 01. 12. 2015, 00:29:55 »
Ahoj,

doma již pár let měřím teploty, tlak a vlhkost vzduchu pomocí čidel připojených k RasPi. Většina čidel je připojená přes I2C (až na vlhkost, ale to není podstatné) a to včetně DS18B20, protože SW 1-Wire přes GPIO byla silně nespolehlivá. RaspberryPi mi teploty rovnou ukládá do RRD a zároveň slouží jako NAS a na pár dalších blbostí. Jako NAS je to na hranici použitelnosti, zároveň mi dosluhuje router a zvažuji koupi Turrise, takže bych si uklidil na skříni a RPi zrušil a dal do skříně. Zároveň zvažuji již delší dobu přidání dalších měřených veličin, jako jsou (pro začátek) srážky (a časem sluneční svit, směr a síla větru).

Inspirován nedávným seriálem o bezdrátovém čidlu jsem si říkal, že bych mohl rovnou zlikvidovat ty metry drátů, které mi propojují venkovní čidla a vytvořil podobné řešení jako v seriálu -- napájení baterií a dobíjení pomocí soláru. Nyní se dostávám k jádru pudla.

Takže potřebuji propojit bezdrátově teplotní, vlhkostní čidla a srážkové měřidlo. V úvahu přichází tyto moznosti

  • Arduino a 433MHz -- zde záleží hodně na vlastnostech GPIO na RPi/Turris-u -- jestli jsou schopny zpracovat přerušení, aby mi neběžela zbytečně vytěžující smyčka čekající na změnu na portu s připojeným 433MHz přijímačem (RPi zvládá, ale jestli i Turris...).
  • Arduino a ESP8266 -- ESP v jednodušší variantě se sériovým portem jen na přenos dat
  • Když už ESP8266, tak nějakou vyšší variantu, třeba ESP12, které má GPIO a podobně a nemusel bych si komplikovat život s Arduinem. Stejně mi stačí I2C (a 1-Wire).


Těmi 433MHz si nejsem jistý, bude to chtít pohledat nějakou knihovnu, která by umožnila přenost dat mezi Arduino a RPi/Turris -- Víte o nějaké vhodné? Pro RPi jsem našel tohle: https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=37&t=82906, zatím jsem to moc nezkoumal...

Arduino a ESP8266 je další možnost, která se otvírá -- jednodušší odesílání dat díky TCP/IP, takže stačí odesílat data ve vhodném formátu a na straně RPi/Turris-u je jen zpracovávat.

A samotné ESP8266 umí skoro vše potřebné samo o sobě, tak proč nepoužít je samotné... Hezká idea, ale potřebuji  nějak vyřešit srážkoměr. Ten sepne na krátký okamžík při napršení daného objemu vody a to je vše. ESP se z hlubokého spánku údajně neumí probudit jinak než resetem, ale datasheet

Navíc, alespoň některá ESP8266 jsou (podle některých zdrojů) citlivá na napájecí napětí - bezpečně maximálně 3.6V, což nevím, jestli zvládne při použití LiPol baterky a nabíjecího modulu TP4056.

Arduino a ESP8266 i 433MHz prijímače/vysílače jsou pro mne nové věci, takže o tom mnoho nevím. Možná jsou mé úvahy zcela zcestné a není třeba se až tak bát spotřeby a tak. Jaké byste navrhli řešení pro daný problém?


fedorac

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #1 kdy: 01. 12. 2015, 08:04:52 »
neco podobneho jsem chtel zkusit, zatim  aliexpress naposilal cidla vlhkosti , tlaku, teploty, esp, solar panel.
ale nemel jsem cas s tim pohnout. muzem to nejak dat dohromady ;)

takovej projekt na kickstarteru by taky nebyl marny ;)


k

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #2 kdy: 01. 12. 2015, 08:39:55 »
Jaké byste navrhli řešení pro daný problém?

Po baráku natáhnout drát, čtyřžilový napájení+RS485. Nemusíš řešit baterky, vliv mrazu na baterky, nabíjení, složitý DC-DC pro napájení a ochranu proti nadměrnému vybití.

Pokud to chceš mít bezdrátové, musíš vědět kolik metrů to má chodit. Hračky s anténou na PCB moc daleko nejdou.

Pavouk106

  • *****
  • 2 400
    • Zobrazit profil
    • Můj blog
    • E-mail
Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #3 kdy: 01. 12. 2015, 08:49:51 »
Kdybys měl na straně čidla Arduino, tak si pořiď nějaký 328P šváby zvlášť, protože sama deska Arduina žere celkem dost i v hlubokym spánku, zatímco samotej mikročip žere skoro kulový. Možná by stačilo i ATTiny (já do něj narval uspávání, 433MHZ knihovnu a DHT knihovnu a zabírá to cca 7kB - šlo by to určitě optimalizovat, ale zatím nebyl důvod).

433MHz moduly za 1-2$: vysílač je čtvercovej se třema pinama, přijímač obdélník se čtyřma. Pořád jsem nebyl schopnej (ne, že bych se extrémně snažil) zjistit spolehlivej dosah. Dal jsem k obojímu 17,4cm anténu smotanou do spirály, praktickej dosah je teď asi 10 metrů skrz zdi, ledničku, vestavěnou troubu, mikrovlnku, ... Přijímač je velmi citlivej na napětí. Když nemá 5V ale jen 4,7V, tak vlastně nefunguje. Vysílači je to nejspíš fuk a dokonce by měl při vyšším napětí mít lepší dosah (až 12V).

k

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #4 kdy: 01. 12. 2015, 08:56:23 »


Pavouk106

  • *****
  • 2 400
    • Zobrazit profil
    • Můj blog
    • E-mail
Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #5 kdy: 01. 12. 2015, 09:33:24 »
Osvědčené moduly na 433 MHz jsou zde:
http://iqrf.cz/weben/index.php?sekce=products&id=transceivers
Teda upřímně, moduly za 20€? To už si můžu pomalu rovnou zaplatit za to, že mi to někdo dá dohromady místo mě... Tady se podle mě bavíme o nízkonákladových řešeních, ne 800Kč za jednu věc.

Pavouk106

  • *****
  • 2 400
    • Zobrazit profil
    • Můj blog
    • E-mail
Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #6 kdy: 01. 12. 2015, 09:34:01 »
Pardon, 500Kč, nějak jsem to předtím nespočítal :-)

Jimmm

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #7 kdy: 01. 12. 2015, 09:41:33 »
Nedavno jsem resil domaci meteo, az jsem poridil Giom3000 za 5K a je od toho pokoj. :) Z toho to jen vyzira kazde 3m server pres snmp.

k

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #8 kdy: 01. 12. 2015, 10:07:16 »
Tady se podle mě bavíme o nízkonákladových řešeních

Nízkonákladový je kabel za 5 Kč metr. Patlat se s bezdrátovým čidlem 1,5 metru na balkon smysl nemá. Pokud to má slušně fungovat odněkud ze zahrady 50 metrů daleko, pak to nebude stát 2 USD, ale 10x tolik.

ES

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #9 kdy: 01. 12. 2015, 10:44:03 »
Pokud to bude jen trochu mozne tak natahnout kabel, telefoni 4linka, UTP..
Meteostanici provozuju uz asi 8let a pokud ma byt k necemu dobre mereni rychlosti vetru (v mem pripade mala vetrna elektrarna)
to je nejen rychlost ale i narazy vetru musi byt mereni aktivni pomerne casto a dlouho, samozdrejme nejvic v zime kdy jakekoliv
baterky trpi. Solarni panel to nezachrani protoze cokoliv nabijeciho ma dost velke samovybijeni a v zime solar neda nic treba 3tydny v kuse.

fedorac

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #10 kdy: 01. 12. 2015, 11:09:25 »
pro skarohlidy :
- i v zime solar dava
- i v zime lifepo funguji
- esp s pcb antenou chodi na 300 metru proti tp-link ted nevim typ

kabel si strcte kamkoliv libo

ano, mereni vetru muze byt orisek, ultrazvuk by byl asi zbytecne drahy,
ja bych to zatim neresil - ale berte to jako vyzvu ;)

Jimmm

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #11 kdy: 01. 12. 2015, 11:32:51 »
Pro ES: Neni to samozdrejme, ale samozrejme....  Nedavnojsem to videl v jinem thready a nici me to.

mhepp

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #12 kdy: 01. 12. 2015, 13:42:03 »
Díky za podněty, trochu to upřesním...

  • Meteostanice za drahý peníz neřeší můj problém. Chci bastlit, chci svá měření a své zpracování dat.
  • Natáhnout kabel... To mám teď a nevyhovuje mi -- delší vedení == větší ztráty na napájení (řešitelné vyšším napětím a měničem) a hlavně při vyšších jednotkách až nižších desítkách metrů se stávají mnohé sběrnice nespolehlivé.
  • Ve výsledku, baterie není nutná, protože napájení můžu vyřešit z dílny, kde mám 230V, ale data po drátu už přenášet je problém (vedení toho drátu).
  • Rychlost větru měřit nutně nemusím, není to až tak potřeba, spíš se rád koukám na grafy, tak že bych měl nový ;)

Každopádně, výsledek je ten, že nejspíš použiju ESP, protože 433MHz má (krátký) dosah závislý na mnoha vlivech. Jestli k tomu přidat Arduino (resp. jen samotný procesor, jak tu bylo doporučeno), to je otázka. Díval jsem se ještě do katalogového listu na ty ESP a spotřeba v režimu spánku (ne hlubokého) je taky celkem malá, takže to by mohlo být řešení.

Pavouk106

  • *****
  • 2 400
    • Zobrazit profil
    • Můj blog
    • E-mail
Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #13 kdy: 01. 12. 2015, 15:00:50 »
Díval jsem se ještě do katalogového listu na ty ESP a spotřeba v režimu spánku (ne hlubokého) je taky celkem malá, takže to by mohlo být řešení.
Já nekoukal a spotřebu ESP, nicméně Atmega328P umí spát jen za cca 300uA (mikroampérů, tedy 0.3mA). ATTiny85 spí za tolik, že to moje (vcelku obyčejný) měřáky nezměří.

Každopádně pokud Tě nelimituje napájení, tak je fuk, co použiješ ;-)

mhepp

Re:Výběr vhodného HW pro meteostanici
« Odpověď #14 kdy: 01. 12. 2015, 16:19:39 »
ESP má u hlubokého spánku 10uA a u lehkého 0,9mA (ano, znám rozdíl mezi mikro a mili ;) dříve jsem si stavěl tranzistorové kravinky a hrál si s hradlovou logikou. U PIC generace mi ujel vlak, tak zkouším naskočit na ten další...). U toho lehkého si dokonce pravidelně vybírá Beacon frame, takže by mohl komunikova obousměrně (jestli jsem to pochopil dobře).

Co se týče napájení, zatím bych se rád držel baterie a plné nezávislosti. Je to pro mne zajímavá myšlenka, kterou bych zatím neopouštěl.

Díval jsem se ještě do katalogového listu na ty ESP a spotřeba v režimu spánku (ne hlubokého) je taky celkem malá, takže to by mohlo být řešení.
Já nekoukal a spotřebu ESP, nicméně Atmega328P umí spát jen za cca 300uA (mikroampérů, tedy 0.3mA). ATTiny85 spí za tolik, že to moje (vcelku obyčejný) měřáky nezměří.

Každopádně pokud Tě nelimituje napájení, tak je fuk, co použiješ ;-)