Sensore di umidità per fiori IOT WiFi (alimentato a batteria): 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questo tutorial presentiamo come costruire un sensore di umidità/acqua WiFi con un monitor del livello della batteria in meno di 30 minuti. Il dispositivo monitora il livello di umidità e invia i dati a uno smartphone tramite Internet (MQTT) con un intervallo di tempo prescelto. Utilizza qualsiasi app mobile MQTT per ricevere e visualizzare i dati. Il dispositivo è alimentato da 2 batterie AAA (o un singolo AAA), se configurato correttamente può durare per anni. Si connette a Internet tramite la rete Wi-Fi utilizzando il modulo Wi-Fi Things On Edge Cricket, quindi non è necessario alcun HUB IoT aggiuntivo.

Forniture

Prima di iniziare, assicurati di avere i seguenti componenti:

1. Modulo Wi-Fi Cricket (https://www.thingsonedge.com)
2. Sensore di umidità del suolo
3. Morsettiera a 6 vie
4. 2 batterie AAA (AAA o AA)
5. Pacco batterie AAA (AAA o AA)
6. 3x cavi jumper femmina/femmina

Se sei pronto, iniziamo

Passaggio 1: assemblaggio

Ora è necessario collegare le batterie e il sensore di umidità al modulo Cricket con i seguenti passaggi:

1. Collegare la batteria VCC/+ (cavo rosso) alla porta BATT di Cricket NOTA: il modulo Cricket può essere alimentato sia con batterie AA che AAA
2. Collegare il sensore VCC / + (cavo verde) alla porta 3V3 di Cricket NOTA: la porta da 3,3 V fornisce 3,3 V stabili indipendentemente dal livello di tensione della batteria
3. Collegare il segnale analogico AOUT del sensore (cavo giallo) alla porta IO2 di Cricket NOTA: questa porta può essere configurata come segnale analogico. I dati verranno riportati sul tuo smartphone
4. Collegare il sensore GND / (-) (cavo blu) alla porta GND di Cricket
5. Collegare la batteria GND / (-) (cavo nero) alla stessa porta Cricket GND

Ben fatto, hai assemblato con successo il dispositivo!

Prima di iniziare a utilizzare il dispositivo, è necessario configurarlo nel Portale per sviluppatori. Si prega di passare alla sezione successiva.

Passaggio 2: configura il tuo dispositivo nel portale per sviluppatori

Configura il dispositivo interamente OTA (Over The Air) su Things On Edge - Portale per sviluppatori (https://dev.thingsonedge.com). La configurazione viene recuperata da Cricket via Internet quando è connesso al tuo Wi-Fi (vedi la sezione successiva).

Ora configuriamolo prima. Per il sensore di umidità si consiglia di impostare la seguente configurazione:

• Imposta IO2 come ingresso analogico
• Segnala il livello di umidità ogni 2 ore: farà funzionare il tuo dispositivo con 2 batterie alcaline AAA per più di 2 anni.

1. Apri TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) da qualsiasi browser da PC o dispositivo mobile. Devi registrarti/accedere al Portale per sviluppatori per attivare e configurare il dispositivo nel tuo account. Altrimenti il dispositivo non funzionerà.

2. Dopo aver effettuato l'accesso/registrazione con successo, è necessario fare clic su "Aggiungi nuovo" dispositivo per attivare il dispositivo nel sistema. È necessario utilizzare il numero di serie univoco stampato su un'etichetta adesiva sul retro di Cricket.

   ATTENZIONE: devi conservare il numero di serie solo per te. Non condividerlo con nessun altro. Il numero di serie è un account di comunicazione MQTT privato tra il tuo dispositivo e uno smartphone o qualsiasi altro servizio Internet. In altre parole, tienilo segreto come il PIN di una carta di credito.

   Ora puoi configurare il tuo dispositivo.

3. Impostare la seguente configurazione:RTC: ON

   Unità RTC: Secondi (da modificare in seguito)

   Valore unità RTC: 30 (da modificare in seguito)

   IO2: ingresso analogico

   IO3: spento

   Monitoraggio della batteria: acceso

   Divisore batteria: 0

   Sensore di temperatura: spento

   Forza aggiornamenti su - IO1 Wake Up: On (da modificare in seguito)

   Forza aggiornamenti su - RTC Wake Up: On (da modificare in seguito)

   Post Eventi: lascia tutto vuoto

4. Una volta impostata la configurazione, premi il pulsante Salva.

Molto bene! Ci sei quasi! Ora devi solo connettere il tuo dispositivo a Internet tramite la tua rete Wi-Fi. Si prega di seguire la sezione successiva come farlo.

Passaggio 3: connettersi alla rete Wi-Fi (Internet)

In pochi passaggi collegherai il tuo dispositivo a Internet tramite la tua rete Wi-Fi. Tutto quello che devi fare è attivare l'hotspot Wi-Fi privato di Cricket e quindi aprire una pagina web privata per passare le tue credenziali di rete Wi-Fi. Si prega di seguire i passaggi seguenti:

1. Tenere premuto un pulsante sul modulo per 5 secondi finché il LED non è costantemente acceso.
2. Una volta che il LED è costantemente acceso, Cricket ha aperto un hot spot Wi-Fi privato. Connettiti da un laptop o uno smartphone all'hot spot con le seguenti credenziali: SSID: toe_device Non è richiesta alcuna password
3. Una volta connesso, apri una pagina web privata: https://192.168.4.1/index.htmlAVVISO: assicurati che il LED sia ancora acceso! Se è OFF ripetere i passaggi dall'inizio
4. Ora puoi passare le tue credenziali di rete Wi-Fi e fare clic su CONNETTI. Se hai passato SSID e password corretti, dopo pochi secondi il dispositivo dovrebbe segnalare che è online e il LED sarà spento.

Congratulazioni! Ora il tuo dispositivo è attivo e connesso a Internet! Puoi iniziare a leggere i dati dal sensore sul tuo smartphone o su qualsiasi altro servizio Internet. Si prega di vedere la sezione successiva come esempio.

Passaggio 4: utilizzo del client MQTT su dispositivi mobili

Puoi utilizzare qualsiasi client MQTT preferito. Tuttavia, per la completezza di questo progetto, utilizziamo l'applicazione IoT MQTT Panel per ricevere e visualizzare i dati. Il modulo Cricket si connette tramite il broker MQTT Things On Edge a bassa latenza (mqtt.thingsonedge.com). Devi solo fare i seguenti passaggi:

1. Configurare una connessione al server con i seguenti dettagli:Indirizzo IP server/broker: mqtt.thingsonedge.comNumero porta: 1883Protocollo di rete: TCP
2. Aggiungi dispositivo, ad es. "Sensore di umidità"
3. Vai alle opzioni avanzate: Nome utente: tuo_numero_seriale_cricket Password: tuo_numero_seriale_cricket Connetti automaticamente: S
4. Premi il pulsante Crea
5. Premere AGGIUNGI PANNELLO
6. Seleziona: Grafico a linee
7. Imposta i dettagli per il grafico 1 per leggere i dati dal sensore (dalla porta Cricket IO2) Nome del pannello: ad es. Sensore di umidità Argomento per il grafico 1: /your_cricket_serial_number/io2 Mostra area: S Mostra punti: S

Per maggiori informazioni fare riferimento agli screenshot allegati da IoT MQTT Panel.

Congratulazioni! Il tuo sensore di umidità sta già funzionando e sta inviando dati via Internet al tuo smartphone. Il livello della batteria può essere monitorato tramite MQTT utilizzando l'argomento dedicato /your_cricket_serial_number/batt

Passaggio 5: ottimizza il tuo dispositivo per funzionare per anni con le batterie

Puoi far funzionare il tuo dispositivo per anni con queste batterie. Devi solo apportare le seguenti modifiche:

1. svegliarsi ogni due ore, ad es. 2 ore
2. inviare dati a Internet solo quando il valore del sensore cambia

Apri il TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) e imposta la seguente configurazione:

• RTC: ON
• Unità RTC: Ore (invia dati solo se modificati)
• Valore unità RTC: 2
• IO2: ingresso analogico
• Divisore analogico IO2: 3
• IO3: spento
• Monitoraggio della batteria: acceso
• Divisore batteria: 3
• Sensore di temperatura: spento
• Forza aggiornamenti attivi - IO1 Wake Up: Off (invia dati solo se modificati)
• Forza aggiornamenti attivi - RTC Wake Up: Off (invia dati solo se modificati)
• Post Eventi: lascia tutto vuoto

Passaggio 6: monitorare il livello della batteria

In linea di principio, meno modulo comunica con il cloud, maggiore è il risparmio energetico. Il modulo Cricket richiede energia per inviare un aggiornamento al cloud o valutare solo i valori dei sensori collegati. È vero 0A quando è in stato OFF.

In pratica può inviare 10k messaggi al cloud utilizzando 2 batterie alcaline AAA e più di 15k se usate batterie al litio. In questo caso la configurazione del monitoraggio della batteria è impostata anche per aggiornare il servizio cloud quando cambia solo il valore del livello della batteria. Inoltre, il consumo della batteria può essere ridotto abbassando la risoluzione della misurazione di un segnale analogico.

Il valore della batteria può essere calcolato come segue:

Vbatt = val * (3,5/256) * 2^

Divisore batteria dove val è riportato il livello della batteria dal servizio MQTT.

In questo caso 1.4V indica basso livello della batteria alcalina e suggerisce di sostituirla, il valore riportato tramite MQTT è 13 Vbatt (V) = 13*3.5/256 * 8 = 1.42V

Il valore minimo per il Cricket è 1.1V.

Configurazione ingresso analogico IO2:

• IO2: ingresso analogico
• Divisore analogico IO2: 3

Questi valori riducono la risoluzione del segnale analogico e riducono notevolmente il consumo della batteria, il modulo ridurrà i tempi di invio di nuovi valori aggiornati al Cloud.

Allo stesso modo, il valore analogico può essere calcolato utilizzando la seguente formula: IO2 (V) = io2_val*3.5/256 * 2^IO2 Analog Divider

Il divisore analogico di 3 fornisce una risoluzione di ca. 0,1V

Passaggio 7: ricevi ancora più dati…

C'è molto altro che puoi giocare con il tuo dispositivo attuale come leggere il sensore di temperatura integrato, leggere il livello della batteria e altro ancora. Consulta ulteriori informazioni su Things On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Passaggio 8: feedback

Grazie per aver dedicato del tempo! Se ti è piaciuto costruire questo sensore di umidità, ti sarei davvero grato se potessi spargere la voce tra i tuoi coetanei. Se hai commenti o suggerimenti su come migliorarlo e renderlo più facile per altre persone, sarei più che felice di farlo. Sono aperto ai tuoi suggerimenti.

Molte grazie e buon divertimento!