Użytkownicy SUPLI w różny sposób radzą sobie z pomiarem temperatury oraz wilgotności we własnym domu lub mieszkaniu. W większości stosują czujniki podłączone do urządzeń wykonawczych realizujących inne funkcje (np. włączniki światła). Taki sposób pomiaru może być obarczony błędem wynikającym z wpływu temperatury elektroniki wykonawczej na czujnik pomiarowy. Oczywiście można wyprowadzić element pomiarowy poza obudowę włącznika, jednak trudno tu zachować jakąś w miarę sensowną estetykę takiego rozwiązania. Konkurencyjne systemy automatyki budynkowej posiadają w swoim portfolio czujniki pomiarowe zasilane bateryjnie.
Postanowiłem wykonać takie czujniki przy następujących założeniach:
- czujniki zasilane są z baterii 14250 (3.6 V) i realizują pomiar temperatury oraz wilgotności co 1 minutę,
- pomiar napięcia zasilania (poziom baterii) realizowany jest co 30 minut,
- dane z czujników są wysyłane na serwer SUPLA Cloud,
- czas pracy na baterii 14250 powinien przekraczać przynajmniej 6 miesięcy.
Przy tak postawionych założeniach nie byłem w stanie wykorzystać modułów ESP8266 ze względu na zbyt wysoki pobór prądu. Nawet gdybym usypiał moduł ESP, to czas pracy na baterii 14250 i tak nie przekroczyłby 2 – 3 tygodni.
Wykorzystałem więc moduły MOTEINO R6 firmy LowPowerLab specjalizującej się w budowie klonów Arduino z niskim zapotrzebowaniem na energię. Płytka ta ma jeszcze jedną bardzo ważną zaletę – posiada piny do wlutowania modułu radiowej transmisji danych RFM69. Ja zastosowałem radio pracujące na częstotliwości 868 MHz (RFM69CW) oraz czujnik temperatury i wilgotności Si7021. Całość została umieszczona w obudowie KM-84 produkcji firmy MASZCZYK Sp.J. Niestety nie znalazłem estetyczniejszej oraz mniejszej obudowy z gotowymi wycięciami pozwalającymi na swobodny dopływ powietrza do czujnika Si7021.
SCHEMAT IDEOWY TRANSMITERA
Uwaga! Na schemacie nie ma narysowanego modułu radiowego RFM69. Jest on wlutowany bezpośrednio na płytkę MOTEINO R6 stanowiąc jedną całość.
Krótkiego omówienia wymaga pokazany na schemacie układ na tranzystorach realizujący pomiar napięcia baterii. Zastosowanie tylko dzielnika napięcia zbudowanego na dwóch rezystorach R1 i R2 wprowadziłoby niepotrzebny ciągły pobór prądu. Stąd zastosowanie układu realizującego pomiar napięcia na wejściu analogowym A1 dopiero po podaniu napięcia (stanu wysokiego) na wyjściu A0. Symulację takiej funkcjonalności oraz wartości prądu płynącego przez układ pomiarowy można prześledzić na symulacji.
KOSZTORYS
- Moteino R6 Atmega 328p, 4 Mbit Flash [17,10 zł]
- Moduł radiowy RFM69CW 868 MHz [20,70 zł]
- Czujnik temperatury i wilgotności Si7021 [14,00 zł]
- Bateria 14250 3.6 V, 1.2 Ah [10,36 zł]
- Tranzystor P-MOSFET BS250P [1,90 zł]
- Tranzystor BC237 [0,34 zł]
- Rezystory R1, R2, R3, R4 [0,20 zł]
- Koszyk na baterię BTT-HOL42/PCB [3,46 zł]
- Płytka drukowana PCB [2,00 zł]
- Obudowa KM-84 [7,20 zł]
Ogółem koszt wykonania 1 szt. transmitera wynosi około 77,30 zł.
Ze względu na wielkość obudowy KM-84 zastosowałem elementy przewlekane, które są zdecydowanie łatwiejsze w lutowaniu. Płytkę mikrokontrolera MOTEINO R6 wlutowałem do PCB w taki sposób, aby moduł radiowy RFM59CW znajdował się na wierzchu. Przy wlutowywaniu modułu radiowego na płytkę mikrokontrolera proszę zwrócić uwagę na dokumentację (link). W zależności od zastosowanego modułu radiowego lutujemy go do właściwych pól lutowniczych na płytce MOTEINO R6. Antena to drut emaliowany 0.8 mm o długości 86 mm (o. 1/4 długości fali). Zwracam też uwagę na ostrożne obchodzenie się z tranzystorami MOSFET, które są bardzo wrażliwe na ładunki elektrostatyczne.
Gerber płytki drukowanej dopasowanej do obudowy KM-84 do pobrania: https://download.blaszczak.pl/?dir=SUPLA/RB-10. Może któryś z Czytelników znajdzie ciekawsze (mniejsze) obudowy, to proszę o informację zwrotną poprzez komentarz pod artykułem lub formularz kontaktowy.
W następnej części opiszę program oraz sposób programowania modułów MOTEINO. A tymczasem zapraszam do oglądnięcia kilku zdjęć wykonanych transmiterów.
>>> CZĘŚĆ 2 >>> |
W kosztorysie zabrakło tych blaszek na baterie (cena, typ). No chyba że to jakaś samoróbka.
Dziękuję za informację. Poprawione 🙂
Witam. Czy na pinie analogowym nie jest potrzebny kondensator 100nF ? Pytam bo na tym schemacie dodatkowo jest kondensator 100 nF. https://github.com/hallard/Battery-Voltage-Measure
Nie zaszkodzi.
Co do obudów to zachęcam do przejrzenia produktów Hammond’a. Mają bardzo ciekawą ofertę puszek do IoT (n.p 1551V3GY). Moim zdaniem bardzo dobra jakość i cena nie odstrasza.
Dzięki za info. Ta obudowa byłaby rewelacyjna, tyle że nie wejdzie na wysokość bateria na płytce drukowanej. Ale będę coś myślał z koszyczkiem plastikowym na baterię wstawionym w wycięcie w PCB.
— 12-10-2019 08:35 —
Obudowy zamówione 🙂
I jak udało się upchnąć czujnik do obudowy Hammond? Jestem ciekaw bo mam już te obudowy i będę się przymierzał.
Tak, udało się, choć staram się opracować (tylko ten brak czasu) PCB z procesorem ATMEGA (eliminując konieczność zakupu Moteino).
A byłaby szansa dostać od Pana chociaż obrys pcb tak abym nie musiał już męczyć się z tym?
Proszę o kilkanaście dni cierpliwości. Aktualnie mam mnóstwo tematów służbowych i deficyt czasu. Mam wykonane płytki do obudowy Hammond, muszę tylko uzbroić je w czujnik SHT31 (wlutować SMD) i sprawdzić, czy układ poprawnie działa. Tak to wygląda:
I jak tam z czasem? Może udało by się chociaż schemat wysępić? Zrobiłem swoją wersję pod Hammonda ale dobrze by było przed zamówieniem płytek sprawdzić poprawność.
Ten projekt nie będzie raczej przeze mnie rozwijany ze względu na koszty wykonania takich czujników. Zobacz https://www.blaszczak.pl/czujniki-temperatura-i-wilgotnosc-xiaomi-mijia-lywsd03mmc-w-supli/ i https://www.blaszczak.pl/supla-virtual-device-bramka-dla-czujnikow-xiaomi-lywsd03mmc/.
Ile w praktyce wynosi zasięg modułu radiowego ?
Nie robiłem jeszcze poważniejszych testów zasięgów, ale w typowym około 70 m2 mieszkaniu w bloku wszystkie czujniki działają poprawnie. Największa odległość jednego z czujników od bramki to około 8 m przez dwie ściany.
Aktualnie czekam na dostawę Si7021 – jeden z czujników chcę umieścić w piwnicy (mieszkam na 1 piętrze).
Gdzie kupowałeś Moteino?
bo w polskiej dystrybucji nie widzę a na stronie producenta cena z kosmosu trochę:/
pozdrawiam
Kupowałem tu: https://allegro.pl/oferta/moteino-r6-atmega328p-iot-4mbit-flash-arduino-7926014932
Brzmi jak reklama, ale mogę śmiało polecić tego sprzedawcę. Przy zakupie 3 szt. zniżka 30%.
Niestety nie pojawia się od kogo kupiłeś
Przepraszam, już poprawione 🙂
Pozdrawiam
Witam
Jakim programem i gdzie robisz pdb?
pcb miało być
Projekty PCB robię w programie EasyEDA (https://easyeda.com/page/download). Z poziomu programu tworzę zamówienie na wykonanie PCB w JLCPCB.com.
Witam.
Czy koniecznie musi być Motuino R6? R4 się nie nada? Nie znalazłem czym dokładnie różnią się te wersje modułów.
Też nie bardzo mogę znaleźć, czy są jakieś różnice (poza kolorem PCB). Raczej nie powinno być problemów.
Witam ponownie.
Pomalutku składam pierwszy moduł Motuino i zastanawiam się czy można bez zmian w programie zastosować radio 433MHz? Oczywiście celem jest większy zasięg.
Jak najbardziej jest to możliwe. Jedyna zmiana w kodzie programu, to definicja częstotliwości dla użytego modułu radiowego i jest to opisane w kodzie programów zarówno dla transmitera jak i bramki:
#define FREQUENCY RF69_868MHZ //Jeśli posiadasz moduł radiowy pracujący z inną częstotliwością zamień parametr na RF69_433MHZ lub RF69_915MHZ.
Gdzie w Polsce zostały kupione RFM69CW zgodnie z tym co jest napisane produkcji LPL a nie HRF?
Ja kupowałem na All…ro, ale widzę, że są dostępne w TME. Choć najtaniej można je kupić tu: https://pl.aliexpress.com/item/32887379895.html
Producent nie ma aż takiego znaczenia? Widziałem je wszystkie (aukcje i oferty) ale myślałem że, najlepiej będzie gdy będą to te od LowPowerLab (nie HopeRF czy innych).
Ok, dzięki za info.
Moim zdaniem nie ma znaczenia. Każdy producent modułu stosuje ten sam chip. Mam informację od użytkowników, którzy zakupili ten moduł w Chinach i też potwierdzają, że wszystko jest ok.
Z wielkim zainteresowaniem śledzę rozwój projektu. Ze względu na trudności w nabyciu MOTEINO R6, najbardziej zainteresowała mnie wersja RB-10 PRO. Jednak po krótkiej wzmiance o tej wersji „nastąpiła cisza”. Czy ta wersja jest dalej rozwijana, czy też – z jakichś przyczyn – została zaniechana ?
Dziękuję za zainteresowanie tym projektem. Niestety ze względów finansowych projekt nie jest dalej rozwijany. Szczegółowa odpowiedź tu: https://www.blaszczak.pl/czujniki-temperatura-i-wilgotnosc-xiaomi-mijia-lywsd03mmc-w-supli/, a dokładny opis tu: https://www.blaszczak.pl/supla-virtual-device-bramka-dla-czujnikow-xiaomi-lywsd03mmc/.
Dziękuję za szybką odpowiedź. Nawet się nie spodziewałem, że po kilku miesiącach ktoś tutaj zaglądnie.
Szkoda, że „tak to się skończyło” 🙂
Przy okazji jeszcze jedno pytanie: czy testowanie płytki do obudowy Hammond z czujnikiem SHT31 też zakończyło się niepowodzeniem? Nie widzę żadnych informacji na ten temat, dlatego pytam.
Niestety ze względów finansowych nie było sensu tego dalej prowadzić. Czujniki Xiaomi są tanie, mają wyświetlacz i są zasilane z taniej baterii Ja zmontowałem i uruchomiłem nadajnik z czujnikiem SHT31 (PCB do obudowy Hammond). Niestety problem pojawił się przy próbie lutowania czujnika SHT31, a w Chinach nie lutują tych czujników ze względu na możliwość ich uszkodzenia w trakcie lutowania maszynowego. Zaprojektowałem też drugą wersję PCB z czujnikiem SHT31 w formie gotowego modułu, ale tej wersji już nie wykonałem. Udostępniam ten projekt: https://easyeda.com/r.blaszczak/node-rb-10-all-parts-pcb_copy
Witam. Jaki jest koszt powyższego pcb bez montażu elementów, a jaki z ich montażem? Jaka jest cena przesyłki?
Niestety nie posiadam (i nie będę posiadał) już PCB do tego projektu.
Miałem na myśli jaki jest koszt powyższego zamówienia w Chinach.
Za 10 szt. PCB płaciłem kiedyś (z przesyłką) 12.5$.
Gdze można sprawdzić ile będzie kosztować Twój pcb ver. 2 z montażem elementów?
Należy przygotować projekt PCB (gerber) oraz specjalne pliki z wykazem elementów oraz współrzędnymi punktów lutowniczych. Pliki te przygotowujemy np. w EasyEDA. Takie pliki wrzucamy przy zamówieniu np. na stronie JLCPCB. Po weryfikacji elementów elektronicznych generowane jest podsumowanie z ceną za wykonanie PCB oraz montaż.
Czy Twój projekt jest już kompletny, aby sprawdzić koszt pcb z montażem? Jeżeli tak to sprawdzę. https://easyeda.com/r.blaszczak/node-rb-10-all-parts-pcb_copy
Tak, ten projekt jest kompletny (choć nie był wykonany fizycznie i sprawdzony). Proszę sprawdzić kwestie wymiarów koszyka na baterię. Ale można na podstawie tego projektu zrobić wycenę.
Jeszcze mam takie pytanie. Czy do moteino można jednocześnie podłączyć bme280 i oled Ssd1306?
Tak, Moteino to odpowiednik Arduino Nano na tym samym mikrokontrolerze ATmega328.
I tym razem odpowiedź błyskawiczna. Bardzo dziękuję.
Ciekawy byłem czy ten czujnik lepiej się sprawuje niż Si7021. Może sam odważę się i przetestuję jego działanie 🙂 Ale chyba nie tak szybko, bo zamawianie „trochę trwa”.
SHT31 jest bardzo dokładnym czujnikiem. Jeszcze lepszym (choć znacznie droższym) jest SHT35. W tym projekcie można zamiennie stosować te czujniki.
Realizacja wykonania PCB oraz montażu trwa około 3 tygodni.
Dziękuję za wyjaśniające informacje. Coraz więcej atutów za podjęciem prób zastosowania tego czujnika.
Tak też myślałem, że trzeba 3-4 tygodnie cierpliwości.
Co do samych czujników, to różnica w cenie jest ok. trzykrotna 🙁 Ale czasami, w celu uzyskania wskazań o wysokiej dokładności, można się pokusić i na taki wydatek.
W Xiaomi są właśnie SHT31, więc i ten argument odpada 🙂