Archiv der Kategorie: IoT & Embedded Innovation

BLE Präsenzmelder Wegfahrsperre

Technische Beschreibung BLE Wegfahrsperre
Technische Beschreibung BLE Wegfahrsperre

Der Source Code zu diesem Projekt kann in meinem Web Shop erworben werden.

Key Features

  • Wegfahrsperre mit BLE oder Magnet
  • Einstellbare Modulparameter √ľber den Webbrowser
  • Innovativer Mikrokontroller ESP32 mit Bluetooth und 4 MB Flash Speicher
  • Standalone Betrieb √ľber lokalen WIFI-Access Point
  • Integrierter Web-Server
  • Programmierbarer Relais Schaltkontakt
  • Kompakte Bauform und leichte Montage

Allgemeines

Die Aufgabe f√ľr dieses Projekt bestand darin, eine Wegfahrsperre zu entwickeln, die √ľber ein in der N√§he des Fahrzeugs befindliches bekanntes Bluetooth Ger√§t freigegeben wird. Dies k√∂nnt z.B. ein Mobiltelefon sein, dessen Bluetooth aktiv ist, oder ein BLE-Beacon der am Schl√ľsselbund h√§ngt.

Als Hardwareplattform wurde ein ESP32 WROOM Modul verwendet, da dieser Kontroller ¬†bereits √ľber eine integrierte Bluetooth Funktionalit√§t verf√ľgt.

Die Schaltung wird nach dem Einschalten der Z√ľndung mit 12V aus dem Bord Netz versorgt. Ein Step-Down Konverter erzeugt daraus die stabilisierte 5.0V Versorgungsspannung f√ľr den ESP32. Ein Relais mit einem potentialfreien Schaltkontakt sorgt nachher f√ľr die Freigabe- bzw. Unterbrechung der Z√ľndung.
Alternativ zu einem Bluetooth Device,¬† kann das Modul auch so konfiguriert werden, das die Freigabe auch √ľber einen Magneten als Schalter freigegeben werden kann.

Das Modul √∂ffnet nach dem Einschalten der Z√ľndung einen eigenen WIFI-Accesspoint, der einen Zugriff auf die Modulparameter der Wegfahrsperre erm√∂glicht. Dieser Accesspoint ist durch ein Passwort gegen einen unbefugten Zugriff gesch√ľtzt.

Wichtiger Hinweis:
Eine Ver√§nderung an der Bord Elektronik kann zum Erl√∂schen der Betriebserlaubnis des Fahrzeugs f√ľhren!
Die Einbauarbeiten sollte in jedem Fall nur von einen Fachmann durchgef√ľhrt werden.

Ansicht im Webbrowser

Schaltplan

SML to S0 Konverter mit OLED-Display und MQTT

Technische Beschreibung SML to S0 Konverter
Technische Beschreibung SML to S0 Konverter

Der fertige Einbausatz und der Source Code zu diesem Projekt kann in meinem Web Shop erworben werden.

Allgemeines

Die Aufgabe f√ľr dieses Projekt bestand darin, die √úberschussleistung einer Solaranlage f√ľr den Betrieb diverser Verbraucher √ľber eine S0-Schnittstelle und einen Relaisschaltausgang bereit zu stellen.

In diesem speziellen Fall handelte es sich um eine W√§rmepumpe, die √ľber eine S0 ‚Äď Schnittstelle die √úberschussleistung auswerten kann und bei einer definierten √úberschussleistung diese Energie nutzt um W√§rme zu erzeugen.

So entstand dieses Projekt, dass SML – Smartmeterdaten √ľber die Infrarotschnittstelle der Messstelle einlesen und diese Werte √ľber einen Optokoppler als S0 ‚Äď Pulssignal ausgeben kann. Im weiteren Verlauf des Projekts, wurde eine MQTT- Kommunikation sowie eine OLED-Displayanzeige hinzugef√ľgt, um die ausgelesenen Werte anzuzeigen.

Als Hardwareplattform wurde ein Wemos D1 mini Modul mit einem ESP8266 verwendet. Hier√ľber werden die Daten der IR-Schnittstelle eingelesen verarbeitet und als S0 ‚Äď Signal, Relais Schaltkontakt oder per MQTT ausgegeben. Die Modul Parameter k√∂nnen √ľber ein integriertes Webinterface angezeigt und konfiguriert werden.

Es ist ebenfalls m√∂glich den Z√§hler Pin Code zu speichern und bei Bedarf zum Z√§hler zu √ľbertragen, vorausgesetzt der vorhandene Z√§hler und der verwendete IR-Schreib- Lesekopf unterst√ľtzen dies. Es ist auch m√∂glich ein Relais auf einen Schwellwert zu konfigurieren um beim Erreichen einen Schaltvorgang durchzuf√ľhren.

Der Zugriff auf das integrierte Webinterface erfolgt Passwortgesch√ľtzt √ľber das lokale WIFI-Netzwerk, kann aber auch autark √ľber einen lokalen Access Point des Moduls erfolgen.

Wichtiger Hinweis:

Wichtiger Hinweis:
Beim modernen Smartmetern werden die Daten √ľber ein standardisiertes SML-Protokoll √ľbertragen. Es werden von verschiedenen Herstellern zuweilen unterschiedliche √úbertragungs Einstellungen verwendet. Auch die SML Protokolle k√∂nnen unterschiedliche Dateninhalte aufweisen. Deshalb wurden die drei g√§ngigsten Smartmeter Typen implementiert. Diese k√∂nnen im Webinterface ausgew√§hlt werden. F√ľr weitere Smartmeter Typen kann es notwendig sein, dass die Daten mit der vorliegenden Programmierung nicht ausgelesen werden k√∂nnen und in der Firmware weitere Anpassungen notwendig sind.
Hierf√ľr sind verschiedene Debug Optionen in die Firmware integriert, die √ľber entsprechende Include Anweisungen aktiviert werden. Somit ist es leicht m√∂glich das Protokoll √ľber den seriellen Monitor auszugeben, zu analysieren und das Programm entsprechend anzupassen!

Key Features

  • TTL IR-Lesekopf zur Erfassung von SML-Z√§hlerdaten
  • √úbertragung der Z√§hler PIN mit IR- Schreib- Lesekopf
  • Auswahl des √ľber S0 zu √ľbertragenden Wertes
  • S0 – Pulsausgang potentialfrei √ľber Optokoppler
  • Programmierbarer Relais Schaltkontakt
  • OLED-Display I2C
  • MQTT Anbindung
  • Freie Skalierung der erfassten Z√§hlerwerte
  • Innovativer Mikrokontroller ESP8266 mit 4 MB Flash
  • Kompakte Bauform und leichte Montage
  • WIFI-Manager, Landing Portal
  • Stand Alone Betrieb √ľber lokalen WIFI-Access Point
  • Integrierter Web-Server
  • OTA-Firmware Update

Schaltplan

RFID-Kaffeekasse mit Nextion Display

Technische Beschreibung RFID-Kaffekasse HV1
Technische Beschreibung RFID-Kaffekasse HV1
Technische Beschreibung RFID-Kaffekasse HV2
Technische Beschreibung RFID-Kaffekasse HV2

Der Source Code zu diesem Projekt kann in meinem Web Shop erworben werden.

Key Features

  • Schnelle Erfassung von Kaffeebezugsdaten
  • Verschlei√üfreie RFID-Erfassung
  • Anmeldung von bis zu 50 Kunden
  • Zwei Administratorkarten
  • Remanente Datenspeicherung im EEProm
  • Administration √ľber WEB-Frontend und touch Display
  • Innovativer Mikrokontroller ESP8266 mit 4 MB Flash
  • Kompakte Bauform und leichte Montage
  • WIFI-Manager, Landing Portal
  • Stand Alone Betrieb √ľber lokalen WIFI-Access Point
  • Integrierter Web-Server
  • Verschl√ľsselte Daten Backup- und Restore Funktion
  • OTA-Firmware Update

Allgemeines

F√ľhrt man jahrelang irgendwelche Kaffeelisten auf Papier und z√§hlt am Monatsende die Striche auf den Listen um die Abrechnung zu machen. Ist man es irgendwann leid und √ľberlegt sich ob das noch Zeitgem√§√ü ist!

So entstand eine Lösung die direkt neben die Kaffeemaschine steht und die jeder Nutzer leicht selbst bedienen kann.

Um die Erfassung so einfach wie m√∂glich zu gestalten wurde ein 2,4″ touch Display der Firma Nextion verwendet. Die Kommunikation erfolgt √ľber eine Soft-Serial Anbindung an einen ESP8266 Mikrokontroller.¬† F√ľr die Anmeldung der Kaffeetrinker wurde ein L√∂sung mittels RFID-Transponder realisiert. Die eindeutige UID auf dem Chip stellt sicher, dass jeder Kaffeetrinker eindeutig identifiziert werden kann.

Das Modul kann f√ľr die Auswertung und Konfiguration direkt per DHCP mit dem lokale Netzwerk verbunden werden. Hierf√ľr verf√ľgt das Modul √ľber ein Landing Portal, dass nach dem Verbinden mit der Stromversorgung f√ľr 30 Sekunden aktiviert wird.
Um eine Verbindung zu diesem Landing Portal herzu stellen, verbindet man sich mit dem¬† Accesspoint „Kaffeekasse„. Nach der Verbindung √∂ffnet sich automatisch die Konfigurationsseite des Landing Portals.
Alternativ kann das Portal auch manuell √ľber die IP-Adresse 192.168.4.1 im Webbrowser ge√∂ffnet werden.

Wurde die SSID und das Kennwort f√ľr das lokale WLAN eingetragen, kann nach der Konfiguration die Webseite des Moduls √ľber die per DHCP vergebene IP-Adresse im Netzwerk mit einem Webbrowser aufgerufen werden.

Soll oder darf das Modul nicht mit dem lokalen WLAN verbunden werden. Wird automatisch nach diesen 30 Sekunden ein lokaler Accesspoint „AP-Kaffeekasse at 192.168.4.1“ ge√∂ffnet. Wird nun eine Verbindung mit diesem Accesspoint hergestellt, kann die Webseite des Moduls ebenfalls √ľber die IP-Adresse 192.168.4.1 im Webbrowser ge√∂ffnet werden.

Damit nicht jeder, der sich mit diesem Accesspoint verbindet, auch auf die Daten des Moduls zugreifen kann. Wurde eine Kennwort Abfrage eingerichtet.

Webinterface

Schaltplan HV1

Schaltplan HV2

 

Versionsverlauf:

Intended:

  • Keine weiteren Anforderungen

Released:

  • ¬†08.05.2024 V2.01
    Verschl√ľsselung der Backup Dateien auf Basis der ChipID integriert.
  • ¬†22.12.2023 V2.00
    Hardware Verbesserung: Nextion Display auf Hardware Serial umgebaut, Erweiterung¬† um Soundausgabe bei RFID-Erfassung √ľber Piezo. RFID Empfangsleistung verbessert und akustische R√ľckmeldung bei Tastendruck am Display.
  • ¬†22.12.2023 V1.00
    Projektbegin Firmware released
    Daten Backup- und Restorefunktion eingebaut, sowie Benutzernamen Eingabefeld und Factory reset Button im Weserver erweitert. WM-Datensatz um Informationen der EEProm Speicherbelegung erweitert. Benutzerdatensätz auf 50 Einträge erweitert. Die SSID des lokalen Access Point kann nun im Webinterface Konifguriert und mit der Eingabe eines Passwords auch versteckt werden.
    Es k√∂nnen bis zu zwei RFID-Masterkarten √ľber das Web Interface eingelesen und gel√∂scht werden.
    Abfrage f√ľr Datensutzerkl√§rung integriert.

MessageBot Rail Modul HV4

Folgende Artikel zu diesem Projekt können in unserem Web Shop erworben werden.

Alle MessageBot Produkte im Shop

Technische Beschreibung Messagebot HV4
Technische Beschreibung Messagebot HV4
Messagebot Server Software
Messagebot Server Software

Das Message Bot Modul stellt verschiedene Messenger Dienste zur Verf√ľgung, WhatsApp, Telegram, Signal und Simplepush.
Um mehrere MessageBot Module gleichzeitig und zentral zu Verwalten besteht auch die Möglichkeit, die Module an eine eigenständige PC-Server Applikation anzubinden.

Key Features

  • Nachrichten Versand an verschiedene Messenger Dienste:
    WhatsApp, Telegram, Signal und Simplepush sowie Windows Server Applikation
  • PC-Server Management Applikation
  • Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit
  • Funktionen und Texte √ľber Web-Interface frei parametrierbar
  • Drei digital Eing√§nge, Z√§hlereingang Betriebsstatus und Fehlereingang mit konfigurierbare Wirkrichtung (high / low aktiv)
  • Ein High-Side MOSFET Ausgang, konfigurierbare Wirkrichtung (direkt / invers)
  • Mikrokontroller ESP-07S, 4 MB Flash
  • Datenspeicher: F-RAM Technologie f√ľr remanente Datenspeicherung
  • Kompakte Bauform Rail Hutschienengeh√§use Typ 1-C
  • WLAN nach IEEE 802.11 b/g/n
  • WIFI-Manager
  • NTP Synchronisation √ľber WIFI
  • Integrierter Web-Server mit Kennwort Abfrage
  • OTA (Over the Air) Updatefunktion f√ľr Firmware Aktualisierungen

Allgemeines

Das MessageBot Rail Modul HV4 wurde als Counter Modul f√ľr einen Spannungsbereich von 12 – 24V entwickelt. Es findet seinen Einsatz somit auch im industriellen Umfeld um Ereignisse oder St√ľckzahlen zu Z√§hlen und anzuzeigen. Zus√§tzlich kann der Betriebs- und Fehlerstatus √ľberwacht und im Fehlerfall z.B. die Peripherie abschalten. Eine Fernabschaltung ist ebenfalls √ľber das integrierte Webinterface des Moduls m√∂glich.

Es verf√ľgt √ľber drei 7-24V Eing√§nge sowie einem High-Side MOSFET-Transistor Ausgang.

F√ľr den Anschluss des Moduls sind sechs Schraubklemmen vorhanden, die Anschlussleitungen mit einem Aderquerschnitt von 0,05 ‚Äď 2,5mm¬≤ aufnehmen k√∂nnen.
Durch seine kompakte Bauform von nur einer TE (18 mm) hat das Modul einen sehr geringen Platzbedarf und ist somit auch gut f√ľr den Einsatz in Maschinen oder Verteilung geeignet.

Das Modul besitzt eine interne 750mA PPTC-Selbstr√ľckstellende Sicherung, die das Modul vor einer zu hoher Stromaufnahme sch√ľtzt.

An der Oberseite des Moduls befindet sich eine SMA-Antennenbuchse. Hier kann je nach Einbausituation die WIFI-Antenne direkt oder mit einem SMA-Verlängerungskabel an eine geeignete Stelle angebracht werden, um immer eine optimale WIFI-Empfangsqualität zu gewährleisten.

Um Daten von einem Mikrokontroller an einen Messenger Dienst zu versenden, wird die WEB-API des jeweiligen Dienstes genutzt.

Das MessageBot Modul unterst√ľtz derzeit folgenden Messanger Dienste:
WhatsApp , Telegram, Signal und Simplepush.

Alternativ besteht die M√∂glichkeit, die Nachrichtenverwaltung mit einer eigenst√§ndigen PC-Server Applikation zu managen. Sie zeigt in einer √ľbersichtlicher Darstellung die Meldungen aller angebundenen MessageBot Module und kann bei Bedarf diese empfangenen Nachrichten auch per E-Mail oder Simplepush an definierte Empf√§ngergruppen weiterleiten. Mit der unlizenzierten Demoversion k√∂nnen maximal drei Module verwaltet werden!

Das MessageBot Modul bildet somit eine Br√ľcke, Signale bzw. Informationen Ihrer Peripherie an einen Messenger Dienst zu versenden oder diese komfortablen √ľber den PC zu verwalten.

Die Kommunikation mit dem WIFI-Netzwerk √ľbernimmt einen ESP-07S mit 4MB Flashspeicher. Die Daten√ľbertragung geschieht √ľblicherweise Ereignis getriggert, je nach Anwendung und Firmware Version des Moduls k√∂nnen dann verschieden Aktionen erfolgen.

Sollten Sie Interesse an einer Individuellen Lösung haben, die genau auf Ihren Aufgabenstellung angepasst ist, erstellen wir Ihnen gerne ein Angebot.

Sobald eine definiertes Ereignis den Nachrichtenversand ausl√∂st, werden die daf√ľr definierten Textnachricht an den hinterlegten Empf√§nger versendet und die Message erscheint nach kurzer Zeit in der ausgew√§hlten Messanger APP auf Ihrem Smartphone.

F√ľr die Speicherung von erfassten Daten, steht ein F-RAM zur Verf√ľgung. Hierbei handelt es sich um einen Speicher mit hoher Schreibgeschwindigkeit und einer unbegrenzten Anzahl an Schreib- Lese Zyklen.

Um Daten von einem Mikrokontroller an diverse Messenger Dienste zu senden, wird bei diesem Modul die API-Schnittstelle benutzt, die von verschiedenen Messanger Diensten zur Verf√ľgung gestellt wird. √úber diese API-Schnittstellen ist es m√∂glich, Nachrichten zu vielen verschiednen¬† Diensten wie z.B. WhatsApp, Signal, Telegram, IFTTT, E-Mail, IO-Broker usw. zu senden.

Zum Beispiel ist die private Nutzung des CallMeBot (https://www.callmebot.com/) Dienstes ist f√ľr eine gewisse Anzahl von Nachrichten kostenlos, danach wird ein kleiner monatlicher Betrag von derzeit 0,40 ‚ā¨ / Monat erhoben.

Alternativ kann aber auch der Dienst von Simplepusch, Telegram, Signal oder Simplypush im Modul ausgewählt und verwendet werden.

Nach kurzer Zeit erscheint dieser Meldetext dann in der Messanger APP auf dem Smartphone oder der Serverapplikation.

MessageBot Windows Server Applikation

Die MessgeBot Server Applikation wurde f√ľr Windows als zentrale Sammelstelle von Nachrichten verschiedener MessageBot Module entwickelt.
Sie wird auf einem zentralen PC oder Windows Server installiert und wartet auf Nachrichten der MessageBot Module.

Wird die erste Nachricht von einen Modul empfangen, wird die Baumansicht automatisch um einen Zweig erweitert und das neue Modul als Datensatz eingef√ľgt.
Dieser Moduldatensatz bietet viele Informationen √ľber das Modul wie z.B. die aktuelle Hard- und Software Version, die Betriebsspannung, die Modul ID, die aktuelle IP-Adresse und den Bot Namen. Dieser Datensatz kann dann um weitere spezifische Informationen erg√§nzt werde.

So kann nach dem erhalt einer neuen Nachricht z.B. eine E-Mail an eine hinterlegte Empf√§ngerliste versendet werden. Zus√§tzlich besteht die M√∂glichkeit den Online Status des MessageBot Moduls zu √ľberwachen und bei einer St√∂rung ebenfalls eine E-Mali Benachrichtigung versendet werden.
Die eingehenden Nachrichten der verschiedenen Module werden chronologisch sortiert in einer Listenansicht angezeigt und können dort bearbeitet werden. Je nach Filter Auswahl und selektiertem Modul, werden verschiede Listenansichten erzeugt.

Offene, bearbeitete oder ausgeblendete, Nachrichten werden mit verschieden Symbolen gekennzeichnet. Zus√§tzlich gibt es Statussymbole f√ľr eine Unterbrochene Verbindung zum Modul und den Zustand der Spannungsversorgung.

In der Baumansicht wird durch ein entsprechendes Symbol darauf hingewiesen ob f√ľr dieses Modul offene Meldungen vorhanden sind.

Das Programm kann so konfiguriert werden, dass nach jedem neuen Nachrichteneingang automatisch ein Backup Datei der aktuellen Daten gespeichert wird. Diese Backups k√∂nne vom Anwender √ľber einen Kalenderfunktion selektiert und bei Bedarf wieder ge√∂ffnet oder aus dem Programmordner gel√∂scht werden.

F√ľr die Server Applikation steht eine Setup Datei zur Verf√ľgung, mit der das Programm komfortabel auf dem Rechner installiert und deinstalliert werden kann. Diese Version ist eine Demo Version, die maximal drei Messanger Module verwalten kann.

F√ľr eine Erweiterung der Modul Anzahl k√∂nnen Sie in unserem Shop verschieden Lizenzen erworben werden.
W√ľnschen Sie eine Anpassungen der Software an Ihre Bed√ľrfnisse geben wir gerne ein unverbindliches Angebot ab
.

Versionsverlauf:

Intended:

Released:

  • 26.04.2023 Version 4.00 released

MessageBot Rail Modul HV3

Folgende Artikel zu diesem Projekt können in unserem Web Shop erworben werden.

Alle MessageBot Produkte im Shop

Technische Beschreibung Messagebot HV3
Technische Beschreibung Messagebot HV3
Messagebot Server Software
Messagebot Server Software

Das Message Bot Modul stellt verschiedene Messenger Dienste zur Verf√ľgung, WhatsApp, Telegram, Signal und Simplepush.
Um mehrere MessageBot Module gleichzeitig und zentral zu Verwalten besteht auch die Möglichkeit, die Module an eine eigenständige PC-Server Applikation anzubinden.

Key Features

  • Nachrichten Versand an verschiedene Messenger Dienste:
    WhatsApp, Telegram, Signal und Simplepush sowie Windows Server Applikation
  • PC-Server Management Applikation
  • Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit
  • Funktionen und Texte √ľber Web-Interface frei parametrierbar
  • Versorgung √ľber eine Redundante Spannungsversorgung (USV) m√∂glich
  • Zwei digital Eing√§nge, Z√§hlereingang und Fehlereingang mit konfigurierbare Wirkrichtung (high / low aktiv)
  • Ein High-Side MOSFET Ausgang, konfigurierbare Wirkrichtung (direkt / invers)
  • Mikrokontroller ESP-07S, 4 MB Flash
  • Datenspeicher: F-RAM Technologie f√ľr remanente Datenspeicherung
  • Kompakte Bauform Rail Hutschienengeh√§use Typ 1-C
  • WLAN nach IEEE 802.11 b/g/n
  • WIFI-Manager
  • NTP Synchronisation √ľber WIFI
  • Integrierter Web-Server mit Kennwort Abfrage
  • OTA (Over the Air) Updatefunktion f√ľr Firmware Aktualisierungen

Allgemeines

Das MessageBot Rail Modul HV3 wurde als Counter Modul f√ľr einen Spannungsbereich von 12 – 24V entwickelt. Es findet seinen Einsatz somit auch im industriellen Umfeld um Ereignisse oder St√ľckzahlen zu Z√§hlen und anzuzeigen. Zus√§tzlich kann der Fehlerstatus √ľberwacht und im Fehlerfall z.B. die Peripherie abschalten. Eine Fernabschaltung ist ebenfalls √ľber das integrierte Webinterface des Moduls m√∂glich.

Es verf√ľgt √ľber zwei 7-24V Eing√§nge sowie einem High-Side MOSFET-Transistor Ausgang.

F√ľr den Anschluss des Moduls sind sechs Schraubklemmen vorhanden, die Anschlussleitungen mit einem Aderquerschnitt von 0,05 ‚Äď 2,5mm¬≤ aufnehmen k√∂nnen.
Durch seine kompakte Bauform von nur einer TE (18 mm) hat das Modul einen sehr geringen Platzbedarf und ist somit auch gut f√ľr den Einsatz in Maschinen oder Verteilung geeignet.

Das Modul besitzt eine interne 500mA PPTC-Selbstr√ľckstellende Sicherung, die das Modul vor einer zu hoher Stromaufnahme sch√ľtzt.

An der Oberseite des Moduls befindet sich eine SMA-Antennenbuchse. Hier kann je nach Einbausituation die WIFI-Antenne direkt oder mit einem SMA-Verlängerungskabel an eine geeignete Stelle angebracht werden, um immer eine optimale WIFI-Empfangsqualität zu gewährleisten.

Um Daten von einem Mikrokontroller an einen Messenger Dienst zu versenden, wird die WEB-API des jeweiligen Dienstes genutzt.

Das MessageBot Modul unterst√ľtz derzeit folgenden Messanger Dienste:
WhatsApp , Telegram, Signal und Simplepush.

Alternativ besteht die M√∂glichkeit, die Nachrichtenverwaltung mit einer eigenst√§ndigen PC-Server Applikation zu managen. Sie zeigt in einer √ľbersichtlicher Darstellung die Meldungen aller angebundenen MessageBot Module und kann bei Bedarf diese empfangenen Nachrichten auch per E-Mail oder Simplepush an definierte Empf√§ngergruppen weiterleiten. Mit der unlizenzierten Demoversion k√∂nnen maximal drei Module verwaltet werden!

Das MessageBot Modul bildet somit eine Br√ľcke, Signale bzw. Informationen Ihrer Peripherie an einen Messenger Dienst zu versenden oder diese komfortablen √ľber den PC zu verwalten.

Die Kommunikation mit dem WIFI-Netzwerk √ľbernimmt einen ESP-07S mit 4MB Flashspeicher. Die Daten√ľbertragung geschieht √ľblicherweise Ereignis getriggert, je nach Anwendung und Firmware Version des Moduls k√∂nnen dann verschieden Aktionen erfolgen.

Sollten Sie Interesse an einer Individuellen Lösung haben, die genau auf Ihren Aufgabenstellung angepasst ist, erstellen wir Ihnen gerne ein Angebot.

Sobald eine definiertes Ereignis den Nachrichtenversand ausl√∂st, werden die daf√ľr definierten Textnachricht an den hinterlegten Empf√§nger versendet und die Message erscheint nach kurzer Zeit in der ausgew√§hlten Messanger APP auf Ihrem Smartphone.

F√ľr die Speicherung von erfassten Daten, steht ein F-RAM zur Verf√ľgung. Hierbei handelt es sich um einen Speicher mit hoher Schreibgeschwindigkeit und einer unbegrenzten Anzahl an Schreib- Lese Zyklen.

Um Daten von einem Mikrokontroller an diverse Messenger Dienste zu senden, wird bei diesem Modul die API-Schnittstelle benutzt, die von verschiedenen Messanger Diensten zur Verf√ľgung gestellt wird. √úber diese API-Schnittstellen ist es m√∂glich, Nachrichten zu vielen verschiednen¬† Diensten wie z.B. WhatsApp, Signal, Telegram, IFTTT, E-Mail, IO-Broker usw. zu senden.

zum Beispiel ist die private Nutzung des CallMeBot (https://www.callmebot.com/) Dienstes ist f√ľr eine gewisse Anzahl von Nachrichten kostenlos, danach wird ein kleiner monatlicher Betrag von derzeit 0,40 ‚ā¨ / Monat erhoben.

Alternativ kann aber auch der Dienst von Simplepusch, Telegram, Signal oder Simplypush im Modul ausgewählt und verwendet werden.

Nach kurzer Zeit erscheint dieser Meldetext dann in der Messanger APP auf dem Smartphone oder der Serverapplikation.

MessageBot Windows Server Applikation

Die MessgeBot Server Applikation wurde f√ľr Windows als zentrale Sammelstelle von Nachrichten verschiedener MessageBot Module entwickelt.
Sie wird auf einem zentralen PC oder Windows Server installiert und wartet auf Nachrichten der MessageBot Module.

Wird die erste Nachricht von einen Modul empfangen, wird die Baumansicht automatisch um einen Zweig erweitert und das neue Modul als Datensatz eingef√ľgt.
Dieser Moduldatensatz bietet viele Informationen √ľber das Modul wie z.B. die aktuelle Hard- und Software Version, die Betriebsspannung, die Modul ID, die aktuelle IP-Adresse und den Bot Namen. Dieser Datensatz kann dann um weitere spezifische Informationen erg√§nzt werde.

So kann nach dem erhalt einer neuen Nachricht z.B. eine E-Mail an eine hinterlegte Empf√§ngerliste versendet werden. Zus√§tzlich besteht die M√∂glichkeit den Online Status des MessageBot Moduls zu √ľberwachen und bei einer St√∂rung ebenfalls eine E-Mali Benachrichtigung versendet werden.
Die eingehenden Nachrichten der verschiedenen Module werden chronologisch sortiert in einer Listenansicht angezeigt und können dort bearbeitet werden. Je nach Filter Auswahl und selektiertem Modul, werden verschiede Listenansichten erzeugt.

Offene, bearbeitete oder ausgeblendete, Nachrichten werden mit verschieden Symbolen gekennzeichnet. Zus√§tzlich gibt es Statussymbole f√ľr eine Unterbrochene Verbindung zum Modul und den Zustand der Spannungsversorgung.

In der Baumansicht wird durch ein entsprechendes Symbol darauf hingewiesen ob f√ľr dieses Modul offene Meldungen vorhanden sind.

Das Programm kann so konfiguriert werden, dass nach jedem neuen Nachrichteneingang automatisch ein Backup Datei der aktuellen Daten gespeichert wird. Diese Backups k√∂nne vom Anwender √ľber einen Kalenderfunktion selektiert und bei Bedarf wieder ge√∂ffnet oder aus dem Programmordner gel√∂scht werden.

F√ľr die Server Applikation steht eine Setup Datei zur Verf√ľgung, mit der das Programm komfortabel auf dem Rechner installiert und deinstalliert werden kann. Diese Version ist eine Demo Version, die maximal drei Messanger Module verwalten kann.

F√ľr eine Erweiterung der Modul Anzahl k√∂nnen Sie in unserem Shop verschieden Lizenzen erworben werden.
W√ľnschen Sie eine Anpassungen der Software an Ihre Bed√ľrfnisse geben wir gerne ein unverbindliches Angebot ab
.

Versionsverlauf:

Intended:

Released:

  • 29.03.2023 Version 3.00 released

MessageBot Modul HV1

 

Folgende Artikel zu diesem Projekt können in unserem Web Shop erworben werden.

Alle MessageBot Produkte im Shop

Messagebot HV1 Dokumentation
Messagebot HV1 Dokumentation
Messagebot Server Software
Messagebot Server Software

Das Message Bot Modul stellt verschiedene Messenger Dienste zur Verf√ľgung, WhatsApp, Telegram, Signal und Simplepush.
Um mehrere MessageBot Module gleichzeitig und zentral zu Verwalten besteht auch die Möglichkeit, die Module an eine eigenständige PC-Server Applikation anzubinden.

Key Features

  • Verschiedene Messenger Dienste, WhatsApp, Telegram, Signal und Simplepush sowie Windows Server Applikation
  • Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit
  • Funktionen und Texte frei parametrierbar
  • Wirkrichtung des Eingangskontakts umschaltbar (NO / NC)
  • Eingangskontakt f√ľr einen potentialfreien Meldekontakt
  • Mikrokontroller ESP-01S mit 1 MB Flash
  • Sehr kompakte Bauform
  • WIFI-Manager Landing Portal
  • Integrierter Web-Server mit Kennwort Abfrage
  • OTA (Over the Air) Updatefunktion f√ľr Firmware Aktualisierungen

Allgemeines

Das MessageBot Projekt bildet die Br√ľcke um √ľber einen potentialfreien Eingangskontakt frei definierbare Meldung an einen Messenger Dienst zu senden.

Dies k√∂nnte beispielsweise der St√∂rmeldeausgang einer Maschine, ein T√ľr- oder Fensterkontakt, eine Katzenklappe aber auch jeder andere beliebige Meldekontakte sein.

Um Daten von einem Mikrokontroller an diverse Messenger Dienste zu senden, wird bei diesem Modul die API-Schnittstelle benutzt, die von verschiedenen Messanger Diensten zur Verf√ľgung gestellt wird. √úber diese API-Schnittstellen ist es m√∂glich, Nachrichten zu vielen verschiednen¬† Diensten wie z.B. WhatsApp, Signal, Telegram, IFTTT, E-Mail, IO-Broker usw. zu senden.

zum Beispiel ist die private Nutzung des CallMeBot (https://www.callmebot.com/) Dienstes ist f√ľr eine gewisse Anzahl von Nachrichten kostenlos, danach wird ein kleiner monatlicher Betrag von derzeit 0,40 ‚ā¨ / Monat erhoben.

Alternativ kann aber auch der Dienst von Simplepusch, Telegram, Signal oder Simplypush im Modul ausgewählt und verwendet werden.

Zus√§tzlich steht eine kleine Server Applikation zu Verf√ľgung, die z.B. auf einem zentralen PC oder Server betreiben werden kann. Damit k√∂nnen Nachrichten und Statusmeldungen von mehreren Message Bot Modulen Empfangen, ausgewertete und per E-Mail oder Simplypush an mehrere Abonenten weiterverteilt werden k√∂nnen.

Das MessageBot Modul verf√ľgt √ľber ein ESP-01S Modul der die Firmware enth√§lt und eine WIFI eine Verbindung zum Internet hergestellt. Wird der Send-¬† Message Eingang oder der potentialfreie Eingangskontakt bet√§tigt, l√∂st die steigende bzw. fallenden Flanke des Eingangssignals das senden der jeweils daf√ľr vorher definierten Textnachricht an den hinterlegten Messenger Kontakt aus.

Nach kurzer Zeit erscheint dieser Meldetext dann in der Messanger APP auf dem Smartphone oder der Serverapplikation.

Platine und Anschluss

Nach Abschluss der Konzeptphase wurde die obige kompakte MessageBot Platine entwickelt. Diese besitzt f√ľr die Programmierung und Spannungsversorgung eine USB-C Anschluss Buchse.
F√ľr das ESP01-S (1MB Modul) wurde die Buchsen Leiste J2 vorgesehen. Die Klemmleiste J1 wurde als Schraubklemme ausgef√ľhrt, an die dann ein beliebiger potentialfreier Eingangskontakt angeschlossen werden kann. Dieser Eingang besitzt einen ESD-√úberspannungsschutz.
Weiterhin sind zwei Taster vorhanden. Der Taster SW2 ist parallel zum Eingangskontakt geschaltet und kann somit ebenfalls verwendet werden um eine Nachricht zu versenden.
Der Taster SW1 dient zum Zur√ľcksetzen der Parametereinstellungen und um den Bootloader des ESP zu aktivieren

Die Platine kann in zwei Ausbaustufen best√ľckt bzw. geliefert werden. Einmal in einer minimalen Best√ľckung, die lediglich f√ľr das Versenden von den Messages verwendet wird.
In der zweiten Ausbaustufe kann die Platine f√ľr die¬† Programmierung und die Entwicklung verwendet zu werden. Die zweite Ausbaustufe ist f√ľr den reinen Messanger Betrieb nicht erforderlich, da nach der ersten Programmierung des ESP-01S Moduls (z.B. mit einem externen Programmieradapter) Updates der Firmware jederzeit √ľber OTA erfolgen k√∂nnen.

Weboberfläche

Die Weboberfl√§che kann √ľber die lokale IP-Adresse in Ihrem Netzwerk, mit einem Webbrowser aufgerufen werden. Sie dient der √Ąnderung der MessageBot Konfigurationseinstellungen und der Auswahl des Messenger Dienstes (WhatsApp, Signal, Telegram oder Simplepush) √ľber den die Nachrichten sp√§ter versendet werden sollen.
Hier k√∂nnen auch die WIFI-Einstellungen zur√ľckgesetzt oder nach neuen Firmware Update gesucht werden.
√Ąnderungen an der MessageBot Konfiguration werden direkt nach dem √úbernehmen mit dem Submit Button aktiv. So dass weder der WIFI-Manger erneut aufgerufen noch das Modul neu gestartet werden muss.

Aus Sicherheitsgr√ľnden wurde f√ľr das aufrufen der Weboberfl√§che eine Eingabedialog mit Benutzername und ein Kennwort Abfrage eingef√ľgt!

Die Standard Anmeldedaten f√ľr die Eingabeaufforderung lauten:
Benutzername: admin
Kennwort: Password

Hinweis:
Sollte keine Sicherheitsabfrage f√ľr die Weboberfl√§che gew√ľnscht sein, kann das Kennwortfeld einfach leer gelassen werden. Es erscheint dann zuk√ľnftig kein Anmeldedialog mehr beim Aufrufen der Weboberfl√§che.

  • ‚ÄěSelect Messanger Type‚Äú dient der Auswahl des Messenger Dienstes, an den die Nachrichten versendet werden soll. Je nach Auswahl erscheinen unterschiedliche Dialogfelder f√ľr die Eingabe der Daten f√ľr den ausgew√§hlten Dienstanbieter auf der Webseite. Um eine Eingabe zu speichern, muss abschlie√üend der ‚ÄěSubmit‚Äú Button gedr√ľckt werden.
  • Der ‚ÄěDevicenname‚Äú dient der Identifikation des Message Bot Moduls an Hand eines frei definierbaren Klartextnamens. Dieser Name wird im Tab des Webbrowsers und als erste Textzeile ihrer Nachricht, sowie als WLAN Access Point Name angezeigt.
    Im Server Modus wird dieser Name ebenfalls als Gräte Name zur Identifikation in der Gerätekonfiguration angezeigt.
    Die Eingabe des Devicename erfolgt mit 5-30 Zeichen, ung√ľltige Eingaben werden ignoriert. Um den neuen Wert zu speichern, muss abschlie√üend der ‚ÄěSubmit‚Äú Button gedr√ľckt werden.
  • Der ‚ÄěMessage Text 0‚Ä≥ ist der Textliche Inhalt einer gehenden Meldung die an den Dienst versendet werden soll.
    Um keine Meldung zu senden, wenn der Eingang zur√ľckgesetzt wird, kann hier der Platzhalter Bindestrich ‚Äě-‚Äě eingetragen werden. Die Eingabe des Message Textes erfolgt mit 1-50 Zeichen, ung√ľltige Eingaben werden ignoriert. Um den neuen Wert zu speichern, muss abschlie√üend der ‚ÄěSubmit‚Äú Button gedr√ľckt werden.
  • Der ‚ÄěMessage Text 1‚Ä≥ ist der Textliche Inhalt einer kommenden Meldung die an den Dienst versendet werden soll.
    Um keine Meldung zu senden, wenn der Eingang zur√ľckgesetzt wird, kann hier der Platzhalter Bindestrich ‚Äě-‚Äě eingetragen werden. Die Eingabe des Message Textes erfolgt mit 1-50 Zeichen, ung√ľltige Eingaben werden ignoriert. Um den neuen Wert zu speichern, muss abschlie√üend der ‚ÄěSubmit‚Äú Button gedr√ľckt werden.
  • Das Feld ‚ÄěPhone Number‚Äú erscheint bei der Auswahl von WhatsApp und Signal und enth√§lt Ihre Telefonnummer mit L√§ndervorwahl z.B. +491234567890. Die Eingabe der Phone Number erfolgt mit 8-15 Zeichen, ung√ľltige Eingaben werden
    ignoriert. Um den neuen Wert zu speichern, muss abschlie√üend der ‚ÄěSubmit‚Äú Button gedr√ľckt werden.
  • Das Feld ‚ÄěAPI Key [WhatsAPP | Signal | Simplepush]‚Äú erscheint bei der Auswahl von WhatsApp, Signal und Simplepush und enth√§lt die Ziffernfolge, die Sie vom Dienstanbieter nach der Registrierung erhalten haben.
    Die Eingabe des API Key erfolgt mit 1-6 Ziffern, ung√ľltige Eingaben werden ignoriert. Um den neuen Wert zu speichern, muss abschlie√üend der ‚ÄěSubmit‚Äú Button gedr√ľckt werden.
  • Das Feld ‚ÄěInput Contact‚Äú zeigt die Ruhestellung des potentialfreien Eingangskontakts an. Die Wirkrichtung kann mit der Taste ‚ÄěChange State‚Äú zwischen ‚ÄěNormaly open‚Äú und ‚ÄěNormaly closed‚Äú umgeschaltet werden. Steht die Auswahl z.B. auf ‚ÄěNormaly open‚Äú und wird der Eingangskontakt dann geschossen, wird der Message Text 1 versendet.
  • Die Anzeige ‚ÄěESP-Device ID‚Äú gibt die jeweilige Device ID des ESP Mikrokontrollers zur√ľck, die aus einem Teil der MAC-Adresse besteht und so eindeutig dem entsprechenden Modul zugeordnet werden kann.
    Im Server Mode Betrieb dient diese ID der eindeutigen Identifikation der einzelnen Message Bot Module.
  • Die ‚ÄěESP-Core VDD‚Äú zeigt die Versorgungsspannung des Mikrokontrollers an, diese sollt sich f√ľr einen stabilen Betrieb im Bereich zwischen min. 3.0V ‚Äď max. 3.5V bewegen.
    Handelt es sich um ein Batteriebetriebenes Messanger Bot Modul, wird hier die aktuelle Batterie Spannung angezeigt!
  • Die Anzeige ‚ÄěWIFI-Quality‚Äú zeigt die aktuelle Empfangsqualit√§t des WIFI-Signals in Prozent an.
  • Der Taster ‚ÄěSend Testmessage‚Äú sendet mit den vorhandenen Einstellungen eine Nachricht an die gespeicherten Teilnehmerdaten. Hierbei wird der Textinhalt der kommenden- und gehenden Meldung versendet. Um keine entsprechende Nachricht zu versenden, kann der Platzhalter ‚Äě‚Äď‚Äě in das entsprechende Textfeld eingetragen wurde.
  • Die ‚ÄěEvent Tabelle‚Äú enth√§lt die letzten 15 Ereignisse mit Zeitstempel und Sendestatus. Diese Daten k√∂nnen bei Bedarf mit dem Button ‚ÄěCSV-Export‚Äú als CSV-Datei auf den lokalen Rechner gespeichert und dann z.B. mit Excel ge√∂ffnet und weiterverarbeitet werden.
  • Mit dem Taster ‚ÄěUpdate‚Äú sucht das Message Bot Moduls nach einer neueren Firmware Version im Internet. Die aktuelle Versionsnummer wird in der Weboberfl√§che angezeigt. Bitte informieren Sie sich vor einem Update √ľber die √Ąnderungen auf der Webseite des Herstellers.
    Bitte √ľberpr√ľfen Sie nach jedem Firmware Update die Message Bot Moduleinstellungen, da sich dadurch ggf. √Ąnderungen oder ein erweiterter Funktionsumfang ergeben haben k√∂nnten.
  • Mit dem Taster ‚ÄěReset to Factory settings Parameters‚Äú werden die die Werkseinstellungen wieder hergestellt. Danach m√ľssen die Verbindungsdaten im WIFI-Manager (Konfigurationsportal) des Message Bot Moduls neu eingetragen werden.

MessageBot Windows Server Applikation

Die MessgeBot Server Applikation wurde f√ľr Windows als zentrale Sammelstelle von Nachrichten verschiedener MessageBot Module entwickelt.
Sie wird auf einem zentralen PC oder Windows Server installiert und wartet auf Nachrichten der MessageBot Module.

Wird die erste Nachricht von einen Modul empfangen, wird die Baumansicht automatisch um einen Zweig erweitert und das neue Modul als Datensatz eingef√ľgt.
Dieser Moduldatensatz bietet viele Informationen √ľber das Modul wie z.B. die aktuelle Hard- und Software Version, die Betriebsspannung, die Modul ID, die aktuelle IP-Adresse und den Bot Namen. Dieser Datensatz kann dann um weitere spezifische Informationen erg√§nzt werde.

So kann nach dem erhalt einer neuen Nachricht z.B. eine E-Mail an eine hinterlegte Empf√§ngerliste versendet werden. Zus√§tzlich besteht die M√∂glichkeit den Online Status des MessageBot Moduls zu √ľberwachen und bei einer St√∂rung ebenfalls eine E-Mali Benachrichtigung versendet werden.
Die eingehenden Nachrichten der verschiedenen Module werden chronologisch sortiert in einer Listenansicht angezeigt und können dort bearbeitet werden. Je nach Filter Auswahl und selektiertem Modul, werden verschiede Listenansichten erzeugt.

Offene, bearbeitete oder ausgeblendete, Nachrichten werden mit verschieden Symbolen gekennzeichnet. Zus√§tzlich gibt es Statussymbole f√ľr eine Unterbrochene Verbindung zum Modul und den Zustand der Spannungsversorgung.

In der Baumansicht wird durch ein entsprechendes Symbol darauf hingewiesen ob f√ľr dieses Modul offene Meldungen vorhanden sind.

Das Programm kann so konfiguriert werden, dass nach jedem neuen Nachrichteneingang automatisch ein Backup Datei der aktuellen Daten gespeichert wird. Diese Backups k√∂nne vom Anwender √ľber einen Kalenderfunktion selektiert und bei Bedarf wieder ge√∂ffnet oder aus dem Programmordner gel√∂scht werden.

F√ľr die Server Applikation steht eine Setup Datei zur Verf√ľgung, mit der das Programm komfortabel auf dem Rechner installiert und deinstalliert werden kann. Diese Version ist eine Demo Version, die maximal f√ľnf Messanger Module verwalten kann. Sollten Sie mehr Module ben√∂tigen, kann dies durch den erwerb einer entsprechenden Software Lizenz bei uns erworben werden.

Windows Defender Firewall Einstellung

Da die Kommunikation der MessageBot Module √ľber das lokalen WIFI-Netzwerk stattfindet, muss f√ľr die MessageBot Server Applikation nach dem ersten starten die Windows Firewall Richtlinie auf dem Zielrechner angepasst werden.

Der folgenden Dialog erscheint nach dem ersten Start der Applikation. Hier muss auch der Haken f√ľr ‚ÄěPrivate Netzwerke von MessageBot Server in diesem Netzwerk‚Äú freigegeben werden!

Hinweis:
Mit dieser Freeware Test Version können maximal drei Module Verwaltet werden.
F√ľr eine Erweiterung der Modul Anzahl k√∂nnen Sie in unserem Shop verschieden Lizenzen erworben werden.
W√ľnschen Sie eine Anpassungen der Software an Ihre Bed√ľrfnisse geben wir gerne ein unverbindliches Angebot ab
.

Versionsverlauf:

Intended:

  • Version 1.01
    Impulszähler Funktion.

Released:

  • 31.08.2022 Version 1.00
    Serveranbindung realisiert.
  • 19.07.2022 Version 1.00
    Sonderzeichen erm√∂glicht „√Ą√§√Ė√∂√ú√ľ√ü“, NTP-Server und Event Tabelle mit bis zu 15 Eintr√§gen integriert.¬† Anzeige der WIFI-Empfangsst√§rke in % im Webinterface.
    ESP-ID und Core VDD eingef√ľgt.
    Erweiteung der Messenger Dienste
  • 29.06.2022 Version 1.00rc0
    Projekt Begin

MQTT-Smartes Garagentor

Technische Beschreibung MQTT-Smartes Garagentor
Technische Beschreibung MQTT-Smartes Garagentor

Das Modul sowie der Source Code zu diesem Projekt kann in unserem Web Shop erworben werden.

Key Features

  • Leichte Integration in einen bestehenden Torantrieb
  • Temperatur und Feuchtesensor
  • Verschlei√üfreie Ultraschallmessung
  • Torstellung und Fahrzeugerkennung
  • Bedienung auch per 433 MHz Funkfernbedienung
  • Anmeldung von bis zu vier Funkfernbedienungen
  • Bedienung per BLYNK App, ¬©Amazon Alexa, Webbrowser und MQTT m√∂glich
  • ¬©Amazon Alexa Integration
  • Funktionsparametrierung der am Modul mittels Taster,
    per MQTT, Webbrowser und BLYNK App
  • Potentialfreier Relais Ausgangskontakt zur Ansteuerung des Torantriebs, Eingang f√ľr einen zus√§tzlichen vor Ort Taster
  • Innovativer Mikrokontroller ESP-07S mit 4 MB Flash
  • Kompakte Bauform und leichte Montage
  • WIFI-Manager, Landingportal f√ľr die WIFI- und MQTT Konfiguration
  • Integrierter Web-Server
  • MQTT-Client Funktion
  • OTA-Firmware Update

Allgemeines

Ob Sie Ihren vorhandenen Garagentorantrieb smart machen m√∂chten oder nur einen Ersatz f√ľr eine verlorene oder defekte original Funkfernbedienung suchen. Haben sie hier eine L√∂sung gefunden, die beides kann.

Das Modul wird einfach zwischen den vorhandenen Taster (Schl√ľsselschalter) und den Taster Eingang am bestehenden Garagentorantrieb geschaltet. Hierf√ľr stellt das Modul ebenfalls einen Taster Eingang und einen potentialfreien Relaisausgang zur Toransteuerung zur Verf√ľgung.

Das MQTT-Smarte Garagentor Modul ben√∂tigt dann nur noch eine Spannungsversorgung, die √ľber einen mini USB-B Anschluss am Ger√§t angeschlossen wird. F√ľr die Spannungsversorgung wird ein externes Stecker Netzteil =5V/500 mA Gleichspannung ben√∂tigt.

Das Modul stellt neben einem 433 MHz Empf√§ngermodul auch noch weitere Funktionen zur Verf√ľgung. Um es mit dem lokalen WLAN-Netzwerk zu verbinden, wird tempor√§r ein lokaler Access Point ge√∂ffnet √ľber den mittels Webbrowser die Konfiguration f√ľr die lokale WLAN-Anbindung, die Anbindung an die BLYNK App und einen MQTT-Broker konfiguriert werden kann.

Auf dem Modul befindet sich noch ein Taster und zwei Status Led‚Äės.
√úber den Taster kann eine Vielzahl an Funktionen des Moduls programmiert oder ausgef√ľhrt werden. Zwei Status Led‚Äôs signalisieren die Betriebs- und Statuszust√§nde des Moduls.

Wurde das Modul nach Vorgaben montiert und in Betrieb genommen, kann mit der eingebauten Ultraschall Höhenstandsmessung neben der Torstellungen auch erkannt werden, ob sich ein Fahrzeug in der Garage befindet. Besitzen ihre Fahrzeuge zudem unterschiedliche Fahrzeughöhen, können anhand dieser unterschiedlichen Bauhöhen sogar noch die einzelnen Fahrzeuge unterschieden werden.

Dar√ľber hinaus verf√ľgt das Modul √ľber eine Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessung um die Klimatischen Bedingungen im inneren der Garage zu erfassen und auszuwerten.

Wurde eine Verbindung zu ihren lokalen WLAN hergestellt, k√∂nnen alle Konfigurations- und Betriebsparameter sowohl √ľber das integrierte Webinterface mit einem Browser, die BLYNK App oder per MQTT konfiguriert, angezeigt und bedient werden.

Die Weboberfl√§che kann √ľber die lokale IP-Adresse in Ihrem Netzwerk, mit einem Webbrowser aufgerufen werden.

Aus Sicherheitsgr√ľnden wurde eine Anmeldung an der Weboberfl√§che des Regensensors eingef√ľhrt!
Die Standard Anmeldedaten f√ľr die Eingabeaufforderung lauten:

Benutzername: admin
Kennwort: Password

Hinweis:
Wird keine Sicherheitsabfrage f√ľr die Weboberfl√§che gew√ľnscht, lassen Sie das Kennwortfeld einfach leer!

Versionsverlauf:

Intended:

  • Version 1.01
    Keine Anfragen

Released:

  • 19.05.2022¬† Version 1.00
    Fertigstellung der Version 1.00

MQTT-Zirkulationssteuerung

Technische Beschreibung MQTT-Zirkulationssteuerung
Technische Beschreibung MQTT-Zirkulationssteuerung

Der Source Code zu diesem Projekt kann in unserem Web Shop erworben werden.

Key Features:

  • Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit durch DS18B20 Temperatursensoren
  • Kompakte Bauform ¬©Sonoff TH 16 Schaltmodul
  • Landing Portal f√ľr die WIFI und MQTT Konfiguration
  • ¬©Amazon Alexa Anbindung (Zirkulation Start/Stop) bzw. √ľber entsprechende Routinen
  • Einsparung von Heiz- und elektrischer Energie
  • Kurze Amortisationszeit
  • Maximaler Komfort bei der Warmwasserbereitstellung
  • Minimale Pumpenlaufzeiten, geringer Verschlei√ü
  • Optionaler R√ľcklaufsensor f√ľr eine noch bessere Effizienz
  • Leichte Integration in eine vorhandene Automatisierung durch MQTT-Client Funktion
  • Weboberfl√§che zur optimalen Parametrierung auch ohne MQTT
  • Wachsender Funktionsumfang durch Firmware OTA-Updates direkt vom Hersteller

Allgemeines:
Die Zirkulationspumpe in ihrer Trinkwasseranlage sorgt daf√ľr, dass auch an weit entfernten Entnahmestellen jederzeit warmes Wasser zur Verf√ľgung steht, ohne das vorher minutenlang Wasser ungenutzt im Abfluss verschwindet.
Dies geschieht durch eine st√§ndige Zirkulation von hei√üem Wassers zwischen dem Warmwasserspeicher und der letzten Entnahmestelle ihrer Trinkwasseranlage, was letztendlich zu hohe W√§rmeverlusten des Warmwasserspeichers f√ľhrt. Abgesehen von diesen W√§rmeverlusten, wird zus√§tzlich auch st√§ndig elektrischer Energie f√ľr den Betrieb der Zirkulationspumpe ben√∂tigt, was √ľber die gesamte Lebensdauer der Anlage mit hohen Kosten zu Buche schl√§gt.

Um diese Verluste m√∂glichst gering zu halten, ist die √ľblichste und g√ľnstigste L√∂sung, eine einfache Zeitschaltuhr mit Tagesprogramm. Die Zeitschaltuhr wird in den Stromkreis zwischen Steckdose und Zirkulationspupe geschaltet, um au√üerhalb der √ľblichen Entnahmezeitr√§ume die Zirkulationspumpe vom Stromnetz zu trennen.

Der Nachteil bei dieser L√∂sung liegt jedoch darin, dass bei einem anderen Nutzungsverhalten die Pumpe aus ist und kein warmes Wasser zur Verf√ľgung stellt oder die Pumpe l√§uft zu Zeiten, obwohl gar kein warmes Wasser ben√∂tigt wird. In beiden F√§llen geht viel Energie verloren und eine komfortable Bereitstellung von warmem Wasser ist nicht gegeben.

Die Lösung:
Im hier vorgestellten Projekt soll nun gezeigt werden, wie diese Problematik mit einem handels√ľblichen ¬©Sonoff TH10/16 (10/16A) WLAN-Schaltmodul und einem daran angeschlossenen DS18B20 Temperaturf√ľhler einfach und schnell gel√∂st werden kann.

Das TH10/16-Modul ist eins der wenigen Module der Firma ¬©Sonoff, das √ľber ein kleines Schaltnetzteil verf√ľgen und nicht wie viele der anderen Module √ľber einen Kapazitives Netzteil. Der gro√üe Vorteil hierbei ist hier die Galvanischetrennung zwischen dem 230V Stromnetz und der daran angeschlossenen Elektronik. So ist es m√∂glich √ľber eine kleine vierpolige 2,5 mm Klinkenbuchse Sensoren direkt mit den IO-Pins des ESP8266 Mikrokontroller zu verbinden, ohne dass Netzspannung an den Sensoren anliegt.

Das TH10/16 Modul inklusive eines DS18B20 Temperatursensors kostet kaum mehr als eine elektronische Zeitschaltuhr, bringt aber ein Maximum an Energieeinsparung und das ohne einen Eingriff in die bestehende Hausinstallation vornehmen zu m√ľssen.
Das Modul kann direkt bei Amazon mit kurzen Lieferzeiten bestellt werden.

Das Funktionsprinzip:
Die grundlegende Funktionsweise basiert auf der Erfassung eines Temperaturanstiegs an der Entnahmeleitung des Warmwasserspeichers.

Produktlink f√ľr eine einfache und effektive¬† Sensorbefestigung

Der Wasserhahn fungiert hierbei quasi als Fernbedienung.
Wird f√ľr einen kurzen Moment Warmwasser entnommen, z.B. beim Z√§hneputzen. Registriert der Temperaturf√ľhler an der Entnahmeleitung diesen Temperaturanstieg, die Zirkulationspumpe augenblicklich angefordert und l√§uft f√ľr die Zeitdauer der eingestellten Laufzeit.
Schon kurze Zeit sp√§ter, steht warmes Wasser am Wasserhahn zur Verf√ľgung.
Um eine schnelle Reaktionszeit zu gewährleisten, sollte der Sensor der Entnahmeleitung möglichst nahe am Warmwasserspeicher angebracht werden, damit das System möglichst schnell auf eine Entnahme und den damit verbundenen Temperaturanstieg reagieren kann.
An den ¬©Sonnoff kann optional ein weiterer DS18B20 Sensor angeschlossen werden, der die R√ľcklauftemperatur erfasst. Ist ein zweiter Sensor angeschlossen, wird dieser automatisch von der Firmware erkannt und es erscheinen weitere Eingabefelder in den Einstellungen.
Hier kann dann unter anderem die R√ľcklauftemperatur eingetragen, bei der die Zirkulationspumpe wieder vorzeitig abgeschaltet werden kann.

Wird kurze Zeit nach einer Zirkulationspumenanforderung eine weitere Entnahme erkannt, greift die Wartezeit. Sie verhindert ein mehrmaliges Einschalten nach einer k√ľrzlichen Entnahmen. Da sich bereits hei√ües Wasser in den Leitungen befindet, dass sich nur langsam wieder abk√ľhlt.
Die Pumpenlaufzeit sowie die Wartezeit nach einer Zirkulation k√∂nnen √ľber entsprechende Parametrierung in den Einstellungen optimal an die Gegebenheiten angepasst werden.

Findet √ľber einen langen Zeitraum keine Entnahme statt, kann es durch das stehende Wasser in den Rohrleitungen zu einer Verkeimungen kommen (Urlaubszeitr√§ume, Wochenendh√§user usw.).
Um einer Verkeimung vorzubeugen und ein Höchstmaß an Hygiene zu gewährleisten, startet nach einer definierbaren Zeitpanne automatisch eine Hygienezirkulation. Diese wird in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt, wenn zwischenzeitlich keine Entnahmen stattgefunden haben.

In eine sp√§ter geplanten Firmware Versionen ist eine vorausschauende Zirkulationsanforderung geplant. Soll diese Funktion genutzt werden, wird der oben beschriebene, zweite DS18B20 Sensor in der R√ľcklaufleitung ben√∂tigt!

Wenn ein regelmäßiges Verbrauchsverhalten erkannt wird, sollen diese Zeiträume erlernt und die Zirkulation bereits im Voraus startet, um unnötigen Wartezeiten zu minimieren. Hingegen soll während längerer Abwesenheit die Vorausschauenden Zirkulationsläufe automatisch unterbunden werden. Mit der ersten Entnahme nach dieser Pause, startet dann die Vorausschauende Zirkulation wieder automatisch. Sollten sich Verbrauchsverhalten geändert haben, sollen die veralteten Informationen automatisch gelöscht und dann nach und nach durch die neu erlernten Informationen ersetzt werden.

Hardware:
Die Hardware der Zirkulationssteuerung besteht aus einem ©Sonoff TH10/16 mit einem oder optional zwei DS18B20 1-Wire Temperatursensoren. Die beiden Zahlen 10/16 bezieht sich auf die Schaltleistung des Moduls.
Wir raten zum ¬©Sonoff TH16, er ist kaum teurer als der TH10, bietet jedoch wesentlich mehr Komfort beim Anschluss der Versorgungsspannung und der Pumpe durch seine Klemmanschl√ľsse. Au√üerdem bietet er eine ausreichende Reserve bei der Schaltleistung, was die Lebensdauer des Relaisschaltkontaktes ebenfalls wesentlich verl√§ngert.

Die Sensoren werden √ľber eine vier polige 2,5 mm Klinkenbuchse angeschlossen. √úber diese Buchse werden zwei GPIO’S und die Versorgungsspannung herausgef√ľhrt.

Steckerbelegung ©Sonoff TH10/16

Der Stecker ist ein vierpoliger 2,5mm Klinkenstecker, √ľber den die 1-Wire Temperatursensoren vom Typ DS18B20 mit dem Modul verbunden werden (DQ – GPIO 14, +3,3V und GND). Beim Anschluss von zwei Temperatursensoren, werden diese parallel an die entsprechenden Anschlusspins angeschlossen.
Die Temperatursensoren am Warmwasservorlauf bzw. am Zirkulationsr√ľcklaufrohr, erkennen kleinste Temperatur√§nderungen und steuern so das Laufverhalten der Zirkulationspumpe.
Da der ¬©Sonoff nur eine 2,5mm 4-Pin Eingangsbuchse besitzt, gibt es f√ľr den Anschluss von zwei Sensor zwei einfach L√∂sungen. Man schneidet die angespritzten Stecker (soweit vorhanden) ab und verbindet die jeweils gleichen Adern miteinander. Nun kann man entweder einen l√∂tbaren Stecker verwenden, an den die Adern entsprechend der oben beschrieben Anschlussbelegung angel√∂tet werden. Eine Zweite, l√∂tfreie L√∂sung bietet die Verwendung eines sogenannten Terminal Adapters Klinke 2,5mm 4-Polig mit Schraubklemmen.

Aderfarbcode der DS18B20 Sensoren
DS18B20 Sensoren können zwei Adrig oder auch drei Adrig angeschlossen werden.
Bei einem zweiadrigen Anschluss betreibt man den Sensor im sogenannten parasit√§ren Modus, die ben√∂tigte Versorgungsspannung wird √ľber die Sensorleitung eingespeist und √ľber einen kleinen Kondensator im inneren des Sensors gespeichert.

Signal
Beschreibung Klemme des Adapters
GND
(sw/gn)
GND V
Data
(gelb/weis)
DQ – GPIO 14 L
VDD
(rot)
+3,3V Versorgungs-spannung     |
—–
¬† —

Jeder DS18B20 Temperatursensor besitzt seine eigenen, einzigartigen 64-bit Seriennummer, was den Betrieb mehrere Sensoren an nur einer Datenleitung zu zulässt.

Hardwareanpassung des ©Sonoff

M√∂chten Sie die Hardware Modifikation und das flashen einer eigenen Firmware selbst vornehmen, wird im folgenden die Vorgehensweise hierf√ľr kurz beschrieben.
Diese Beschreibung soll lediglich eine Hilfestellung geben und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit!
Alle selbst durchgef√ľhrten Arbeiten erfolgen auf Ihr eigenes Risiko!

An dieser Stelle wird ausdr√ľcklich darauf hingewiesen, dass f√ľr alle beschrieben Arbeitsschritte, wie der Austausch des Flashspeichers, die Programmierung einer neuen Firmware, dass ¬©Sonoff Modul komplett von der 230V Netzspannung getrennt sein muss.
Ansonsten besteht Lebensgefahr durch einen elektrischen Schlag!

Der Flashspeicher, der mit dem das ¬©Sonoff TH Modul ausgeliefert wird, ist ein Winbond 25Q08FV, der mit einer Gr√∂√üe von 8MBit (1MByte) f√ľr diese Anwendung und die „Over the Air“ OTA-Update Funktion etwas zu knapp bemessen ist. Da bei einem OTA Update die H√§lfte des Flash Speichers als Ladespeicher ben√∂tigt wird. Deshalb wird er durch einen Winbond 25Q32FV mit 32MBit (4MByte) im SOP-8 Geh√§use ausgetauscht, den Sie in unserem Webshop erhalten.

Um erstmalig eine eigene Firmware auf dem ¬©Sonoff zu installieren, sind auf der Platine bereits alle ben√∂tigen Pins herausgef√ľhrt.
F√ľr den Flashvorgang wir eine USB-Seriell Modul mit einer VSS von¬† 3,3V ben√∂tigt. Vor dem Anschluss des Moduls ist auf die richtige Einstellung der Versorgungsspannung zu achten. Bei vielen dieser Module kann die Versorgungsspannung VSS zwischen 3.3V und 5V umgeschaltet werden. Eine zu hohe Versorgungsspannung f√ľhrt zur sofortigen Zerst√∂rung des ¬©Sonoff Moduls.

Einrichten der WIFI Verbindung:
Um die Zirkulationssteuerung  in das lokale Netzwerk zu integrieren, wird Anfangs ein eigener AP geöffnet. Verbindet man sich mit diesem AP und öffnet anschließend im Webbrowser die IP-Adresse 192.168.4.1 gelangt man in das Konfigurationsportal der Zirkulationssteuerung.
Hier k√∂nnen dann alle notwendigen Einstellungen f√ľr das lokale Netzwerk (SSID, Kennwort) und die die Verbindung zum MQTT-Broker (Server IP, Benutzername, Kennwort und Port) vorgenommen werden.
Konnte anschlie√üend mit den eingegebenen Informationen eine Verbindung zum lokalen Netzwerk hergestellt werden, sind alle Daten und Konfigurationen der Steuerung, neben dem MQTT-Broker auch √ľber das integriertes Web-Interface erreichbar.

Einrichten einer Amazon Alexa Verbindung:
Die Zirkulationssteuerung kann √ľber ein Sprach Kommando mit Alexa Ger√§ten ein bzw. ausgeschaltet werden. Wurde die Zirkulationssteuerung mit dem ein Kommando aktiviert, l√§uft genau wie bei der Entnahmeerkennung die eingestellte Pumpenlaufzeit ab, bevor die Zirkulationspumpe automatisch wieder deaktiviert wird.
Um die Zirkulationssteuerung √ľber Alexa ansteuern zu k√∂nnen, vergeben Sie zuerst den Alexa Invocation (Aufrufnamen) im Webbrowser oder per MQTT. Nach der Eingabe wird die Zirkulationssteuerung neu gestartet und ist bereit f√ľr die Kommunikation mit Alexa Ger√§ten.
Stellen Sie vor der Suche von neuen Ger√§ten in ihrer Alexa App sicher, dass ihre Alexa mit dem 2,4 MHz Netzwerk ihres Routers verbunden ist, da vom ESP8266 nur dieses Tr√§gerfrequenz unterst√ľtzt wird.
W√§hlen sie in der Alexa App im Reiter Ger√§te, Ger√§t hinzuf√ľgen aus. Anschlie√üend suchen sie nach Sonstige Ger√§te und starten sie die Suche. Nach dem die Zirkulationssteuerung erkannt wurde, kann diese mit den Kommando „Ger√§tename ein / aus“ angesteuert werden.

Ansicht im IO-Broker:

Die Ansicht zeigt alle verf√ľgbaren Parameter der Zirkulationssteuerung.

Beschreibung der Notes

Note Name Beschreibung Lesen / Schreiben
INFO/Hostname Bezeichnung des Moduls Read
INFO/Port Webserver Por Read
INFO/IPAdress Aktuelle IP-Adresse Read
INFO/Modul WLAN-Modul Read
INFO/RestartReason Beschreibung des letzten Neustart Ereignisses Read
INFO/Version Aktuelle Firmware Version Read
SETTINGS/AlexaInvocationName Alexa Aufrufname (max. 30 Zeichen) Read / Write
SETTINGS/BackflowTemp R√ľcklauftemperatur Abschaltwert (¬įC) Read / Write
SETTINGS/CHECKUPDATE Neustes Firmware Update laden (set true) Read / Write
SETTINGS/GradientIntTime Garatientenzeit ab ersten erkannten Temperaturanstieg
(sek.)
Read / Write
SETTINGS/LegionellaWaitTime Hygienezirkulationszeit
(Std.)
Read / Write
SETTINGS/PumpRunTime Pumpenlaufzeit (min.) Read / Write
SETTINGS/RelaisDirection Wirkrichtung des Realis Read / Write
SETTINGS/StartPump Pumpe manuell starten (set true) Read / Write
SETTINGS/StopPump Pumpe manuell stop
(set true)
Read / Write
SETTINGS/TempGradient Temperaturgradient innerhalb der (¬įC)
GradientIntTime
Read / Write
BackflowTemperatur R√ľcklauf Temperatur DS18B20 (¬įC) Read
PreflowTemperature Vorlauf Temperatur DS18B20 (¬įC) Read
PumpRequest Zirkulationspume aktiv
(on/off)
Read
RelPinState Status Relais Pin
(high/low)
Read
RemainingLegionellaTime Abgelaufene Hygiene Zirkulations Wartezeit
(Std.)
Read
RemainingPumpRunTime Abgelaufene Zirkulationszeit
(Min.)
Read
RemainingPumpWaitTime Abgelaufene Wartezeit
(Min.)
Read
Uptime Zeit seit dem letzten Neustart Read
Vcc Prozessor Core Spannung Read
WIFI-Quality
WIFI-Qualität in % Read

Ansicht im Webbrowser:

Analog zur Ansicht im Broker stehen alle Parameter auch im Webbrowser Interface zur Verf√ľgung.

Aus Sicherheitsgr√ľnden wurde eine Anmeldung an der Weboberfl√§che des Regensensors eingef√ľhrt!
Die Standard Anmeldedaten f√ľr die Eingabeaufforderung lauten:

Benutzername: admin
Kennwort: Password

Hinweis:
Wird keine Sicherheitsabfrage f√ľr die Weboberfl√§che gew√ľnscht, lassen Sie das Kennwortfeld einfach leer!

Versionsverlauf:

Intended:

  • Hard.Firmware Version 1.03
    Neu Funktionen f√ľr das vorausschauende Entnahmeverhalten.

Released:

  • 02.08.2022¬† Version 1.02
    WIFI-Quality Anzeige in MQTT und Webinterface eingebaut
    Webpage Kennwortabfrage eingebaut, bei leerem Kennwort erfolgt keine Abfrage.
    Uptime Fehlerbeseitigung.
  • 22.04.2022¬† Version 1.01
    Fehlerbeseitigung bei der √úbertragung der MQTT Daten. Updates bei der Genauigkeit der Messwerte verbessert.
    Bibliotheksupdate durchgef√ľhrt, neues Anmeldeportal.
  • 29.11.2021 Version 1.00
    Integration f√ľr Ansteuerung mit ¬©Amazon Alexa

MQTT- Kapazitiver Regensensor

Kapazitiver Regensensor Dokumentation
Kapazitiver Regensensor Dokumentation

Der Source Code f√ľr dieses Projekt kann in unserem Web Shop erworben werden.

Allgemeines

Anfang 2021, wurde von uns eine IoT-Wetterstation f√ľr eine Projekt in S√ľdtirol entwickelt. Ein Teil der Aufgabenstellung bestand darin, einen kapazitiv arbeitenden Regensensor zu integrieren.
Nach Abschluss der Entwicklung, blieben aus dem Prototyping noch einige der Sensor Platinen √ľbrig, daras entstand dann dieses Projekt.
Um dem interessierten Kunden das Funktionsprinzip n√§her zu bringen und eine Anleitung f√ľr den grundlegenden Aufbau eines kapazitiven Regensensors anzubieten, wurde der folgenden Artikel auf unserem Blog dazu ver√∂ffentlicht: Kapazitiver Regensensor.

Da die Anfragen f√ľr einen solchen Sensor sehr gro√ü waren, haben wir uns entschlossen ein kleine Auswerte Platine zu entwickeln, die mit einem ESP8266 (WEMOS D1 mini) ausgestattet ist und die Sensordaten per Webserver und MQTT zur Verf√ľgung stellt.
Zusätzlich befindet sich auf der Auswerte Platine ein potentialfreier Relais Schaltkontakt, der es erlaubt bei einer Regenerkennung auch direkt einen externen Schaltvorgang auszulösen. Um z.B. eine Markise ein zu fahren.

Aufbau Hardware

Das Regensensor Modul besteh aus drei Einzel Komponenten

  • Kapazitive Sensorplatine
    Die Funktionsweise der Sensorplatine wird bereits im Beitrag Kapazitiver Regensensor ausf√ľhrlich beschrieben, weshalb wir hier nicht mehr n√§her darauf eingehen werden.
  • Auswerteeinheit
    Die Platine der Auswerteeinheit bildet das Gegenst√ľck zur Sensorplatine. Die beiden Platinen besitzen dieselben Abmessungen, was bei der Befestigung z.B. in einem geeigneten Geh√§use wie einer Verteilerdose von gro√üem Vorteil ist. Die Bohrl√∂cher f√ľr die Befestigung der Auswerteeinheit werden somit komplett von der aufgeklebten Sensorplatine √ľberdeckt und bietet so einen perfekten Korrosionsschutz.
    Auf der Platine befindet sich ein DS18B20 Temperatursensor, der durch seine Position die Geh√§useinnentemperatur und gleichzeitig die Temperatur kurz unterhalb der Sensorplatine erfasst. Auf diese Weise kann in den Wintermonaten verhindert werden, dass sich Forst auf dem Sensor bilden kann. Bei einem Regenereignis wird die Sensorheizung ebenfalls automatisch aktiviert, um ein schnelleres Abtrocknen der Sensoroberfl√§che und somit eine schnellere Reaktionszeit des Sensors nach einem Regenereignisses sicher zu stellen. Die Maximale Sensor Temperatur wird √ľber den Temperatursensor geregelt, das spart Energie und erh√∂ht die Lebensdauer des Regensensors.
    Befindet sich kein Feuchtigkeit, Eis oder Kondensat auf der Sensoroberfl√§che, das durch die Erw√§rmung verdampfen kann, kommt es auch nicht zu einer Abk√ľhlung durch Verdunstung und der Sensor w√ľrde sich immer mehr aufheizen.
    Diese Regelung arbeitet mittels PWM (Pulsweitenmodulation), mit einer Frequenz von ca. 100Hz. Wurde Regen detektiert, findet im Temperaturbereich von 35 – 50¬įC eine stetige Regelung statt.
    Unterschreitet die Temperatur 4 ¬įC, wird die Sensor Heizung ebenfalls aktiviert um Frostbildung auf der Sensoroberfl√§che zu verhindern. Hierbei wird ebenfalls die Leistung der Sensorheizung in Abh√§ngig der gemessenen Temperatur geregelt. Der Regelbereich liegt hier bei zwischen 4¬įC und -6¬įC, was dann einer Heizleistung von 100 % entspricht.
    Um eine Betauung der Sensoroberfl√§che zu verhindern, .z.B. bei Morgentau oder Nebelbildung, wird die die kompensierte Sensorkapazit√§t als Messgr√∂√üe herangezogen. √úberschreitet diese einen Wert von 5 pF, wird die Sensorheizung mit einer Leistung von 20 % betrieben, um diesen Effekt zu eliminieren. Die Maximale Sensorheizleistung kann √ľber MQTT oder das Webfrondend in einem Bereich von 1 ‚Äď 100% eingestellt und somit begrenz werden. Die Spannungsversorgung der Sensorheizung wird √ľber eine 500mA selbstr√ľckstellende Sicherung gesch√ľtzt. Der WMOS D1 mini besitzt eine eigene selbstr√ľckstellende Sicherung. Die Spannungsversorgung erfolgt nicht √ľber die Micro USB-Buchse, sondern √ľber die zwei auf der Platine herausgef√ľhrten L√∂tpunkte *5V und GND. N√§here Informationen hierzu erhalten Sie in der Dokumentation, die sie oben im Beitrag kostenlos herunterladen k√∂nnen.

ACHTUNG:
Auf der Platine ist kein Verpolungsschutz vorhanden! Ein falscher Anschluss der Spannungsversorgung f√ľhrt zu einer Zerst√∂rung der elektronischen Bauteile.
Das Netzteil benötigt eine stabilisierte Ausgangsspannung von 5V= und  mindestens 1A  Ausgangs Strom, um die Auswerteeinheit und die Sensor Heizung sicher zu betreiben.

  • Auf der Platine der Auswerteeinheit befindet sich auch noch der hochgenaue Langzeit Timer 7555, der hier als 3V Variante best√ľckt ist und die Kapazit√§tsfrequenzumsetzung durchf√ľhrt. Als letztes Bauteil ist nun noch das Read Relais zu nennen, dass einen potentialfreien Ausgangskontakt zur Verf√ľgung stellt und bei einem Regenereignis ein externes Schaltsignal zur Verf√ľgung stellt.
    Der ungenutzte Raum der Platine wurde mit einem 2,54mm Lochraster versehen, das noch gen√ľgend Raum f√ľr eigenen Erweiterungen und Ideen bietet.
  • WEMOS D1 mini pro
    Das Schaltungsdesigne  des WEMOS D1 mini Board der Auswerteeinheit musste ebenfalls modifiziert werden (Nähere Informationen hierzu finden Sie in der Technischen Beschreibung).
    Es besitz 4 MB Flash, was ausreichend Platz f√ľr zuk√ľnftige Erweiterungen oder eigenen Ideeen bereith√§lt. Das Modul wird mit der aktuellen Firmware ausgeliefert, kann aber jeder Zeit √ľber ein Internetverbindung OTA auf die neueste Firmware Versionen upgedatet werden.
    Alle Anschl√ľsse des WEMOS sind nochmals separat auf dem Lochraster (Stiftleiste 2,54mm) herausgef√ľhrt.

Aufbau der Firmware

Um das Regensensormodul in das lokale Netzwerk zu integrieren, wird Anfangs ein eigener AP geöffnet. Verbindet man sich mit diesem AP und öffnet man anschließend im Webbrowser die IP-Adresse 192.168.4.1 gelangt man in das Konfigurationsportal des Regensensor Moduls.
Hier k√∂nnen dann alle notwendigen Einstellungen f√ľr das lokale Netzwerk (SSID, Kennwort) und die die Verbindung zum MQTT-Broker (Server IP, Benutzername, Kennwort und Port) vorgenommen werden.
Konnte anschlie√üend mit den eingegebenen Informationen eine Verbindung zum lokalen Netzwerk hergestellt werden, sind alle Daten und Konfigurationen des Sensors wie Einschaltschwellen, die Schalthysterese usw. neben dem MQTT-Broker auch √ľber das integriertes Web-Interface erreichbar.

Die Kapazit√§t des Sensors steht als Rohwert vom Sensor zur Verf√ľgung. F√ľr die Auswertung der Schaltschwelle, wird der kompensierte (kalibrierte) Sensorwert herangezogen.
Um nicht mit dem absoluten Kapazit√§tswert des Sensors arbeiten zu m√ľssen, kann der Sensorwert bei Trockenheit selbst definiert werden. Hierf√ľr wird eine Kalibrierung durchgef√ľhrt. So dass der Kompensierte Sensorwert dann bei Trockenwetter null hat.
Wandert der Wert um 10 pF in den negativen Bereich f√ľhrt das Sensormodul einen automatischen Nullabgleich durch.

√úbertragung der Werte per MQTT

Wird der Regensensor neu gestartet, werden alle Topics der Settings subscribed und anschließend alle Topics einmalig published.
Danach wird die publishing Routine in der Firmware fix alle 10 Sekunden aufgerufen und dabei nur die Werte published, die eine √Ąnderung seit dem letzten publishing Zyklus erfahren haben.
Dies geschieht um den Traffic möglichst gering zu halten.

Hier eine √úbersicht der ben√∂tigten Werte√§nderung f√ľr eine erneute MQTT √úbertragung:

  • curtemperature ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 1.0 ¬įC
  • curfrequency¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 50.0 Hz
  • curcapacity ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 3.0 pF
  • compcapacity ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 3.0 pF
  • calcapacity ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >=1.0 pF
  • precipitation¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 0.01 l/m2
  • windspeed¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 0.5 m/s
  • heatsinkpower¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 0.01
  • rain¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† true/false;
  • Uptime / Core Vcc¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬† >= 0.01 V

Die CurCapacity und damit auch Comp.Cap. schwankt nat√ľrlich auch ohne Regen immer ein wenig, abh√§ngig von der Luftfeuchtigkeit, Nebel oder √§hnlichem. Deshalb wurde f√ľr die Auswertung der Regenerkennung ein Schwellwert definiert.

Berechnung der Niederschlagsmenge

Eine neue, aber noch experimentelle Funktion ist eine Berechnung der Niederschlagsmenge anhand der Sensorkapazit√§t und der Dauer des Regenereignisses. Hierf√ľr wird der Wert der kalibrierten Sensorkapazit√§t alle 30 Sekunden erfasst und in ein Array gespeichert. nach 15 Minuten, wird aus diesen Werten der Mittelwert gebildet. Die Summe der vier Viertelstundenwerten ergibt dann den Stundenwert, der nach der folgenden Funktion in eine Niederschlagsmenge (l/m2) umgerechnet wird und als 24 Stundenwerte ebenfalls in ein Array mit den Tageswerten geschrieben wird.

Diese Funktion berechnet sich nach der Formel:

float y = 3e-06 * sq(x) – 0.0004 * x + 0.0004;

Windgeschwindigkeitsmessung mit einem Anemometer

Ab Version 1.05 besteht die M√∂glichkeit ein Anemometer f√ľr die Ermittlung der Windgeschwindigkeit an die Auswerteeinheit anzuschlie√üen. Der neue Sensor wird nach dem ersten Impuls automatisch von der Firmware erkannt, anschlie√üend werden weitere Konfigurations- und Anzeigewerte per MQTT und im Web Frontend zur Verf√ľgung gestellt.

Das Anemometer muss √ľber einen potentialfreien Ausgangskontakt verf√ľgen (Sensor mit Reed Ausgangskontakt). Die Erweiterung des Auswertemoduls um diese Funktion gestaltet sich recht einfach, es werden lediglich die folgenden Bauteile ben√∂tigt.

  • Ein Widerstand 10 KOhm 1/4 W, print
  • Ein Keramikkondensator 100 nF, print
  • Ggf. eine Schraubklemme 2-polig, Raster 5,08 mm f√ľr den Sensoranschluss.

Das folgende Bild zeigt die einfache Schaltung, die f√ľr den¬† Anschluss eines Anemometers an der Auswerteeinheit nachger√ľstet werden muss. Die beiden Verbindungsleitungen des Anemometers werden einmal mit den 3.3V und dem GPIO 14 (D5) des WEMOS D1 mini verbunden. Am GPIO14 (D5) wird dann nur noch der Widerstand (10K) und der Keramikkondensator (100nF) gegen Masse angeschlossen.

Es werden viele verschieden Anemometer mit Reed Schaltkontakten im Handel angeboten. Diese unterscheiden sich nicht nur durch verschieden Bauformen (Diameter) sondern auch durch die Anzahl der Impulse pro Umdrehung.

Deshalb stehen nach dem Anschluss eines Anemometers zwei weitere Eingabeparameter im MQTT-Broker und dem Web Frontend zur Verf√ľgung, die eine individuelle Konfiguration des eingesetzten Anemometers zulassen. Der erste Parameter gibt die Anzahl der Impulse pro Umdrehung an. Wieviel Impulse pro Umdrehung der Sensor liefert, kann leicht mit einem einfachen Multimeter oder einem Durchgangspr√ľfer ermittelt werden, indem¬† man das Windrad einmal um seine eigene Achse dreht und das Schlie√üen des Kontaktes abz√§hlt.
Der zweite Parameter gibt die Windgeschwindigkeit in km/h, wenn sich das Windrad innerhalb einer Sekunde einmal um die eigene Achse dreht. Lesen Sie hierf√ľr in den Angaben des Herstellers nach.

Verwendet werden kann z.B. ein Anemometer der Firma TOOGOO mit der Typenbezeichnung „WH-SP-WS01 Anemometer“.
F√ľr dieses Anemometer sind die Konfigurationseinstellungen bereits in der Firmware eingetragen.

  • Pulse/Umdrehung = 1 Puls
  • Geschwindigkeit in km/h bei 1U/s = 2,4 km/h

Ansicht im IO-Broker:

Die Ansicht zeigt alle verf√ľgbaren Parameter des Sensormoduls.

Beschreibung der Notes

Note Name Beschreibung Lesen / Schreiben
INFO/Hostname Bezeichnung des Moduls Read
INFO/IPAdress Aktuelle IP-Adresse Read
INFO/Modul WLAN-Modul Read
INFO/Port Webserver Port Read
INFO/RestartReason Beschreibung des letzten Neustart Ereignisses Read
INFO/Device ID Geräte ID Read
INFO/Version Aktuelle Firmware Version Read
SETTINGS/Calibrate Sensorkalibrierung (set true) Read / Write
SETTINGS/CheckUpdate Neustes Firmware Update laden (set true) Read / Write
SETTINGS/HeatsinkMaxPower
(ab Version x.04)
Maximale Sensor Heizleistung  (%) Read / Write
SETTINGS/HystCapacity Schalthysterese Kapazitätswert (pF) Read / Write
SETTINGS/LightRain Schaltschwelle f√ľr die Textanzeige Light Rain (pF) Read / Write
SETTINGS/ModerateRain Schaltschwelle f√ľr die Textanzeige Moderate Rain (pF) Read / Write
SETTINGS/ModerateRain Schaltschwelle f√ľr die Textanzeige Normal Rain (pF) Read / Write
SETTINGS/ NormalRain Wirkrichtung (direct / inverse) Read / Write
SETTINGS/TrshCapacity Schaltschwelle f√ľr die Regenerkennung (pF) Read / Write
SETTINGS/WSPulsNumber (optional)
Pulse/Umdrehung
P/U
Read / Write
SETTINGS/WSWindSpeed (optional) Geschwindigkeit in (km/h bei 1U/s) Read / Write
Alive
(ab Version x.05)
Online Status des Moduls (true/false) Read
CalCapacity Kapazitäts- Kompensationswert (pF) Read
CompCapacity Relativer (kompensierter Kapazitätswert (pF) Read
CurCapacity Aktuelle Sensor Kapazität (absolut Wert (pF) Read
CurFrequency Aktuelle Sensorfrequenz (Hz) Read
HeatiSinkPower
(ab Version x.04)
Aktuelle Leistung der Sensorheizung (%) Read
Precipitation
(ab Version x.05)
Niederschalgsmenge l/m2 (experimentell) Read
SensorState
(ab Version x.10)
Sensor Status
(ok/failure)
Read
Rain Status der Regenerkennung (true/false) Read
RainState Status der Regenerkennung (Textform)
CompCapacity > TrshCapacity
= „dry“
CompCapacity < 150 = „light rain“
CompCapacity < 350 = „moderate rain “
CompCapacity < 700 = „normaly rain“
> 700= „heavy rain“
Read
Temperature DS18B20 Geh√§use/Sensor Temperatursensor Wert (¬įC) Read
Uptime Zeit seit dem letzten Neustart Read
Vcc Prozessor Core Spannung Read
WindSpeed
(optional)
Windgeschwindigkeit (m/s) Read

Einfaches Blockly Skript f√ľr den IO-Broker

In diesem Abschnitt soll Beispielhaft die Integration einer Markisen Ansteuerung mit einem Blockly Skript f√ľr den IO-Broker gezeigt werden.
Die Variable ‚ÄěRain-Trigger‚Äú ist eine User definierte boolesche Variable im Broker und dient hier als Trigger f√ľr das Umschalten zwischen den Zust√§nden der Regenerkennung und der Regenende Erkennung.

In diesem Skript wird bei einer Regenerkennung ein kurzer ‚ÄěClose‚Äú Befehl an einen Shelly 2.5 Rollladenschalter gesendet, eine Bedienung durch den Nutzer bleibt somit jederzeit weiterhin m√∂glich.

Ansicht im Webbrowser:

Analog zur Ansicht im Broker stehen alle Parameter auch im Webbrowser Interface zur Verf√ľgung.

Ab Firmware Version x.08 wurde aus Sicherheitsgr√ľnden eine Anmeldung am Webinterface eingef√ľhrt!

Die Standard Anmeldedaten f√ľr die Eingabeaufforderung lauten:

Benutzername: admin
Kennwort: Password

Hinweis:
Wird keine Sicherheitsabfrage f√ľr die Weboberfl√§che gew√ľnscht, lassen Sie das Kennwortfeld einfach leer!

Montage Vorschlag:

Das Regensensor Modul sollte nach Westen ausgerichtet in einem Winkel von ca. 30¬į mountiert werden, damit der auftreffende Regen die Sensoroberfl√§che nur benetzt und abflie√üen kann.
Die Ausrichtung nach Westen sch√ľtzt die Sensoroberfl√§che vor direkter Sonneneinstahlung, was die Lebensdauer der Lackschicht enorm¬† verl√§ngert!

Das Modul lässt sich leicht in eine Hensel Verteilerdose (ohne Klemmen) mit den Abmessungen 104 mm x 104 mm, vom Typ DK 0200 G / IP66 einbauen.

Hinweis:
Die oben genannte Abzweigdose besitzt keine Einf√ľhrungen oder W√ľrgenippel. Die Einf√ľhrungs√∂ffnungen sind mit einer Gummimembrane ausgestattet, die leicht durchstochen werden kann und das Kabel anschlie√üend wieder Wasserdicht umschlie√üt.

Im ersten Schritt werden die Befestigungsl√∂cher f√ľr vier Distanzh√ľlsen M3x8mm auf der Deckel Oberseite angezeichnet und mit einem 3,2mm Bohrer gebohrt.
Dann werden die Löcher mit einem Senker soweit angesenkt, dass die M3x4mm Senkkopfschrauben plan in den Senkungen verschwinden.

Anschlie√üend wird mit einem Fr√§ser oder einem Forstner Bohrer ein ca. 25 mm gro√ües Loch f√ľr den Sensorstecker und den DS18B20 Sensor ausgemessen und gebohrt.

Nun werden die Distanzh√ľlsen M3x6mm auf der Innenseite des Deckels befestigt und die Auswerteeinheit so montiert, dass die Buchsen Leiste und der Sensor im Sensorbohrloch platziert sind.

Danach kann der Sensor mit Silikon auf den Deckel aufgeklebt werden.

Achten sie beim Aufbringen des Sensors darauf, dass die Stiftleiste richtig in der zehn Poligen Buchsen Leiste steckt, so dass nach dem aufbringen der Sensorplatine auch alle vier Senkkopfschrauben verdeckt werden.

Versionsverlauf:

Intended:

  • Hard.Firmware Version 2.00
    Integration einer LUX-Messung mit einem VEML7700 (I2C).

Released:

  • 09.10.2023 Version 1.13
    – HTML Code verbessert
  • 07.08.2023 Version 1.12
    РFehlerhafte Windwerte größer 300 Km/h ausgeblendet.
  • 09.03.2023 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.11
    – √úberwachung der Regensensor Funktion „SensorStatus“¬† verbessert. MQTT-Struktur neu angelegt, der f√ľhrende „/“ wurde entfernt!.
    Wichtiger Hinweis:
    Bitte beachten, dass da durch ein neuer Eintrag im Broker erzeut wird!!!
  • 20.10.2022 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.10
    – √úberwachung der Regensensor Funktion „SensorStatus“ hinzugef√ľgt.
  • 23.08.2022 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.09
    – Fehler bei der Uptime behoben und Uptime Library eingebunden.
    – Webserver Port in MQTT/Info eingef√ľgt.
    – Genauigkeit bei Chart und der Durchschnittlichen Regenmenge verbessert.
    – Anzeige der Core VDD im Web Frontend.
  • 29.07.2022 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.08
    Anzeige MQTT/Info/Port des Webservers.
    Wird das Webserver Kennwort leer gelassen, erscheint kein Anmeldedialog im Webbrowser.
    Fehlerbeseitigung √úberlauf bei der Uptime Anzeige.
  • 15.07.2022 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.08
    Erweiterung der Parametrierung f√ľr die Textausgabe des Regenstatus.
    Erweiterung WIFI-Manager, um den Regensensor mit einem Port forwarding im Router auch aus dem Internet erreichen zu können, kann nun der Webserver Port frei konfiguriert werden.
    Zusätzlich wird nun ein Anmeldename und ein Kennwort beim Aufrufen der Webseite abgefragt, um die Sicherheit zu erhöhen.
  • 25.04.2022 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.07
    Aktualisierung der Arduino Librarys, neues Anmeldeportal.
  • 04.02.2022 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.06
    Optimierung bei der √úbertragung der MQTT Daten. Updates bei der Genauigkeit der Messwerte verbessert.
  • 28.08.2021 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.05
    Integration eines Anemometers zur Ermittlung der Windgeschwindigkeit.
    Precipitation Wert (Experimentelle Niederschlagsmenge) Errechnung √ľber Viertelstunden Mittelwerte der Comp. Kapazit√§t in l/m2, in MQTT und im Web Browser eingerichtet. Niederschlags Chart Demo Version 24h.
    LWT / Alive – Last Will Testament Onlinestatus des Sensormoduls in MQTT integriert. Reduzierung des MQTT Datenverkehrs.
  • 29.07.2021 Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.04
    – Sensor Temperatursteuerung, Regelung der Leistung per PWM
    und Option zur Begrenzung der maximalen Heizleistung.
    – Temperaturregelung der Sensorheizung f√ľr Frostschutz und
    Maximaltemperatur.
    – Betauungsschutzfunktion ab einer Kompensierten
    Sensorkapazität von 5 PF, Heizleistung Sensorheizung auf 20%
  • 16.07.2021: Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.03
    ‚Äď √úberarbeitung im Dialog Update, Reset und Restart im
    Web Frontend vorgenommen.
    – Regen Status als Klartextausgabe.
  • 03.07.2021: Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.02
    ‚Äď Anzeige im MQTT – Broker erweitert.
  • 04.06.2021: Alle HW Versionen
    Firmware Version 1.01
    ‚Äď In dieser Version wurde eine Fehlerbeseitigung im
    Web Frontend vorgenommen, es betrifft die Umschaltung
    der Wirkrichtung des potentialfreien Relais Ausgangs.

IOT – Wetterstation

Allgemeines

F√ľr die Erfassung und Verteilung¬†aktueller lokaler Wetterdaten wurde im Zuge eines Kundenauftrags diese IoT-Wetterstation mit integrierter Ethernet Schnittstelle auf Basis eines ESP32 entwickelt.

Alternativ kann auch auf die Anbindung √ľber die Ethernet Schnittstelle verzichtet werden und die Daten k√∂nnten stattdessen per WLAN Verbindung √ľber den Mikrokontroller ESP32 versendet werden.

Sie erfasst die folgenden Wetterdaten und sendet diese zyklisch per UDP-Broadcast √ľber den Port 8888 in das lokale Netzwerk. Auch hier w√§re der Versand per MQTT an einen Broker denkbar.

Wetterdaten:
  • Aktuelle Windgeschwindigkeit
  • Aktuelle Windrichtung (0 ‚Äď 360 ¬į)
  • Windrichtungswert als Windrichtungsindex
  • Aktuelle Au√üen- und Modultemperatur
  • Aktuelle Daten vom Kapazitiven Regensensor
  • Aktuellen LUX Wert, RAW Index und den Wei√ü Wert.
  • Regen Bit der Regenerkennung
  • D√§mmerungsbit der D√§mmerungserkennung
  • Windmax Bit der Windmax. Erkennung

Hardwareaufbau

Die Platine der Wetterstation hat eine Abmessung von 80 x 120 mm.
Sie besitzt Schraubklemmen zum Verbinden der Eingangssignale und eine RJ45 Buchse zum Anschluss der Netzwerkverbindung √ľber Ethernet, unten rechts im Bild.

IoT-Wetterstation Platine
IoT-Wetterstation Lux- und Kapazitiver Regensensor

Die Platine der verf√ľgt √ľber folgende Anschl√ľsse:

  • Einen Programmieranschluss f√ľr Firmware Updates
  • Einen RJ45 Netzwerkanschluss
  • Schraubanschl√ľsse f√ľr die Sensoren

Die ersten beiden Klemmanschl√ľsse dienen dem Anschluss der Versorgungsspannung, diese kann in einem Bereich von 7 ‚Äď 27 V= liegen.

Der n√§chste Anschluss wurde f√ľr einen potentialfreien Eingangskontakt vorgesehen, an den z.B. ein Regenmengenmesser mit Read Kontakt angeschlossen werden k√∂nnte (optional).

Der n√§chste Klemmenblock stellen zwei stabilisierte Ausgangsspannung 3.3V und 5.0 V zur Verf√ľgung. Hiermit k√∂nnen Beispielsweise externe Sensoren mit Spannung versorgt werden. Die n√§chsten beiden Klemmen GND und 1-Wire dienen zum Anschluss von externen 1-Wire Sensoren. In diesem Projekt wird hierr√ľber Au√üentemperatur mit einem 1-Wire Sensors vom Typ DS18B20 gemessen.

Die Letzten Klemmen sind Anschlussklemmen f√ľr zwei analogen Eingangskan√§le. Diese k√∂nne je nach Bedarf wahlweise 0 ‚Äď 10 V oder 0 ‚Äď 20 mA Eingangssignale verarbeiten.

Am ersten Analogeingang U-in1 und GND kann z.B. der Sensor zur Messung der Windgeschwindigkeit und am zweiten Analogeingang U-in2 und GND der Sensor f√ľr die Windrichtung angeschlossen werden.

Eine Kalibration der Messbereiche f√ľr die beiden Analogeneing√§nge U-in / I-in, erfolgt f√ľr jeden Kanal getrennt, mit je zwei Spindelpotentiometer.

Hierbei wird zuerst der Spannungseingang abgeglichen und das entsprechende Spindelpotentiometer zunächst gegen den Uhrzeiger auf seine linke Endposition gestellt.

Nach dem Anlegen einer Spannung von 10.0 V wird das Spindelpotentiometer solange verstellt, bis am entsprechenden Ausgangspin, Kanal 1 = Pin1 und Kanal 2 = Pin 7, des LM358 eine Ausgangsspannung von 3.0 V gemessen wird.

Anschlie√üend wird der Spannungseingang getrennt und derselbe Vorgang mit dem Stromeingang durchgef√ľhrt. So k√∂nnen beide Eingangskan√§le auf ihren Endbereich kalibriert werden.

Kanal 1:

  1. I – Abgleich 3.0V = 20 mA, CH1 Pin1 am LM358M
  2. U – Abgleich 3.0V = 10 V, CH1 Pin1 am LM358M

Kanal 2:

  1. I – Abgleich 3.0V = 20 mA, CH2 Pin 7 am LM358M
  2. U – Abgleich 3.0V = 10 V, CH2 Pin 7 am LM358M

Alle Eing√§nge der Wetterstation sind gegen ESD gesch√ľtzt, Die beiden Analogeing√§nge haben zus√§tzlich noch einen Verpolungsschutz und eine Einganswert Limitierung um bei einem zu hohen Spannungs- bzw. Stromwerts am Eingang den Mikrokontroller nicht zu zerst√∂ren.

Der Regensensor basiert auf einer Kapazitätsmessung.

Siehe hierzu:
Kapazitiver Regensensor mit einem ESP8266 / Arduino

Die ermittelte Kapazit√§t wird √ľber einen NE555 in ein digitales Frequenzsignal gewandelt und an den Mikrokontroller weitergeleitet, der dann die Berechnung und Auswertung √ľbernimmt.

Es sind zwei Temperaturmessung vorhanden, die √ľber den 1-Wire Bus erfasst und ausgewertet werden. Als Sensoren werden DS18B20 eingesetzt, der erste befindet sich direkt auf der Platine als TO-3 und dient zur Ermittlung der Geh√§useinnentemperatur, der zweite Sensor ist ein Wasserdichter Edelstahlsensor der in drei Leiter Technik √ľber die Klemmen des 1-Wire Eingangs angeschlossen ist und die Au√üentemperatur misst.

Zur Erfassung des LUX, RAW und Wei√üwerts wurde eine VEML7700 des Hersteller Vishay verbaut. Dieser ist √ľber eine I2C Schnittstelle an den Mikrokontroller angebunden und kann mit einer entsprechenden Parametrierung Lux Werte bis zu 150 Klx genau messen.

Das Herzst√ľck der Schaltung ist ein ESP32 Mikrokontroller mit 4 MB Flashspeicher der Firma Espressif. Dieser Kontroller verf√ľgt √ľber ein WLAN und Bluetooth Radio, das jedoch in diesem Projekt nicht zum Einsatz kommt, da der Datenaustausch √ľber Ethernet erfolgt.

Als Schnittstelle zum Ethernet ist ein USR-ES01 Modul mit W5500 Chipsatz vorhanden, die Anbindung an den Mikrokontroller erfolgt per SPI-Bus.

Die Spannungsversorgung f√ľr die Wetterstation k√∂nnte z.B. auch direkt √ľber das Netzwerkkabel, per Power Over Ethernet kurz PoE erfolgen. Hierf√ľr k√∂nnte ein PoE-Splitter, der eine stabilisierte Gleichspannung von 12V aus dem Signalkabel ausschleust, in das Geh√§use der Wetterstation eingebracht werden. Auf diese Weise k√∂nnte dann auch die Spannungsversorgung f√ľr den Wind- und Windrichtungssensor erfolgen.

Firmware Update

Um ein neues Firmware Update in den ESP32 Mikrokontroller zu laden, verf√ľgt die Platine √ľber einen zweireihigen, acht poligen Steckverbinder, an den der passende USB-Programmieradapter angesteckt werden kann, um eine neue Firmware in den Mikrokontroller der Wetterstation zu √ľbertragen.

Bei einer Verbindung per WLAN, k√∂nnte ein Update aber auch per OTA (Over the air) erfolgen. Diese Option seht leider bei einer Anbindung per Ethernet nicht zur Verf√ľgung.

Der USB-Programmieradapter muss dabei so aufgesteckt werden, dass er von der Grundplatine weg zeigt. Ein Vertauschen oder falsches aufstecken f√ľhrt zur sofortigen Zerst√∂rung der Wetterstation!

Das Herunterladen einer neuen Firmware darf deshalb nur von einer entsprechend eingewiesenen Person oder einem Fachmann durchgef√ľhrt werden!

F√ľr den Programmiervorgang muss die Spannungsversorgung zur Wetterstation unterbrochen sein und die Netzwerkverbindung getrennt werden! Des Weiteren kann es beim Flashvorgang zu Problemen kommen, wenn an den analogen Eingangskan√§len noch Sensoren angeklemmt sind. Deshalb wird auch hier empfohlen dies vor dem Flashvorgang zu entfernen!