Anschluss von zwei Ultraschall Höhenstands Messungen
Vier potentialfreie Eingangskontakte
Programmierbarer Relais Schaltkontakt
OLED-Display
Mode Taster oder Kapazitiver Taster
MQTT Anbindung
Erfassung von Höhenständen und Zählerwerte
Innovativer Mikrokontroller ESP32
Kompakte Bauform und leichte Montage
WIFI-Manager, Landing Portal
Stand Alone Betrieb über lokalen WIFI-Access Point
Integrierter Web-Server
OTA-Firmware Update
Allgemeines
Wer eine Wasser Zisterne für den Garten oder in Verbindung mit einer Grauwasserversorgung für sein Haus besitzt, möchte gerne wissen, wieviel Wasser sich noch in seinem Reservat befindet.
Verfügt das System zudem über eine Trinkwasser Nachspeisung, sind für die Ablesung und Abrechnung in diesem Zusammenhang auch die Daten der angeschlossenen Wasserzähler, wie Nachspeisung, Gesamtbezug und die aus der Zisternen entnommene Wassermenge interessant. Auch, ob gerade Wasser aus dem Versorgernetzt oder aus der Zisterne bezogen wird.
Da solche Systeme gelegentlich auch mal eine Störung haben können, z.B. wenn die Pumpe Luft zieht oder trocken läuft, oder die automatische Nachfüllung eine Problem hat, möchte man natürlich auch gerne eine Information darüber erhalten.
Für die Erfassung der Zählerimpulse und einer Störmeldung, stehen deshalb am Modul vier Eingänge zur Verfügung, an die direkt potentialfreie Schaltkontakte angeschlossen werden können.
Um abhängig vom gemessenen Höhenstand in der Zisterne eine Aktion ausführen zu können, wie zum Beispiel bei einem niedrigen Höhenstand ein Ventil anzusteuern um die Zisterne nachzufüllen oder auf Trinkwasserbetrieb umzustellen, ist ein programmierbarer potentialfreier Schaltkontakt vorhanden.
Die erfassten Informationen werden in übersichtlicher Form direkt am Modul über ein OLED-Display angezeigt. Zusätzlich können die Daten aber auch über das integriertes Web Interface und / oder per MQTT konfiguriert und angezeigt werden.
Als Hardwareplattform wurde ein WEMOS D1 mini Modul mit einem ESP32 verwendet, dass samt Display auf einer Auswerteplatine untergebracht ist.
Hierüber können zwei Ultraschall Sensoren und die Schaltkontakte eingelesen und verarbeitet werden. Für spätere Erweiterungen ist ein 1-Wire und der I2C-Anschluss auf dem Board über Stiftleisen herausgeführt.
Das Modul besitzt ein eigenes SPIFFS Dateisystem, in dem die ermittelten Messwerte über einen Zeitraum von bis zu zwei Jahren in verdichteter Form gespeichert werden. Diese können jederzeit über das Webinterface als Chart angezeigt oder als CSV-Datei heruntergeladen werden.
Für den Zugriff über das integrierte Webinterface kann eine Kennwortabfrage aktiviert werden.
Wird das Modul nicht mit dem lokale WIFI-Netzwerk verbunden, öffnet es einen lokalen Access Point, über den dann direkt auf das Moduls zugegriffen werden kann.
Mit einer entsprechenden Port Konfiguration und den passenden Einstellungen im Router, ist das Modul dann auch aus dem Internet erreichbar.
Die Aufgabe für dieses Projekt bestand darin, die Überschussleistung einer Solaranlage für den Betrieb diverser Verbraucher über eine S0-Schnittstelle und einen Relaisschaltausgang bereit zu stellen.
In diesem speziellen Fall handelte es sich um eine Wärmepumpe, die über eine S0 – Schnittstelle die Überschussleistung auswerten kann und bei einer definierten Überschussleistung diese Energie nutzt um Wärme zu erzeugen.
Dieser Bausatz kann aber auch dazu genutzt werden, ab einer definierbaren Überschussleistung z.B. (200 W) einer Balkonsolaranlage einen Kryptominer in Betrieb zu nehmen. So wird der Strom nicht einfach an den Netzbetreiber verschenkt, sondern generiert zusätzlich Einnahmen.
So entstand dieses Projekt, dass SML – Smartmeterdaten über die Infrarotschnittstelle der Messstelle einlesen und diese Werte über einen Optokoppler als S0 – Pulssignal ausgeben kann. Im weiteren Verlauf des Projekts, wurde eine MQTT- Kommunikation sowie eine OLED-Displayanzeige hinzugefügt, um die ausgelesenen Werte anzuzeigen.
Als Hardwareplattform wurde ein Wemos D1 mini Modul mit einem ESP8266 verwendet. Hierüber werden die Daten der IR-Schnittstelle eingelesen verarbeitet und als S0 – Signal, Relais Schaltkontakt oder per MQTT ausgegeben. Die Modul Parameter können über ein integriertes Webinterface angezeigt und konfiguriert werden.
Es ist ebenfalls möglich den Zähler Pin Code zu speichern und bei Bedarf zum Zähler zu übertragen, vorausgesetzt der vorhandene Zähler und der verwendete IR-Schreib- Lesekopf unterstützen dies. Es ist auch möglich ein Relais auf einen Schwellwert zu konfigurieren um beim Erreichen einen Schaltvorgang durchzuführen.
Der Zugriff auf das integrierte Webinterface erfolgt Passwortgeschützt über das lokale WIFI-Netzwerk, kann aber auch autark über einen lokalen Access Point des Moduls erfolgen.
Wichtiger Hinweis:
Wichtiger Hinweis:
Beim modernen Smartmetern werden die Daten über ein standardisiertes SML-Protokoll übertragen. Es werden von verschiedenen Herstellern zuweilen unterschiedliche Übertragungs Einstellungen verwendet. Auch die SML Protokolle können unterschiedliche Dateninhalte aufweisen. Deshalb wurden die drei gängigsten Smartmeter Typen implementiert. Diese können im Webinterface ausgewählt werden. Für weitere Smartmeter Typen kann es notwendig sein, dass die Daten mit der vorliegenden Programmierung nicht ausgelesen werden können und in der Firmware weitere Anpassungen notwendig sind.
Hierfür sind verschiedene Debug Optionen in die Firmware integriert, die über entsprechende Include Anweisungen aktiviert werden. Somit ist es leicht möglich das Protokoll über den seriellen Monitor auszugeben, zu analysieren und das Programm entsprechend anzupassen!
Key Features
TTL IR-Lesekopf zur Erfassung von SML-Zählerdaten
Übertragung der Zähler PIN mit IR- Schreib- Lesekopf
Auswahl des über S0 zu übertragenden Wertes
S0 – Pulsausgang potentialfrei über Optokoppler
Programmierbarer Relais Schaltkontakt für Heizstab oder Kryptomining
OLED-Display I2C
MQTT Anbindung
Freie Skalierung der erfassten Zählerwerte
Innovativer Mikrokontroller ESP8266 mit 4 MB Flash
Kompakte Bauform und leichte Montage
WIFI-Manager, Landing Portal
Stand Alone Betrieb über lokalen WIFI-Access Point
Administration über WEB-Frontend und touch Display
Innovativer Mikrokontroller ESP8266 mit 4 MB Flash
Kompakte Bauform und leichte Montage
WIFI-Manager, Landing Portal
Stand Alone Betrieb über lokalen WIFI-Access Point
Integrierter Web-Server
Verschlüsselte Daten Backup- und Restore Funktion
OTA-Firmware Update
Allgemeines
Führt man jahrelang irgendwelche Kaffeelisten auf Papier und zählt am Monatsende die Striche auf den Listen um die Abrechnung zu machen. Ist man es irgendwann leid und überlegt sich ob das noch Zeitgemäß 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 möglich zu gestalten wurde ein 2,4″ touch Display der Firma Nextion verwendet. Die Kommunikation erfolgt über eine Soft-Serial Anbindung an einen ESP8266 Mikrokontroller. Für die Anmeldung der Kaffeetrinker wurde ein Lösung mittels RFID-Transponder realisiert. Die eindeutige UID auf dem Chip stellt sicher, dass jeder Kaffeetrinker eindeutig identifiziert werden kann.
Das Modul kann für die Auswertung und Konfiguration direkt per DHCP mit dem lokale Netzwerk verbunden werden. Hierfür verfügt das Modul über ein Landing Portal, dass nach dem Verbinden mit der Stromversorgung für 30 Sekunden aktiviert wird.
Um eine Verbindung zu diesem Landing Portal herzu stellen, verbindet man sich mit dem Accesspoint „Kaffeekasse„. Nach der Verbindung öffnet sich automatisch die Konfigurationsseite des Landing Portals.
Alternativ kann das Portal auch manuell über die IP-Adresse 192.168.4.1 im Webbrowser geöffnet werden.
Wurde die SSID und das Kennwort für das lokale WLAN eingetragen, kann nach der Konfiguration die Webseite des Moduls über 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“ geöffnet. Wird nun eine Verbindung mit diesem Accesspoint hergestellt, kann die Webseite des Moduls ebenfalls über die IP-Adresse 192.168.4.1 im Webbrowser geöffnet 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
Verschlüsselung 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 über Piezo. RFID Empfangsleistung verbessert und akustische Rückmeldung 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 können bis zu zwei RFID-Masterkarten über das Web Interface eingelesen und gelöscht werden.
Abfrage für Datensutzerklärung integriert.
Diese Druckmessplatine eignet sich hervorragend für die Messung verschiedener Medien und Duckmessbereiche, durch ihre flexible Konfigurierbarkeit ist sie für die verschiedensten Aufgaben im Bereich der Druckmessung einsetzbar.
Für verschiedene Druckmessbereiche stehn eine ganze Reihe verschiedener Drucksensors zur Verfügung.
Einsatz für Druckmessungen in verschiedenen Druckbereichen
Vielseitig einsetzbar
Weiter Eingangsspannungsbereich von 8 – 27V
Konfiguration aller Modulparameter direkt am Pressure Sensor Modul möglich
OLED-Display für die Anzeige der Messwerte und der Menüfunktionen
Bedienung über einen Drehwahlschalter oder einen Taster
Drei konfigurierbare potentialfreie Ausgangskontakte für das Über- und Unterschreiten einer einstellbaren Druckschwelle, sowie eines Sensorfehlers
Für jedes Relais kann die Ruhelage NO (normally open) oder NC (normally closed) separat festgelegt werden
Werte- und Fehleranzeige im Sensor Sensordisplay
Werte- und Fehleranzeige über die Blynk App und ein Web Interface zugänglich
Messwerte- und Statusmeldungen im Textformat über integrierte Micro USB-Schnittstelle (seriell Port)
Vielseitige auch für beliebige andere Druckmessaufgabe eingesetzt Messung
Zwei verschiedene Messmethoden, Messung des absoluten oder des relativen Drucks
Manuelle und automatische Kalibrierung bei der relativen Druckmessung
Spezielle Funktion für Druckschlauchmessungen, automatischen Differenzdruckabgleich
Teilbares System, dass aus einem wechselbaren Drucksensor, dem eigentlichen Auswertemodul
Menügeführte kundenspezifisch Sensoranpassung.
Aktualisierung der Firmware mittels OTA
Allgemeines
Die hier beschriebene Druckmessung entstand aus dem Projekt Timekeeper, dass auf Anfrage für eine Zeitmessung zu Trainingszwecke für eine Gleichmäßigkeitsprüfung durchgeführt wurde.
Als der Timekeeper beim Auftraggeber im Einsatz war, stellte sich heraus, dass das justieren der Lichtschranken gerade bei Sonnenschein eine mühselige Unterfangen darstellt.
Außerdem hängt die Genauigkeit der Erfassung hierbei auch immer von der Justierung der Lichtschranken ab. Da je nach Höhe und Winkel der Start- und Ziellichtschranke, diese bei verschieden Fahrzeugen unterschiedlich ausgelöst werden können. Diese Fehler bewegen sich zwar meist nur in Millisekunden Bereichen, können aber durchaus die Wertungsergebnisse beeinflussen.
So wurde die Idee geboren, einen alternative Messmethode zu testen. Es sollte eine Druckschlauchmessung aufgebaut werden, die quer über die Fahrbahn gelegt werden kann, umso eine Messmethode zu erhalten, die direkt an den Rädern des Fahrzeugs misst. Also Unabhängig von der Form und Bauart der Karosserie.
Es wurde ein PVC-Schlauch, der an einem Ende geschlossen war, an eine Handelsübliche Druckmessung angeschlossen und der Potentialfreie Ausgangskontakt mit dem entsprechenden Initiator Eingang des Timekeeper Moduls verbunden.
Die ersten Tests lieferten bereits sehr viel versprechend Ergebnisse und bewiesen, dass der grundsätzliche Testaufbau funktionierte.
Nach dem die ersten Erfahrungen mit verschiedene Schlauchmaterialien, Druckaufnehmer und den in der Praxis auftretenden Störeinflüssen gesammelt wurden. War schnell klar, dass eine handelsübliche Druckmessung die Anforderungen an diese Aufgabe nur bedingt erfüllen kann.
Der Nachteil eines solchen Messverfahrens ist eine vergleichsweise ungenaue Messung, da die Kunststoffschläuche ein gewisses Eigenleben haben, das zum Beispiel zu temperaturabhängigen Kriecheffekten und Offsetproblemen führt.
Es musste also eine speziell auf diese Art der Anwendung zuggeschnittene Lösung entwickelt werden.
Spezielle Funktion für die Schlauchdruckmessung
Das Hauptproblem stellt nicht die Messung an sich dar, sondern die Umgebungsbedingungen. Den der Druck im inneren des Schlauches ist natürlich in erster Linie abhängig von der Umgebungstemperatur.
Stellen wir uns folgendes vor, der Messaufbau wird am frühen Morgen installiert und getestet. Die Auslöseschwelle beim Überfahren des Schlauchs wird auf ein optimales Auslöseverhalten für die Art und Länge des Schlauchs programmiert.
Der Tag beginnt mit einem relativ kühlen Vormittag, entwickelt sich aber gegen die Mittagszeit zu einem sehr sonnigen Tag.
Am Nachmittag entstehen am Himmel größere vorbeiziehende Wolkenfelder.
So könnte ein normaler Sommer Tag aussehen … was passiert aber nun mit dem Druck im Sensorschlauch?
In der Früh wurde die Messung kalibriert und optimal eingestellt.
Am Vormittag steigt der Druck im Schlauchsensor jedoch stetig an. Im Extremfall sogar bis über die programmierte Auslöseschwelle.
Am Nachmittag wechselt der Druck im Schlauch im Verhältnis der vorbeiziehenden Wolkenfelder hin und her.
All dies hat Einfluss auf das Auslöseverhalten und die Genauigkeit der Messung und kann sogar zu Fehlauslösungen führen.
Genau für diesen Anwendungsfall wurde eine spezielle Zusatzfunktion in diese Druckmessung integriert.
Diese überwacht ständig den Druck im Sensorschlauch, steigt bzw. fällt der Druck (Delta P) über- oder unter einen programmierbaren Schwellwert und bleibt für eine definierbare Zeit (t) außerhalb der definierten Grenze, wird eine (AC) automatische Nullpunkt Kalibration des Relativdruckwertes durchgeführt.
Aufgabenstellung:
Es sollte eine Druckmessung mit einem weiten Eingangsspannungsbereich von 8 – 27V entwickelt werden.
Damit ein Betrieb mit einem Bleiakku (12V KFZ-Batterie), einem externen Netzteil oder eine direkte Versorgung aus dem Timekeeper Modul möglich ist. Dieser wird üblicherweise mit 24V gespeist.
Die Konfiguration der Modulparameter sollte direkt am Pressure Sensor Modul möglich sein. Für die Anzeige sollte ein kleines OLED-Display für die Anzeige der Messwerte und der Menüfunktionen vorhanden sein. Die Bedienung erfolgt dabei über einen Drehwahlschalter bzw. alternativ über einen Taster, der die Navigation und Auswahl der Menü Punkte erlaubt.
Das Modul sollte über drei konfigurierbare, potentialfreie Ausgangskontakte verfügen. Welche das Über- und Unterschreiten einer einstellbaren Druckschwelle, sowie einen Sensorfehler ausgeben können. Für jedes dieser drei Relais kann die Ruhelage NO (normally open) oder NC (normally closed) separat festgelegt werden.
Optional zur Werte- und Fehleranzeige am Sensor Modul, sollten diese Informationen auch über die Blynk App und ein Web Interface zugänglich sein.
Über die integrierte Micro USB-Schnittstelle sollen nach Aktivierung dieser Funktion im Menu, die Messwerte sowie die Statusmeldungen im Textformat ausgegeben werden. Damit diese für eine externe Weiterverarbeitung genutzt werden können.
Bei der Entwicklung der Messung sollte Wert daraufgelegt werden, dass diese sehr vielseitig, auch für beliebige andere Druckmessaufgabe eingesetzt werden kann.
Es sollen zwei verschiedene Messarten möglich sein, Messung des Absoluten Drucks sowie die Messung des Relativen Drucks.
Die Messung des Relativen Drucks sollte auch manuell Kalibriert werden können.
Für den Einsatz in Verbindung mit einer Druckschlauchmessung, muss eine spezielle Funktion implementiert werden, die bei Bedarf einen automatischen Differenzdruckabgleich durchführen kann. Dieser soll immer dann durchgeführt werden, wenn der Druck einen definierbaren Schwellwert (P) für eine definierbare Zeit (t) über- bzw. unterschreitet.
Das Pressure Sensor Modul sollte ein Teilbares System werden, das aus einem wechselbaren Drucksensor, dem eigentlichen Auswertemodul und einem schnell wechselbaren Schlauchsystem besteht.
Auf diese Weis ist es leicht möglich das Sensorsystem je nach Anforderung kundenspezifisch anzupassen.
In einem weiterer Entwicklungsschritt, soll die Firmware um eine eigenständige Zeitnahme Funktionalität erweitert werden.
Die Zeitmessung beginnt mit dem ersten Überfahren des Schlauchsensors und endet mit dem zweiten Überfahren.
Damit die Zeitmessung nicht sofort nach dem Überfahren mir den Hinterreifen wieder beendet wird, soll eine Verzögerungszeit zwischen der Start- und Endzeiterfassung eingegeben werden können, um dies zu verhindern.
Der Drucksensor:
Der verwendete Drucksensor ist ein analog arbeitender Sensor.
Er besitzt ein robustes Edelstahlgehäuse in dem sich ein präziser Druckkeramiksensor befindet. Die Vorverarbeitung des Messwerts übernimmt ein integrierter Mikrocontroller.
Der Sensor besitzt eine lange Lebensdauer bei einer geringen Langzeitdrift.
Die Verbindung zur Auswerteelektronik wird über eine dreipolige wasserdichte PACK-Steckverbindung hergestellt.
Die Versorgungsspannung des Sensors beträgt 5V ± 0,25V
Die Sensoren gibt es mit verschiedenen Druchmessbereichen, die jeweils im Menü des Pressure Sensors ausgewählt werden können.
Weiter Infos zu den Sensoren finden Sie in der ZIP-Datei.
Der Analogausgang arbeitet in einem Spannungsbereich von 0,5V – 4,5V linear zum Skalendruck. Der Zerstörungsdruck liegt beim 3-fachen Skalendruck.
Da der Sensorwert über ein Analogsignal im Bereich von 0,5V – 4,5V übertragen wird, ist es leicht möglich, beim einem Über- bzw. Unterschreiten dieser Werte, eine Drahtbruch bzw. Kurzschluss Auswertung vorzunehmen.
Farbcode der Sensoranschlussdrähte:
Analogausgang 0,5-4,5V Grün
+5V (VDD) Schwarz
Masse (GND) Rot
Anschlussbelegung Hardware
Anschlussbelegung V1.00
REL. MIN Potentialfreier Kontakt für eine min. Druck
REL. MAX Potentialfreier Kontakt für eine max. Druck
REL. ERR Potentialfreier Kontakt für eine Sensorstörung
SENS. Sensor analog Eingang max. 0-5V
GND Ground (Minus)
+5V Spannungsversorgung 5V Sensor
+3,3V Spannungsversorgung 3,3V Sensor
+8-27V- Spannungsversorgung Pressure Sensor Modul
Versionsverlauf:
Intended:
Nichts in Planung
Released:
03.05.2021: Version X.01 (für alle Hardware Versionen)
– Ergebnisliste im Webserver
– Ergebnistabelle im Webserver als CSV exportierbar
– Anzeige der Ergebnisse in der Blynk App.
– Konfiguration verschiedener Drucksensoren von 5 psi – 200 psi
15.12.2020: Version 1.00
– Druckmessung relativ / absolut
– Autocalibration
– Sensorfehlererkennung Relaisausgang NC/NO
– Seriale Ausgabe der Werte über USB,
– Min/Max Wert Relaisausgänge NC/NO
– Webbrowser Darstellung
– Blynk Applikation
Weiter Eingangsspannungsbereich von 8 – 27V, 12V Batteriebetrieb möglich
Konfiguration aller Modulparameter direkt am Timekeeper möglich.
Großes 1024 Pixel LED DOT-Matrix Display für die Anzeige der gemessenen Zeiten
Konfiguration über Taster am Modul oder die Blynk APP
Konfigurierbare Ruhelagen NO (normally open), NC (normally closed) der angeschlossenen Sensoren
Zeitanzeige am Display, über die Blynk App oder das Web-Interface
Für viele verschieden Messverfahren einsetzbar (Lichtschranken, Druckschlauchmessung oder Potentialfreie Eingangskontakte
Viele verschieden Messmodis auswählbar (Einzelzeiten, Rundenzeiten, Zwischenzeit, EinzelInitiator Messung uvm.)
Unterdrückung von mehrfach Auslösungen beim Überfahren bei Schlauchmessverfahren.
OTA Firmware Update
Time Display Funktion für Alge Comet Zeitmessmodule (ab Version VX.04)
Einstellung der Display Helligkeit für Energieeinsparung z.B. bei Battereibetrieb (ab Version VX.05)
Zeitdifferenz korrekt (ab Hardware Version 2, Software Version 1.27)
Allgemeines
Die hier beschriebene Zeitmessung „Timekeeper“ entstand auf Anfrage für eine Zeitmessung zu Trainingszwecke für eine Gleichmäßigkeitsprüfung, wie sie bei Oldtimer Rennen zur Wertung durchgeführt wird.
Aufgabenstellung:
Beim Durch- bzw. Überfahren eines Startinitiators sollte eine neue Zeitmessung begonnen werden, diese sollte mit dem Durch- bzw. Überfahren des Zielinitiators enden. Die Zeitnahme sollte in drei verschiedenen Modi erfolgen können, eine reine Zielzeiterfassung, eine Ziel- und Zwischenzeiterfassung (was einen weiteren Zeitmesseingange für die Zwischenzeit notwendig machte) und die Erfassung von zwei Rundenzeiten (LAP1 und LAP 2).
Die gemessenen Zeiten sollten durch eine große Anzeige, die gut aus dem Fahrzeug, nach Beendigung der Zeitnahme abzulesen wäre. Des Weiteren sollte die Möglichkeit bestehen, die gemessenen Zeiten zusätzlich in einer APP auf dem Smartphon angezeigt zu bekommen.
Eine Webserver Ansicht, die alternativ zur APP Ansicht benutzt werden könnte, wurde ebenfalls angestrebt.
Die Anforderungen wurden in diesem Projekt kurzbeschrieben wie folgt realisiert: Die gesamte Zeitmessung erhielt ein robustes Aluminium Gehäuse mit einer verspiegelten Plexiglasscheibe, hinter der eine gut lesbare LED DOT Matrix Anzeige angebracht wurde. Die Auflösung des Displays beträgt 1024 Led Bildpunkte.
Um die drei Initiatoren direkt per M12 Steckverbinder anzuschließen, wurden auf der Rückseite des Gehäuses drei Buchsen angebracht, die einen direkten Anschluss von Industrie Laserlichtschranken (z.B. der Firma Leutze) ermöglichen. Aus diesem Grund wird das Modul mit einem =24V/2A Stecker Netzteil versorgt, dass sogleich die Versorgungsspannung für die angeschlossenen Initiatoren wie auch der internen Elektronik bereitstellt.
Die Zeiterfassung erfolgt Mikrocontroller gestützt, mit einem ESP8266. Dieser Baustein bietet alle Voraussetzungen, die für die Realisierung des Projektes und eine Anbindung über ein WIFI Netzwerk notwendig sind. Die dabei erzielte Messgenauigkeit beträgt +/-1 ms.
Eine Externe Antenne sorgt für eine optimale Reichweite des Moduls.
Um die ermittelten Zeiten direkt auf einem Smartphone anzuzeigen, wurde eine Anbindung an die BLYNK APP realisiert. Da diese APP ist sowohl für Android als auch für IOS erhältlich ist. Sie überzeugte durch ihr offenes und flexibles Konzept und ist zudem eine sehr kostengünstige Lösung für den Endkunden.
Durch den Kauf von zusätzlicher Energie, kann die App leicht und flexibel um weitere Anzeigen und Funktionen erweitert werden.
Ist keine Internetverbindung möglich oder vorhanden, arbeitet das Timekeeper Modul somit nach der Initialisierung im Standalone Modus, die ermittelten Zeiten werden auf dem Display angezeigt.
Zusätzlich können die gemessenen Zeitinformation in diesem Betreibsmodus aber auch über ein integriertes Webinterface abgerufen und angezeigt werden. Hierfür wird ein interner Access Point geöffnet, mit dem man sein Smartphon verbinden kann, um auf die ermittelten Zeiten zuzugreifen.
Ist eine Anbindung an ein lokales WLAN und somit eine Internet Verbindung vorhanden, bietet das Modul weitere Optionen für die Bedienung und die Zeitanzeige.
Es ist dann z.B. möglich die neusten Firmware Updates vom Webserver des Herstellers direkt in das Modul zu laden und zu installieren.
Ein integrierter NTP-Zeitservice stellt dann die aktuelle Uhrzeit und das Datum zur Verfügung. Wird mit dem Modul länger als 90 Sekunden keine neue Zeitmessung mehr durchgeführt wird diese dann automatisch auf dem Display angezeigt.
Die Auswahl verschiedener Funktionen erfolgt über dem MODE-Taster auf der Rückseite des Moduls. Damit kann ein Menü aufgerufen werden, um die Funktionsweis des Moduls zu konfigurieren.
Die M12 Buchsenanschlüsse sind kompatible mit der von uns empfohlenen Leuze Laserlichtschranken von Typ PRKL 25 4.1 200-S12 und können somit direkt angeschlossen und betrieben werden.
Steckerbelegung Lichtschranken:
Draufsicht M12 Buchse:
Blynk Applikation:
Webansicht:
Kundenreferenzen des Auftraggebers:
Folgende Links wurden uns vom Kunden, der die Entwicklung des Timekeeprer bei uns beauftragt hat zur Verfügung gestellt.
09.10.2023 HW Versionen 2, Firmware Version 1.29 Korrekturwertfaktor für Abweichung der Millis() bei der Zeitnahme eingebaut. Integration des Korrekturwertfaktors der Millis() in das Webinterface HTML Code überarbeitet und Fehlerbeseitigung beim Time Div Überarbeitung Lokaler AP Fehlerbeseitigung
07.08.2023 HW Versionen 2, Firmware Version 1.28 Ab dieser Version wird der Hostname des Timkeepers dem Router mitgeteilt, so das dieser dort im Klartext zu sehen ist!
27.06.2022 HW Versionen 2, Firmware Version 1.27 Alle Einstellungen, die ursprünglich über die BLYNK App vorgenommen werden konnten, wurden in dieser Version nun in die Weboberfläche integriert. Da der Anbieter der BLYNK App die Unterstützung seines Dienstes bis Ende 2022 abgekündigt hat! Desweiteren wurden die Settings um ein Eingabefeld zur Zeitdifferenz korrekt erweitert, diese erlaubt einen Abgleich mit anderen Messsystemen.
Ältere Versionen: Aufgrund einer Server Umstellung unseres Providers, können OTA-Updates nun nur noch ab Version 1.x6 durchgeführt werden! Für eine Firmware Update Ihrer älteren Timekepper Version, muss Ihr Gerät zu uns eingeschkickt werden! Wünschen Sie ein Update, fordern Sie bitte ein Angebot bei uns an.
18.04.2021: Alle HW Versionen, Firmware Version 03
Einstellen der Display Helligkeit.
– Überarbeitung der Interrupt Routiene bei der Zeiterfassung für eine höhere Genauigkeit. – Neuen Menüpunkt zum abschalten der WIFI Verbindung (Zeiteinsparung beim Starten, wenn kein WIFI verfügbar). – Anzeige Fortschrittsanzeige während deines Firmwareupdates. – Verbesserung der Systemsabilität. – Geänderte Hardware bei den DOT Matrix Displays von Maxim, unterscheidung über die Hardware Version des Timekeeper Moduls bei OTA-Update
15.12.2020: Version 1.02 – Neue „Hold Ini“ Zeitnahmefunktion. Misst die Zeitdauer, die der Initiator aktiv war. – Eine Änderung der Zeitnahmemethode direkt am Timekeeper wird nun auch rückwärts in der Blynk App Blynk App aktualisiert. – Wenn kein NTP Zeitserver Server erreichbar ist, wird die Uhrzeit / Datum Anzeige am Timekeeper Modul abschalten. – Erweiterte Webdarstellung, Listenansicht mit bis zu zwanzig Einträge und einem CSV Export Funktion.
08.05.2019: Version 1.01 „Single Ini“ Zeitnahmefunktion mit nur einem Initiator, Trenddarstellung der Zeitdifferenz und Umgestaltung der Bedienelemente. Erweiterung der Blynk App um ein Eingabefeld für die Entfernung zwischen dem Start- und Ziel Initiator sowie die Integration einer Anzeige der daraus berechneten Geschwindigkeit.
20.04.2019: Version 1.00 Timekeeper finale Version 1.00, Firmware released.
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