Sensor de humedad de flores IOT WiFi (alimentado por batería): 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

En este instructivo, presentamos cómo construir un sensor de humedad / agua WiFi con un monitor de nivel de batería en menos de 30 minutos. El dispositivo monitorea un nivel de humedad y envía datos a un teléfono inteligente a través de Internet (MQTT) con un intervalo de tiempo elegido. Utilice cualquier aplicación móvil MQTT para recibir y visualizar los datos. El dispositivo se alimenta con 2 pilas AAA (o una sola AAA), si se configura correctamente puede durar años. Se conecta a Internet a través de la red Wi-Fi mediante el módulo Wi-Fi de Things On Edge Cricket, por lo que no necesita ningún IoT HUB adicional.

Suministros

Antes de comenzar, asegúrese de tener los siguientes componentes:

1. Módulo Wi-Fi de Cricket (https://www.thingsonedge.com)
2. Sensor de humedad del suelo
3. Bloque de terminales de 6 vías
4. 2 pilas AAA (AAA o AA)
5. Paquete de baterías AAA (AAA o AA)
6. 3x cables de puente hembra / hembra

Si estás listo, ¡comencemos

Paso 1: Montaje

Ahora necesitas conectar las baterías y el sensor de humedad al módulo Cricket con los siguientes pasos:

1. Conecte la batería VCC / + (cable rojo) al puerto BATT de Cricket NOTA: El módulo Cricket se puede alimentar con baterías AA o AAA
2. Conecte el sensor VCC / + (cable verde) al puerto 3V3 de Cricket NOTA: El puerto de 3.3V suministra 3.3V estables independientemente del nivel de voltaje de la batería
3. Conecte la señal analógica AOUT del sensor (cable amarillo) al puerto IO2 de Cricket NOTA: Este puerto puede configurarse como una señal analógica. Los datos se informarán a su teléfono inteligente.
4. Conecta el sensor GND / (-) (cable azul) al puerto GND de Cricket
5. Conecte la batería GND / (-) (cable negro) al mismo puerto Cricket GND

¡Bien hecho, ha ensamblado con éxito el dispositivo!

Antes de comenzar a utilizar el dispositivo, es necesario configurarlo en el Portal para desarrolladores. Vaya a la siguiente sección.

Paso 2: configura tu dispositivo en el portal para desarrolladores

Configura el dispositivo completamente OTA (Over The Air) en Things On Edge - Portal para desarrolladores (https://dev.thingsonedge.com). Cricket recupera la configuración a través de Internet cuando se conecta a tu Wi-Fi (consulta la siguiente sección).

Ahora configurémoslo primero. Para el sensor de humedad, se recomienda establecer la siguiente configuración:

• Establecer IO2 como entrada analógica
• Informe el nivel de humedad cada 2 horas: hará que su dispositivo funcione con baterías alcalinas 2xAAA durante más de 2 años.

1. Abra el portal para desarrolladores de TOE (https://dev.thingsonedge.com) desde cualquier navegador, ya sea desde su PC o desde un dispositivo móvil. Debe registrarse / iniciar sesión en Developer Portal para activar y configurar el dispositivo en su cuenta. De lo contrario, el dispositivo no funcionará.

2. Después de iniciar sesión / registrarse correctamente, debe hacer clic en "Agregar nuevo" dispositivo para activar su dispositivo en el sistema. Debes usar el número de serie único impreso en una etiqueta adhesiva en la parte posterior de Cricket.

   ADVERTENCIA: Debe conservar el número de serie solo para usted. No lo comparta con nadie más. El número de serie es una cuenta de comunicación privada MQTT entre su dispositivo y un teléfono inteligente o cualquier otro servicio de Internet. En otras palabras, manténgalo tan secreto como el PIN de una tarjeta de crédito.

   Ahora puede configurar su dispositivo.

3. Establezca la siguiente configuración: RTC: ON

   Unidades RTC: Segundos (se cambiará más tarde)

   Valor de las unidades RTC: 30 (se cambiará más adelante)

   IO2: Entrada analógica

   IO3: Apagado

   Monitor de batería: encendido

   Divisor de batería: 0

   Sensor de temperatura: apagado

   Forzar actualizaciones en - IO1 Wake Up: On (se cambiará más adelante)

   Forzar actualizaciones en - RTC Wake Up: On (se cambiará más adelante)

   Publicar eventos: dejar todo vacío

4. Una vez que establezca su configuración, presione el botón Guardar.

¡Bien hecho! ¡Ya casi has llegado! Ahora solo necesita conectar su dispositivo a Internet a través de su red Wi-Fi. Siga la siguiente sección sobre cómo hacerlo.

Paso 3: Conéctese a la red Wi-Fi (Internet)

En unos pocos pasos, conectará su dispositivo a Internet a través de su red Wi-Fi. Todo lo que necesitas hacer es activar el punto de acceso Wi-Fi privado de Cricket y luego abrir una página web privada para pasar tus credenciales de red Wi-Fi. Siga los pasos a continuación:

1. Mantenga presionado un botón en el módulo durante 5 segundos hasta que el LED se encienda constantemente.
2. Una vez que el LED está encendido constantemente, Cricket abrió un punto de acceso Wi-Fi privado. Conéctese desde una computadora portátil o un teléfono inteligente al punto de acceso con las siguientes credenciales: SSID: toe_device No se requiere contraseña
3. Una vez conectado, abra una página web privada: https://192.168.4.1/index.html AVISO: ¡asegúrese de que el LED todavía esté ENCENDIDO! Si está APAGADO repita los pasos desde el principio
4. Ahora puede pasar sus credenciales de red Wi-Fi y hacer clic en CONECTAR. Si pasó el SSID y la contraseña correctos, después de unos segundos, el dispositivo debería informar que está en línea y el LED se apagará.

¡Felicidades! ¡Ahora su dispositivo está en vivo y conectado a Internet! Puede comenzar a leer los datos del sensor en su teléfono inteligente o en cualquier otro servicio de Internet. Consulte la siguiente sección como ejemplo.

Paso 4: uso del cliente MQTT en dispositivos móviles

Puede utilizar cualquier cliente MQTT preferido. Sin embargo, para completar este proyecto, usemos la aplicación IoT MQTT Panel para recibir y visualizar datos. El módulo de Cricket se conecta a través del corredor MQTT de Things On Edge de baja latencia (mqtt.thingsonedge.com). Solo necesitas seguir los siguientes pasos:

1. Configure una conexión de servidor con los siguientes detalles: Dirección IP del servidor / agente: mqtt.thingsonedge.com Número de puerto: 1883 Protocolo de red: TCP
2. Agregar dispositivo, p. Ej. "Sensor de humedad"
3. Ir a opciones avanzadas: Nombre de usuario: your_cricket_serial_number Contraseña: your_cricket_serial_number Conectar automáticamente: SÍ
4. Presione el botón Crear
5. Presione AGREGAR PANEL
6. Seleccionar: Gráfico de líneas
7. Configure los detalles del gráfico 1 para leer los datos del sensor (desde el puerto Cricket IO2) Nombre del panel: p. Ej. Sensor de humedad Tema del gráfico 1: / your_cricket_serial_number / io2 Mostrar área: SÍ Mostrar puntos: SÍ

Para obtener más información, consulte las capturas de pantalla adjuntas del Panel de IoT MQTT.

¡Felicitaciones! Su sensor de humedad ya está funcionando y enviando datos a través de Internet a su teléfono inteligente. El nivel de la batería se puede monitorear a través de MQTT usando el tema dedicado / your_cricket_serial_number / batt

Paso 5: Optimice su dispositivo para que funcione durante años con baterías

Puede hacer que su dispositivo funcione durante años con estas baterías. Solo necesita realizar los siguientes cambios:

1. Despierta cada dos horas, p. ej. 2 horas
2. enviar datos a Internet solo cuando el valor del sensor cambia

Abra el portal para desarrolladores de TOE (https://dev.thingsonedge.com) y establezca la siguiente configuración:

• RTC: ENCENDIDO
• Unidades RTC: Horas (enviar datos solo cuando se cambien)
• Valor de las unidades RTC: 2
• IO2: Entrada analógica
• Divisor analógico IO2: 3
• IO3: Apagado
• Monitor de batería: encendido
• Divisor de batería: 3
• Sensor de temperatura: apagado
• Forzar actualizaciones activadas - IO1 Wake Up: Desactivado (enviar datos solo cuando se modifican)
• Forzar actualizaciones activadas - RTC Wake Up: Desactivado (enviar datos solo cuando se modifican)
• Publicar eventos: dejar todo vacío

Paso 6: supervise el nivel de la batería

En principio, cuanto menos módulo se comunique con la nube, mejor será el ahorro de energía. El módulo de Cricket requiere energía para enviar una actualización a la nube o evaluar los valores de los sensores conectados únicamente. Es verdadero 0A cuando está en estado APAGADO.

En la práctica, puede enviar mensajes de 10k a la nube usando baterías alcalinas 2xAAA y más de 15k cuando se usan baterías de litio. En este caso, la configuración del monitor de la batería también está configurada para actualizar el servicio en la nube cuando el valor del nivel de la batería solo cambia. Además, el consumo de batería se puede reducir reduciendo la resolución de la medición de una señal analógica.

El valor de la batería se puede calcular de la siguiente manera:

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

Divisor de batería donde val es el nivel de batería informado por el servicio MQTT.

En este caso, 1.4V indica un nivel bajo de la batería alcalina y sugiere reemplazarla, el valor informado a través de MQTT es 13 Vbatt (V) = 13 * 3.5 / 256 * 8 = 1.42V

El valor mínimo para el Cricket es 1.1V.

Configuración de entrada analógica IO2:

• IO2: Entrada analógica
• Divisor analógico IO2: 3

Estos valores reducen la resolución de la señal analógica y reducen significativamente el consumo de batería, el módulo reducirá el tiempo enviando nuevos valores actualizados a la Nube.

Asimismo, el valor analógico se puede calcular utilizando la siguiente fórmula: IO2 (V) = io2_val * 3.5 / 256 * 2 ^ IO2 Analog Divider

El divisor analógico de 3 proporciona una resolución de aprox. 0,1 V

Paso 7: Reciba aún más datos …

Hay mucho más que puede jugar con su dispositivo actual, como leer el sensor de temperatura incorporado, leer el nivel de la batería y más. Consulte más información sobre Things On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Paso 8: retroalimentación

¡Gracias por tomarse su tiempo! Si disfrutó construyendo este sensor de humedad, le agradecería mucho que pudiera correr la voz entre sus compañeros. Si tiene algún comentario o sugerencia sobre cómo mejorarlo y hacerlo más fácil para otras personas, estaré más que feliz de hacerlo. Estoy abierto a sus sugerencias.

¡Muchas gracias y disfruta!