Sender - Stromsparend was nehmen?

Stefanus F. schrieb:

>> Es soll möglichst klein sein
>
> Ich möchte nur einmal erleben, dass jemand das Gegenteil erfragt.

Du meinst jemanden, der einen solchen Sender sucht?
https://de.wikipedia.org/wiki/Maschinensender#/media/File:Eilvese_Goldschmidt_alternator.jpg

Wenn es um so geringe Datenmengen und grosse Pausen geht, kann man sich 
überlegen, das ganze auf 868Mhz zu verlegen.
Da sind nicht so viele Autoschlüssel und Wettersensoren unterwegs.

Und wenn man die Werte für 24h sammelt und dann erst 1x Täglich den 
Sender anwirft und alles überträgt braucht man ebenfalls deutlich 
weniger Energie.

https://www.electrodragon.com/w/images/0/05/EY-40_English_manual.pdf

Hallo,
> Radio schrieb:
> ich möchte regelmäßig (jede Stunde) Werte von kapazitive Boden
> Feuchtigkeit Sensoren
> Sensor -
> 
https://de.aliexpress.com/wholesale?catId=523&initiative_id=AS_20190430064329&SearchText=kapazitive+boden+feuchtigkeit+sensor
> abfragen und an eine zentrale senden. Entfernung ist max. 15 Meter
> (keine Wände, etc. dazwischen). Es soll möglichst klein sein und wenig
> verbrauchen.
Die Verbrauchsparameter werden durch 2 Dinge bestimmt.
1. Ruheverbrauch -> tiefer Schlafmodus
2. Verbrauch bei Aktivität
Je länger die Schafphasen sind und je kürzer die Aktivität, desto 
weniger Anteil hat der Pkt 2. Der kann reinweg vernachlässigbar werden.

Bei 24 x 3s x 150 Tage wäre es gerade mal 3h Aktivität über den Sommer.
Bei angenommen 20mA Stromverbrauch wäre das nur ca. 60mAh Ladung aus 
einer oder Rundzellen (z.B. z.B.Lithiumzellen).
Eine CR2032 hat ca. 200mAh.

Zu beachten wäre, das so kleine Primärzellen oft auch keinen hohen 
Pulsstrom liefern können (max. ca. 1..2mA).
Eine paraleller Goldkap kann das gut abmildern, aber der braucht auch 
wieder Platz.
Akkus sind diesbezüglich meist deutlich besser. Deren Innenwiderstand 
ist meist viel kleiner, so dass einige 10mA problemlos zu entnehmen 
sind.

Wenn die Schaltung also eher mit nur1...2mA auskommt, wäre die 
Verwendung von Li-Primärzellen kein Problem.

> Welchen Modul soll ich am besten fürs Übertragen nehmen? Am schnellsten
> könnte ich mit einem ESP32 loslegen, da Stromsparend, klein und
> unterstützt Bluetooth/WLAN. Vielleicht ist aber eine Kombination ATTINY
> + 433sender sparsamer/besser geeignet?
Prüfe, welche Schaltung den niedrigeren Ruhestrom hat.
Wenn du mit angenommen 100uA ins Rennen gehst, macht das in 150 Tagen 
ca. 360 mAh. Da wäre eine CR2032 schon lange leer.
Also wäre Ruheströme unter 50uA (besser unter ca. 25uA) angesagt.

> Eine Batterie / oder ein Akku nehmen. Wenn Akku, dann per kleinen
> Solarpanel laden?
Einerseits soll es klein sein und dann hast du Platz für ein 
Solarpanel???
Bei Solarpanel  kommt es auf Größe und Effizienz sowie den Standort an.

Man kann es so oder so machen. Je nachdem sollte das Konzept angepasst 
werden.
Gruß Öletronika

Hallo,
> Wolfgang schrieb:
> Die alten GoldCaps mit ihrem hohen Innenwiderstand bringen da überhaupt
> nichts.
Wo steht denn, dass man "alte" nehmen muß?
Man kann ja auch "Neue" einsetzen.

> Die für diesen Zweck erforderlichen Dinger mit dem niedrigen
> Innnwiderstand findet man gemeinhin unter "Supercapacitor".
So? Unter dem Begriff Goldcap findet man eh nix anderes als auch nur 
"Superkondensatoren". Und umgekehrt steht bei vielen Superkond. als 
Zweitbegriff "Goldcaps". Wo soll da also der Unterschied sein?

Goldcap oder Superkondensar sind nur Synonyme für 
Doppelschichtkondensatoren.

Und wie bei so ziemlich jedem elektronischen Bauelement muß man 
natürlich das Datenblatt lesen und feststellen, ob die ausgesuchten 
Teile die Anforderungen erfüllen können, die man stellt oder man tested 
es einfach mal aus.

Aber 10...20mA bringen selbst die kleinen mit 0,22...0,47F ganz locker.
https://www.mouser.de/datasheet/2/40/AVX-SCM-1018838.pdf
http://www.manyue.com/standard/05_EDLC_DDL.pdf
Gruß Öletronika

Es gibt diese nRF24L Dinger, die sind super sparsam. Ich hatte 
irgendwann mal abgeschätzt, dass das mit so einem AA-LiIon-Akku quasi 
ewig (Jahre) läuft, wenn es alle paar Minuten ein Paket sendet.

Ich wüsste nicht dass man die nRF24L programmieren kann, aber ich würde 
vermuten dass du ein Modul findest mit uC drauf. Oder selbst einen 
danebenpappen, ist ja jetzt auch kein Kunstwerk.

Radio schrieb:
> Es soll möglichst klein sein und wenig verbrauchen.

Möglichst klein => möglichst hohe Frequenz, damit die Antennen klein und 
trotzdem effizient sind. 2,4 GHz würde sich anbieten.

Dass WLAN mit Energie verschwenderisch umgeht, wurde schon genannt. BTLE 
oder 802.15.4 würden sich da eher anbieten. Mit letzterem sende ich mit 
einem Satz (2 Stück) LR03 nunmehr seit Jahren 5minütlich Temperaturdaten 
von draußen in die Wohnung – der Energieverbrauch für die Sender spielt 
bei diesen Einschaltdauern kaum eine Rolle. Entscheidend ist da eher der 
Empfänger. Wenn man den auch mit Batterie betreiben will, empfiehlt es 
sich, dass Sender und Empfänger zeitlich koordiniert arbeiten.

Radio schrieb:
> also theoretisch den WLAN stören

Für das bisschen, was du damit senden willst, störst du kein WLAN, mit 
den geringen Leistungen sowieso nicht. Eher andersrum, musst du gucken, 
dass beide nicht gerade exakt im gleichen Bereich arbeiten (WLAN am 
Bandanfang und SRD am Bandende oder umgekehrt).

Radio schrieb:
> - CR3032 hat Kapazität 500mA

Vorsicht: die Li-Knopfzellen sind nur sehr wenig stromergiebig.

Wenn Li, dann eher die größeren Rundzellen nehmen, die sind da besser, 
oder eben wie bei mir 2 x LR03. Die haben um die 1 Ah bei guter 
Stromergiebigkeit und sind billig. In meinem Temperatursensor haben sie 
nach 4 Jahren noch nicht einmal die Hälfte ihrer Kapazität ausgeschöpft, 
trotz 5-Minuten-Aufwach-Rhythmus. (Berichtete Batteriespannung derzeit: 
2,85 V, angefangen haben sie mit 3,3 V, erschöpft sollten sie erst bei 
2,0 V sein.)

7 µA Standby ist aber schon heftig viel. Ich komme auf ca. 1 µA. Hat 
aber Aufwand gekostet, da hinunter zu kommen. :-)

Radio schrieb:
> Was nutzt du da für uC?

ATmega128RFA1, ist ein SoC, also Transceiver für IEEE 802.15.4 zusammen 
mit einem ATmega auf einem Chip. Software basiert auf der freien 
µracoli-Bibliothek.

Im Schlafmodus läuft nur der Watchdog im Interrupt-Modus, der den 
Controller (etwa - ist nicht sehr genau) jede Sekunde aufweckt und die 
Zeit hochzählt. Wenn 5 Minuten um sind, wird eine neue Messung ausgelöst 
und das Ergebnis in die Wohnung gefunkt.

Der wesentliche Aufwand, den Kram energiesparend zu bekommen, ist aber 
mechanischer Art. Du glaubst gar nicht, wie gut korrodierend dauerhaft 
anliegende 3 V Gleichspannung bei einem Gerät wirken, welches 365 x 24 x 
7 der Witterung ausgesetzt ist … da sind einige Batteriesätze und 
Platinen drauf gegangen, bis ich am jetzigen Punkt war, dass alles im 
wahrsten Sinne des Wortes jahrelang stabil hält.

Radio schrieb:
> Würde untergraben von Batterien + Elektronik in einem 3D gedruckten PLA
> Gehäuse

Denk dran: PLA ist Maisstärke. Das Zeug ist biologisch abbaubar, 
verwittert also schnell.

> (ich muss es auch irgenwie Wasserdicht machen, ist bei 3DDruck
> nicht immer so...) ausreichend sein?

Besser ist es, die Elektronik wasserfest zu machen.

Wasserdichte Gehäuse lassen das Wasser, was einmal eingedrungen ist, nie 
wieder raus … könnte man dann höchstens durch Silicagel abhelfen.

> Was waren genau die
> Witterungsprobleme?

Irgendwie eingedrungene Feuchtigkeit in Verbindung mit Bereichen auf der 
Platine, bei denen der Schutzlack fehlte oder fehlerhaft war.

Da ich (außer Temperatur) Luftfeuchtigkeit messen möchte, ist ein 
komplett dichtes Gehäuse ohnehin nicht sinnvoll.

W.S. schrieb:
> bei niedrigen Temperaturen spielen die Batterien/Akkus je nach Typ nicht
> immer mit. Soweit ich mich erinnere, waren grad Li-Akus wohl die
> zimperlichsten

Ja, aber dafür Li-Akkus zu benutzen ist kaum sinnvoll. Wenn man den 
Energieverbrauch weit genug runter hat, halten 08/15 
Alkali-Mangan-Zellen so lange, dass sich keine Kosten für irgendeinen 
Akku rentieren, und diese Zellen haben auch bei -20 °C kein ernsthaftes 
Problem, das bisschen Energie zu liefern.

Aber nicht vergessen, die Bruchteile von Mikroampere von dem Sleep-Strom 
zu optimieren bringt relativ wenig. Wichtig ist, dass das Konzept zum 
Senden wenig Strom verbraucht (sprich, kein Verbindungsaufbau, das 
dauert ewig). Ob der uC dann im Sleep 0.7 µA oder 1.2 µA zieht, naja. 
Das ist der Unterschied, ob der 6 oder 10 Jahre im Sleep bleiben kann 
mit einem 0.23 Ah Akku. Wenn das limitierend ist, ist das System sowieso 
schon extrem gut, ich glaube nicht, dass man das ohne weiteres 
hinbekommt.

Sven B. schrieb:
> Aber nicht vergessen, die Bruchteile von Mikroampere von dem Sleep-Strom
> zu optimieren bringt relativ wenig.

Bruchteile nicht, aber von 10 auf 1 µA lohnt durchaus noch. Danach ist 
man dann in der Größenordnung der Selbstentladung der Batterien.

Ist halt nur das Radio, kein Controller. Den brauchst du separat.

Willst du Platinen selbst bauen? ATmega128RFA1 könntest du von mir 
einige bekommen, allerdings finde ich auf die Schnelle nichtmal bei Ali 
Express damit fertige Module.

Radio schrieb:
> Der Feuchtigkeit Sensor selbst verbraucht bestimmt auch Strom.

Musst du dir anschauen, wie der arbeitet. Viele Sensoren kann man in 
einen Schlafmodus bringen, wenn man sie nicht braucht. Wenn dein Sensor 
sowas nicht kann, würde sich ein separater Schalter in der Tat anbieten.

Du musst zumindest bei so gut wie allen Kontrollern darauf achten, das 
die Pins sich im Standby Modus auf definiertem High oder Low befinden. 
Floatende Portpins sind enorm hohe Stromverbraucher.

Je nach Sensor und uC kann man sich den Transistor evtl. sogar sparen 
und die Spannungsversorgung direkt aus dem GPIO speisen.

Ich denke der Leckstrom dürfte unter typischen Bedingungen 
vernachlässigbar sein.

Radio schrieb:
> Sagen wir induktive Nahfeldübertragung mit 50 Hz?

Wenn du gewillt bist, um dein Grundstück herum eine große Spule zu 
wickeln …

W.S. schrieb:
> Ohne Verbindungsaufbau  - für den man obendrein einen Empfänger braucht
> - muß man sich schon ein sehr ruhiges Frequenzband aussuchen, sonst ist
> die Wahrscheinlichkeit, daß die Meldung nicht ankommt, ziemlich groß.

Ist halt die Frage, was man als „Verbindung“ ansieht: bei meinem 
802.15.4-Sensor werden die Frames schon mit CSMA/CA und ACK + Retries 
gesendet, d.h. erstens wird bei belegtem Band ggf. ein wenig gewartet, 
zweitens wird bei ausbleibender Bestätigung die Übertragung wiederholt.

Zählt das schon als „Verbindung“? ;-)

Selbst abends „zur besten WLAN-Zeit“ kommt so gut wie jedes Ergebnis 
(5-Minuten-Intervall) an:

1

 temp  | humidity |           tstamp           

2

-------+----------+----------------------------

3

 14.99 |     59.8 | 2019-05-02 21:08:27.023422

4

 15.06 |     59.6 | 2019-05-02 21:03:28.513988

5

 15.11 |    59.35 | 2019-05-02 20:58:30.018035

6

 15.17 |    59.09 | 2019-05-02 20:53:31.522104

7

 15.24 |    58.92 | 2019-05-02 20:48:33.013109

8

  15.3 |    58.71 | 2019-05-02 20:43:34.531993

9

 15.36 |    58.54 | 2019-05-02 20:38:36.035918

10

  15.4 |    58.35 | 2019-05-02 20:33:37.556013

11

 15.45 |     58.2 | 2019-05-02 20:28:39.074208

12

 15.47 |    58.12 | 2019-05-02 20:23:40.643769

13

 15.49 |    57.91 | 2019-05-02 20:18:42.212946

14

 15.54 |     57.6 | 2019-05-02 20:13:43.796987

15

 15.61 |    57.37 | 2019-05-02 20:08:45.381653

16

  15.7 |    57.74 | 2019-05-02 20:03:46.964809

17

 15.77 |    57.02 | 2019-05-02 19:58:48.565655

18

 15.86 |    56.59 | 2019-05-02 19:53:50.1809

19

 15.97 |    56.53 | 2019-05-02 19:48:51.798969

20

 16.08 |    55.94 | 2019-05-02 19:43:53.463624

21

 16.19 |    55.93 | 2019-05-02 19:38:55.113364

22

  16.3 |    55.61 | 2019-05-02 19:33:56.793559

23

 16.39 |    55.46 | 2019-05-02 19:28:58.506487

24

 16.48 |    55.61 | 2019-05-02 19:24:00.234881

25

  16.6 |    54.92 | 2019-05-02 19:19:01.96526

26

 16.72 |    54.86 | 2019-05-02 19:14:03.725244

27

  16.8 |    54.54 | 2019-05-02 19:09:05.501338

28

 16.87 |    54.39 | 2019-05-02 19:04:07.278174

29

 16.95 |    54.22 | 2019-05-02 18:59:09.07103

Ich glaube, das mit dem hohen Energieverbrauch bei Verbindungsaufbau 
bezog sich eher auf Harald Blauzahn.

Das Projekt wird vermutlich an der untauglichen Meßmethode für die 
Bodenfeuchtigkeit scheitern. Im anderen Thread wurden ja schon 
gelegentlich Langzeit-Plots gepostet da kann man vorwiegend Temperatur 
und Mondphase ablesen aber die Feuchtigkeit des Bodens meist eher 
weniger.

W.S. schrieb:
> Da kannste froh sein. Offenbar lebst du in einer eher ruhigen Umgebung.

Keineswegs. So etwa ein Dutzend WLANs sind um mich herum, mein eigener 
AP eingeschlossen, der steht 2 m neben dem 802.15.4-Empfänger.

So schlecht ist IEEE 802.15.4 nicht, sich gegen WLAN durchzusetzen.

> Aber WLAN findet ja nicht auf 433 MHz statt.

Dafür Amateurfunk, mit noch viel größeren Leistungen. :) Außerdem 
bräuchte sein Grasnarbensender bei 433 MHz eine sechsmal so große 
Antenne wie bei 2,4 GHz, um einigermaßen brauchbar abzustrahlen.

Ich würde Kabel verlegen. Ein Problem mehr und dafür zwei andere 
Probleme weniger.

Bernd K. schrieb:
> Das Projekt wird vermutlich an der untauglichen Meßmethode für die
> Bodenfeuchtigkeit scheitern. Im anderen Thread wurden ja schon
> gelegentlich Langzeit-Plots gepostet da kann man vorwiegend Temperatur
> und Mondphase ablesen aber die Feuchtigkeit des Bodens meist eher
> weniger.

Woran soll es scheitern? Warum sollte die Methode untauglich sein?

Stefanus F. schrieb:
> Dann hast du eine Ruhige Umgebung.

"Ruhig" ist trotzdem was anderes, und wie ich schon schrieb, mein 
eigener AP als potenziell größter Störenfried bezogen auf die 
Sensordaten-Funkstrecke ist direkt daneben.

Weiter entfernte WLANs spielen nicht mehr so die große Rolle, deren 
Energie ist sowieso gering genug.

Die TFA-KlimaloggPro-Sensoren nutzen Chips von Axsem/On. Die senden alle 
10s(!) ihre Daten. Die externe CPU ist wohl was ala 8051, es gibt ein 
LCD und die überleben mit 2*Mignon locker 3 Jahre. Im Sensor selbst ist 
wohl nur ein (älterer) TX von Axsem, bei Digikey gibts aber den neueren 
AX5043 als RX+TX für ein paar EUR. Laut DB hat der 50nA im Deep Standby.

Stefanus F. schrieb:
> Momentan sehe ich 73 WLAN Netze.

Hör doch mal bitte wieder auf, den Thread damit zuzuspammen.

Daten über WLAN zu übertragen, wurde ohnehin als Idee schnell genug 
verworfen, denn das ist bekanntermaßen alles andere als energiesparend. 
Dafür ist es nie optimiert worden, dort dreht sich alles um 
Geschwindigkeit.

Das heißt aber (siehe mein Beispiel) noch lange nicht, dass eine 
Übertragung im 2,4-GHz-Band deshalb komplett unmöglich ist, zumal es ja 
auch noch die "WLAN Gaps" gibt, also Bereiche, in denen WLAN nicht so 
stark präsent ist (weil sie es aufgrund ihrer Bandbreite meiden müssen).

Bernd K. schrieb:
> Das Projekt wird vermutlich an der untauglichen Meßmethode für die
> Bodenfeuchtigkeit scheitern. Im anderen Thread wurden ja schon
> gelegentlich Langzeit-Plots gepostet da kann man vorwiegend Temperatur
> und Mondphase ablesen aber die Feuchtigkeit des Bodens meist eher
> weniger.

Ich wiederhole meine Frage:
Was soll daram scheitern? Die Sensoren sind Kapazitiv, sollen nicht 
korrodieren...

Robert B. schrieb:
> Ich wiederhole meine Frage:
> Was soll daram scheitern? Die Sensoren sind Kapazitiv, sollen nicht
> korrodieren...

Sie reagieren auf alle möglichen Umwelteinflüsse, unter anderem auf die 
Temperatur und verschiedene andere Umstände stärker als auf die 
Feuchtigkeit, jeder Versuch das irgendwie zu kompensieren ist bislang 
gescheitert.

Deshalb wird sowas bei "echten" Bodenfeuchtesensoren, also solche die 
professionell oder kommerziell eingesetzt werden anders gemacht.

Das kapazitive Meßprinzip dafür zu verwenden war ein gescheitertes 
Hirngespinst eines Bastlers aber aus irgendeinem Grund geistert es immer 
noch durch die Köpfe aller anderen Bastler und jeder will es als erstes 
probieren, obwohl bekannt ist daß es nichts taugt.

Sven B. schrieb:
> Je nach Sensor und uC kann man sich den Transistor evtl. sogar sparen
> und die Spannungsversorgung direkt aus dem GPIO speisen.

Das klappt hier auch sehr gut mit RFM02 auf 868MHz, gespeist von einem 
Tiny26. Man sollte allerdings ein wenig filtern mit RC Glied - z.B. 
22Ohm/10nF. Generell kann man die Reichweite der HopeRF Module drastisch 
erhöhen, wenn man sich ein wenig Gedanken zur sauberen Betriebsspannung 
macht, vor allem bei den Receivern.
Mit RFM01/RFM02 und DECT Antennen sind dann schon mal 100-200m im 
Freifeld auf 868Mhz möglich, wenn man es mit der Datenrate nicht 
übertreibt (hier warens 4800 Baud).

Stefanus F. schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>> Sie reagieren auf alle möglichen Umwelteinflüsse
>
> Eine einfache Widerstandmessung taugt auch nicht, feuchte Blumenerde
> leitet 10x besser, als feuchte Watte.
>
> Ich denke mal laut:
>
> Wenn ich mit dem Finger fühle, ist es nicht letztendlich die Ableitung
> von Körperwärme, die ich fühle? Das könnte man doch auch elektronisch
> mit einem beheizten Temperaturfühler machen, richtig?
>
> Einen NTC zu bestromen ist kein Hexenwerk, aber wie stelle ich sicher,
> dass er immer gut Kontakt zur Erde hat?

Ich würde es einfach so machen wie es normalerweise gemacht wird und wie 
es sich bewährt hat, nämlich mit einem Tensiometer. Das kann man sich 
für wenige Euro und nem Drucksensor selber basteln und damit wird direkt 
das gemessen was die Pflanze auch zu spüren bekommt. Nicht indirekt über 
3 Ecken was anderes messen was noch von zig anderen Einflussfaktoren 
beeinflusst wird wenn man die gesuchte Größe auch ganz einfach direkt 
messen kann.

Aber wir schweifen vom Thema ab.

Bei nur 15 Meter würde ich einfach ein Kabel legen und mir das ganze 
Funk- und Stromversorgungsproblem so vom Leib halten und die Komplexität 
noch weiter zu reduzieren. Keep it simple!