Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie mit ESP32 über mehrere Monate Daten verschicken ohne Batterie zu wechseln


von Chandler B. (chandler)


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Hallo,
ich würde gerne sensordaten (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Fenster 
offen/zu usw) über verschiedene ESP32 (nodeMCU) einlesen und dann zu 
einem Rasperry pi schicken (via MQTT?) und mir diese dann anzeigen 
lassen.

Es funktioniert zwar damit, aber momentan nur direkt an der. Eine 
Powerbank reicht auch nicht so lange. Das Problem ist ja schon, dass die 
Meiste energie durch die USB-Spannungsversorgung verloren geht (5V muss 
auf 3.3V herunter)

Trotzdem liest man immer, dass es über mehrere Monate funktionieren 
soll.
Wie bekommt man das hin?

Ich lese die Temperaturen alle 5 min. ein. Fenster wird nur bei änderung 
verschickt.

Ist der ESP32 überhaupt der richtige controller um so etwas gut 
umzusetzen?

von J. S. (jojos)


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Chandler B. schrieb:

> Ist der ESP32 überhaupt der richtige controller um so etwas gut
> umzusetzen?

Nein.

von Peter (pittyj)


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Was passiert eigentlich in der Zwischenzeit, also in den 4:59 Min, in 
den keine Temperatur gelesen wird?

von Lord Magnet (lord_magnet)


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Chandler B. schrieb:
> Trotzdem liest man immer, dass es über mehrere Monate funktionieren
> soll.
> Wie bekommt man das hin?

Klar geht das mit ESP32. Du brauchst den Sleep Modus. Damit kriegt man 
das hin.

von Frank G. (frank_g53)


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Chandler B. schrieb:
> Trotzdem liest man immer, dass es über mehrere Monate funktionieren
> soll.
> Wie bekommt man das hin?

Stichwort: Tiefschlaf
https://www.instructables.com/ESP32-Deep-Sleep-Tutorial/

Chandler B. schrieb:
> Ich lese die Temperaturen alle 5 min. ein.

Ändern die sich so schnell?

von Frank K. (fchk)


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Chandler B. schrieb:

> Ist der ESP32 überhaupt der richtige controller um so etwas gut
> umzusetzen?

Nein. WLAN braucht viel zu viel Strom. Du willst IEEE 802.15.4 - die 
Basis von Zigbee, Thread, Lo6WPAN etc. In diesem Bereich gibt es genau 
drei große Player:
- TI
- Nordic
- Silicon Labs

Beispiele:
https://www.nordicsemi.com/Products/Wireless/Thread
https://www.silabs.com/wireless/zigbee/efr32mg12-series-1-modules

fchk

von Klaus R. (klara)


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Lord Magnet schrieb:
> Chandler B. schrieb:
>> Trotzdem liest man immer, dass es über mehrere Monate funktionieren
>> soll.
>> Wie bekommt man das hin?
>
> Klar geht das mit ESP32. Du brauchst den Sleep Modus. Damit kriegt man
> das hin.

Der Tiefschlaf erfordert auch Strom.
TI hat Timer die mit 35 nA Strom auskommen.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpl5110.pdf
oder
https://www.ti.com/product/TPL5111
mfg klaus

von Εrnst B. (ernst)


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Frank K. schrieb:
> Basis von Zigbee

Für 5 € gibt's fertige Zigbee-Temperatur-und-Luftfeuchte-Sensoren, die 
zwei Jahre mit einem Satz Alkalines laufen, incl. Gehäuse.
Zigbee-Stick an den Raspi, zigbee2mqtt installieren, fertig.

Als "Selbstbau um des Bastelns willens" hab ich einen ESP+NRF24 als 
"Gateway" laufen, und Sensoren mit AVR+NRF24. Die senden öfter als die 
Zigbee-Sensoren, laufen aber auch Jahre ohne Batteriewechsel, vermutlich 
laufen die Zellen aus bevor sie überhaupt nennenswert entladen sind.

von Fred F. (fred08151)


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Da gab es mal ein Projekt mit Namen TiNo:
https://forum-raspberrypi.de/forum/thread/41558-tino-batteriebetriebener-funksensor-weiterentwicklung/?pageNo=1
Features

Allgemein

- Spannung von ca. 1.8V bis 3.6V

- Betrieb mit CR2032 Zelle bis zu 5 Jahren Lebensdauer

- verschiedene Leiterplatten passend zum im Handel erhältlichen Gehäusen



Radio

- RFM69CW, RFM69HCW, RFM95 Module (LoRa)

- bidirektionale Kommunikation

- ISM Band (Europa: 433MHz oder 868MHz, US:315MHz oder 915Mhz)

- 2GFSK Modulation

- Frequenz abstimmbar

- Frequenzkorrektur kalibrierbar

- Sendeleistung von -18 dBm bis 20dBm (max)

- Link Budget bis 120dB

- Empfindlichkeit -105 dBm typ.

- Reichweite t.b.d., ist aber sehr weit!

- HF Kommunikation verschlüsselt

- FEC (Forward Error Correction)

- Interleaver


Basisband

- Atmel (Microchip) ATMega328p-au im TQFP

- 32kByte Flash

- Ruhestrom < 2uA mit externem Quarz

- Ruhestrom ca. 4uA mit internem RC Oszillator

- 1 MHz Takt Sender erlaubt Betriebsspannung bis 1.8V

- 8 MHz Takt Empfänger

- I2C für Sensoren

- mindestens 4 weitere GPIO


Sensoren

- HTU21D

- SHT21, SHT20, SHT25

- SHT30, SHT31, SHT35

- I2C Bus basierte Sensoren leicht konfigurierbar

- 4 digitale GPIOs


System / Software

- Open Source Software C++

- Software kann einfach individuell angepasst werden

- Programmierung mit Arduino IDE

- Konfiguration der Nodes über serielles Interface (FTDI Adapter)

- Konfigurations- und Kalibrierdaten im EEPROM gespeichert.

- EEPROM verschlüsselt

- Flashen

- mit ISP Adapter oder

- seriell mit FTDI Adapter über Bootloader

- bis zu 4 externe Interrupts (z.B. 4 Tasten) konfigurierbar

von Klaus R. (klara)


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Εrnst B. schrieb:
> Für 5 € gibt's fertige Zigbee-Temperatur-und-Luftfeuchte-Sensoren, die
> zwei Jahre mit einem Satz Alkalines laufen, incl. Gehäuse.

Dann werden die Sensoren wirklich billig sein. Ein MPC9808 kostet bei 
Reichelt 1,75€. Feuchtesensoren fangen bei deutlich über 5€ an.
mfg Klaus

von Andreas B. (bitverdreher)


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Mit einem ESP8266, einem LiIon akku und einer kleinen Solarzelle geht 
das jahrelang (sleep und alle 10min messen und an einem lokalen MQTT 
Server schicken).

Edit: Vergessen: Den ESP schalte ich ueber einen Tiny85 jeweils ein, 
weil der sleep des ESP8266 suboptimal ist. ;-)
Der bekommt dabei die komplette Versorgung weggezogen.

: Bearbeitet durch User
von Keks F. (keksliebhaber)


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Wäre auch für einen AVR mit NRgenauerNameFälltMirNieEin01 2.4GHz oder 
LoRa. Sensoren würde ich, wenn SMD möglich, welche von Sensirion mit 
PTFE Membran und integriertem Heizelement nehmen. Teile sind super, 
Sensirion bietet auch immer gute Bibliotheken an.

von Frank K. (fchk)


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Keks F. schrieb:
> Wäre auch für einen AVR mit NRgenauerNameFälltMirNieEin01 2.4GHz oder
> LoRa. Sensoren würde ich, wenn SMD möglich, welche von Sensirion mit
> PTFE Membran und integriertem Heizelement nehmen. Teile sind super,
> Sensirion bietet auch immer gute Bibliotheken an.

NRF24L01 meinst Du. Ja, kann man machen, aber die All-in-One Pakete sind 
technisch besser und kleiner. Der eigene Horizont muss dafür jedoch über 
die klassischen AVRs hinausgehen, und das ist nicht jedem gegeben.

fchk

von Keks F. (keksliebhaber)


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Frank K. schrieb:
> aber die All-in-One Pakete sind technisch besser und kleiner.

Welche?

von Frank K. (fchk)


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Keks F. schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> aber die All-in-One Pakete sind technisch besser und kleiner.
>
> Welche?

z.B.
https://www.nordicsemi.com/Products/nRF52820
Relativ weit unten in der Kette, aber trotzdem alles drin und dran. Und 
QFN40 lässt sich auch noch selber problemlos verarbeiten.

fchk

von Keks F. (keksliebhaber)


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Ah du meinst ein SoC. Ich dachte es geht um bestehende Platinen.

von Frank K. (fchk)


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Keks F. schrieb:
> Ah du meinst ein SoC. Ich dachte es geht um bestehende Platinen.

Na ja, der SOC ist nunmal das maßgebliche Bauteil. Die Leiterplatte 
darunter kann man ja selber machen. Du vielleicht nicht, aber Leute mit 
Plan können das. Der Rest schaut halt nach Modulen, wo der SOC drin ist 
und findet beim Googeln dann z.B. sowas hier.

https://www.aliexpress.us/item/3256804477823887.html?gatewayAdapt=deu2usa4itemAdapt

oder sowas hier (Achtung! Leicht anderer(größerer) Chip!)
https://www.amazon.de/dp/B07HBWKTKP

An der Leiterplatte siehst Du schon, dass die Stiftleisten die Bauform 
bestimmen und nicht die Schaltung an sich. Geht also kleiner, aber nicht 
für Dich.

fchk

von Keks F. (keksliebhaber)


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Frank K. schrieb:
> Geht also kleiner, aber nicht für Dich.

Okay... Ich habe das vorhin extra nochmal präzisiert, weil ich dachte, 
dass du von einer Fertigplatine gesprochen hast.

Dass ich sowas kann, und was sonst noch, übersteigt aber schonmal dein 
Vorstellungsvermögen. ;)

von Heinz R. (heijz)


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J. S. schrieb:
> handler B. schrieb:
>
>> Ist der ESP32 überhaupt der richtige controller um so etwas gut
>> umzusetzen?
>
> Nein.

doch - machen Firmen wie Shelly genau so

pauschale Antwort - pauschale Gegenantwort....

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