Hallo, ich möchte eine Elektronik zur Ansteuerung eines Ventils entwickeln und suche dazu einen möglichst energiesparsamen Mikrocontroller mit WiFi-Funktschnittstelle (Funkmodul). Das Gerät soll mittels Akku betrieben werden, die meiste Energie benötigt bereits die Motoransteuerung des Ventils. Es soll später möglich sein das Gerät in ein vorhandenes Smart-Home-System einzubinden per WiFi bzw. Matter. Das Gerät soll für Kofigurationszwecke auch einen Webserver bereitstellen, dies womöglich aber nur nach Betätigen eines Knopfs bspw. für eine gewisse Zeit. Hat jemand einen guten Tipp? Bspw. ein ESP32 würde zu viel Energie benötigen, bei aktiver WiFi Verbindung oder WiFi Verbindung mittels DTIM Intervall. Im Internet konnte ich noch den DA16200 finden, hat hiermit jemand Erfahrungen gesammelt?
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Akku und Wifi schließen sich gegenseitig aus, wie du beim ESP32 bemerkt hast. Ventilansteuerung und Akku eigentlich auch. Als Schaltsystem in der Heimautomation würde ich etwas mit Zigbee empfehlen, da dieses Übertragungsprotokoll sehr stromsparend ist. Was willst du denn für ein Ventil ansteuern? Ach, und dran denken: selber was mit HF zu machen erfordert immer eine CE-Erklärung, wenn man nichts fertiges benutzt. Und die kannst du nicht selber machen.
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Helmut -. schrieb: > Ventilansteuerung und Akku eigentlich auch. Heizungsthermostat? Kannst du Energy durch Wasserdruck harvesten? Led Duschkopf. Klaus.
Marius schrieb: > ich möchte eine Elektronik zur Ansteuerung eines Ventils entwickeln und > suche dazu einen möglichst energiesparsamen Mikrocontroller mit > WiFi-Funktschnittstelle (Funkmodul). Das Gerät soll mittels Akku > betrieben werden, die meiste Energie benötigt bereits die > Motoransteuerung des Ventils. Was heißt: "die meiste"? Das dürfte im Wesentlichen davon abhängen, wie oft und wie lange das Ventil betätigt wird. Ohne diesen Wert zu kennen, ist es völlig müssig, über den Verbrauch eines µC oder einer WLAN-Schnittstelle nachzudenken. Fakt ist jedenfalls: WLAN ist völlig ungeeignet für wenig energiefressende Szenarios, dementsprechend auch µC-Lösungen, die darauf aufsetzen. Dass diese ESP-Gülle also unter dem Energieaspekt überhaupt "tauglich" wird, könnte allenfalls dadurch bewirkt werden, dass schon die Ventilbetätigungen energetisch so teurer sind, dass die von Hause aus teuere WLAN-Gülle dagegen auch nicht mehr nennenswert auffällt.
Ob S. schrieb: > Dass diese ESP-Gülle also unter dem Energieaspekt überhaupt "tauglich" > wird, könnte allenfalls dadurch bewirkt werden, dass schon die > Ventilbetätigungen energetisch so teurer sind, dass die von Hause aus > teuere WLAN-Gülle dagegen auch nicht mehr nennenswert auffällt. ESP32 können auch nicht nur WLAN.
Klaus R. schrieb: > Kannst du Energy durch Wasserdruck harvesten? Led Duschkopf. Druck erzeugt nur eine Kraft. Den Weg in einem inkompressiblen Medium kannst du vergessen. Da brauchst du dir mit "harvesten" gar keine Mühe zu geben. Für den Betrieb einer LED brauchst du Leistung. Ohne fließendes Wasser passiert da gar nichts.
Marius schrieb: > Im Internet konnte ich noch den DA16200 finden, hat hiermit > jemand Erfahrungen gesammelt? Moin Marius, ich habe den DA16200 mal evaluiert und kann sagen, dass der für eine WLAN-Verbindung schon ziemlich stromsparend ist. Bei einer Reaktionszeit von max. 2 Sekunden hat der in meinem Aufbau etwa 100 µA an mittlerem Ruhestrom gebraucht. Dies fand ich erst mal enttäuschend, ist aber für eine WLAN-Verbindung schon ganz gut. Die gemessene Stromaufnahme hängt sehr stark vom verwendeten Access Point ab. Mit neueren Chips als dem DA16200, die die stromsparenden Funktionen von WiFi6 nutzen, müsste man die Stromaufnahme noch deutlich reduzieren können. Der DA16200 ist auch mit einer Firmware mit AT-Commands verfügbar und lässt sich damit einfach an den LowPower-Prozessor deiner Wahl anschließen. Oder du programmierst deine Applikation in den DA16200 zusammen mit der Radio-Firmware. Bei längeren Reaktionszeiten kannst du die Stromaufnahme noch weiter reduzieren, allerdings darf die Zeit nicht so lang werden, dass der AP den DA16200 "vergisst". Die Kommunikation kannst du sehr schön über MQTT-Befehle machen, das wird von der Firmware des DA16200 sehr gut unterstützt. Weitere Gedanken zu deinem Projekt: - Wenn du keinen Aktor hättest, sondern einen Sensor, der nur gelegentlich etwas sendet, kannst du auch mit WLAN einen niedrigen Stromverbrauch hinbekommen. Da wird WLAN einfach immer wieder abgeschaltet. Ich habe für einen Öltanksensor einen ESP32 eingesetzt, der 2 Mal am Tag aufwacht, eine Messung (über TOF-Sensor) macht, das WLAN einschaltet und die Messwerte über MQTT abschickt und danach wieder schlafen geht. Der ESP32 braucht in der 99% Ruhezeit nur etwa 5 µA. - Der Akku könnte problematisch sein wegen seiner hohen Selbstentladung. Eine LiMnO2-Zelle (CR2 oder CR123) ist vielleicht besser geeignet.
@Marius Der ESP32 könnte es grundsätzlich schon hinbekommen, nur sind die üblichen Software-Packages nicht auf Stromsparen ausgelegt. Und wenn Du dazu auch Funkstandards wie Matter unterstützen willst läge vor Dir eine wirklich riesige Aufgabe. Die Art deiner Fragestellung lässt vermuten, dass das evtl. ein paar Nummern zu groß sein könnte. Mit anderen Worten: Wenn Du den Kenntnisstand für eine solche Aufgabe hättest würdest Du derlei Fragen hier nicht stellen. Vielleicht ist ja das neue Arduino Matters etwas für Dich, da ist jedenfalls mal zu vermuten, dass Low Energy und Matter ansich schon gut unterstützt werden: Beitrag "Arduino Nano Matter final, Einplatinencomputer mit HDMI-Eingang und andere Hardware"
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Wieso kann man zu einem Gerät, das ein Ventil bedient, eigentlich kein Kabel legen? Ist das diese Kabelphobie, an der manche Leute leiden? Eine Aversionstheraphie kann hier helfen; man muss ja nicht so weit gehen, daß man sich Schlangen als Haustiere hält.
Harald K. schrieb: > Wieso kann man zu einem Gerät, das ein Ventil bedient, eigentlich kein > Kabel legen? Manche Leute wollen das eben gerne per Funk erledigen, weil sie keine für die Verdrahtung nutzbaren Leerrohre zur Verfügung haben und statt Haustiere zu päppeln, sich lieber um ihre Akkus kümmern.
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Helmut -. schrieb: > Akku und Wifi schließen sich gegenseitig aus, wie du beim ESP32 > bemerkt hast. Türschloss, Kamera, ... > Ventilansteuerung und Akku eigentlich auch. Heizungsthermostat, Bewässerungscomputer, ... > Als Schaltsystem in der Heimautomation würde ich etwas mit Zigbee > empfehlen, da dieses Übertragungsprotokoll sehr stromsparend ist. Dann wäre ein zusätzliches Gerät als Bridge von Zigbee auf WiFi notwendig. > Was willst du denn für ein Ventil ansteuern? Angesteuert wird ein Absperrventil mit max. 3 Zyklen pro Tag, da Zwischenstellungen angefahren werden müssen mittels Schrittmotor. Als Akku denke ich an zwei INR21700 mit jeweils 5000 mAh, halten müssen diese über ca. 1 Jahr. Klaus R. schrieb: > Kannst du Energy durch Wasserdruck harvesten? Led Duschkopf. Danke für den Tipp, Energy Harvesting mittels kleiner Turbine, sprich durch Wasser-Volumenstrom, wäre denkbar. Ob S. schrieb: > Was heißt: "die meiste"? Das dürfte im Wesentlichen davon abhängen, wie > oft und wie lange das Ventil betätigt wird. Ohne diesen Wert zu kennen, > ist es völlig müssig, über den Verbrauch eines µC oder einer > WLAN-Schnittstelle nachzudenken. Ca. 80% der Energie der beiden INR21700 Akkus geht für die Ventilansteuerung drauf. Christoph L. schrieb: > Moin Marius, > ich habe den DA16200 mal evaluiert und kann sagen, dass der für eine > WLAN-Verbindung schon ziemlich stromsparend ist. Bei einer Reaktionszeit > von max. 2 Sekunden hat der in meinem Aufbau etwa 100 µA an mittlerem > Ruhestrom gebraucht. Dies fand ich erst mal enttäuschend, ist aber für > eine WLAN-Verbindung schon ganz gut. Die gemessene Stromaufnahme hängt > sehr stark vom verwendeten Access Point ab. Mit neueren Chips als dem > DA16200, die die stromsparenden Funktionen von WiFi6 nutzen, müsste man > die Stromaufnahme noch deutlich reduzieren können. > Der DA16200 ist auch mit einer Firmware mit AT-Commands verfügbar und > lässt sich damit einfach an den LowPower-Prozessor deiner Wahl > anschließen. Oder du programmierst deine Applikation in den DA16200 > zusammen mit der Radio-Firmware. Bei längeren Reaktionszeiten kannst du > die Stromaufnahme noch weiter reduzieren, allerdings darf die Zeit nicht > so lang werden, dass der AP den DA16200 "vergisst". > Die Kommunikation kannst du sehr schön über MQTT-Befehle machen, das > wird von der Firmware des DA16200 sehr gut unterstützt. Vielen Dank für die sehr qualifizierte Aussage! 100 µA hört sich bereits sehr gut an, ist dieser Messwert bei periodischer WiFi Verbindung? AT-Commands würde ich gerne vermeiden, wenn sich alles direkt auf dem DA16200 umsetzen lässt. Die Motoransteuerung via TMC Treiber welcher den Schrittmotor ansteuert sollte für den DA16200 kein Problem darstellen. Außerdem hat das Modul 4 MB Flash für Logdaten und einen HTTP-Server bereitzustellen via AccessPoint sollte auch umsetzbar sein oder? Screenshot anbei zeigt die Sleep Modes des DA16200, bei Sleep 3 (3.5 µA) kann dieser eine WiFi Verbindung aufrecht erhalten.
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Harald K. schrieb: > Eine Aversionstheraphie kann hier helfen; man muss ja nicht so weit gehen, > daß man sich Schlangen als Haustiere hält. Ich habe zwar keine Ahnung, ob Schlangen Kabel anknabbern, aber Kaninchen und Kleinpapageien sind darin sehr gut... Wenn man unbedingt Funk nehmen will / muss, gibt es definitiv stromsparendere Systeme als WiFi (notfalls LoRa...). Bluetooth / BLE hat der ESP32 ja auch integriert. WLAN ist hierbei wieder so eine einfache Lösung (für faule Menschen).
Marius schrieb: > 100 µA hört sich bereits sehr gut an, ist dieser Messwert bei > periodischer WiFi Verbindung? Bei den verwendeten Einstellungen bleibt die Verbindung zum AP bestehen, wobei der DA16200 nur alle 2s aufwacht. Also Reaktionszeit auf Befehle über das Netz bis zu 2s. Dies lässt sich aber auch anders einstellen. > Außerdem hat das Modul 4 MB Flash für Logdaten und einen HTTP-Server > bereitzustellen via AccessPoint sollte auch umsetzbar sein oder? Ein Web-Interface wird nicht unterstützt, soweit ich weiß. Selber programmieren würde ich mir nicht zutrauen. > Screenshot anbei zeigt die Sleep Modes des DA16200, bei Sleep 3 (3.5 µA) > kann dieser eine WiFi Verbindung aufrecht erhalten. Wobei der mittlere Ruhestrom von den sehr hohen Peaks der Funkativität bestimmt wird, da geht der Ruhestrom-Sockel von 3.5 µA unter.
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Christoph L. schrieb: >> Außerdem hat das Modul 4 MB Flash für Logdaten und einen HTTP-Server >> bereitzustellen via AccessPoint sollte auch umsetzbar sein oder? > > Ein Web-Interface wird nicht unterstützt, soweit ich weiß. Selber > programmieren würde ich mir nicht zutrauen. Ich habe grade einmal in den Dokumenten von Renesas gestöbert und gesehen, dass der DA16200 den HTTP-Server lwIP unterstützt. Dieser kommt meines Wissens nach auch bei den ESP's zum Einsatz.
Dieser Reddit Thread zum Themenkomplex ESP32, Zigbee, ESPHome könnte interessant sein, wenn du dein Ventil in Home Assistant einbinden willst: https://www.reddit.com/r/homeassistant/s/arQWqnrW0W Weil Zigbee stromsparender ist als WLAN.
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Christoph L. schrieb: > Dieser Reddit Thread zum Themenkomplex ESP32, Zigbee, ESPHome > könnte > interessant sein, wenn du dein Ventil in Home Assistant einbinden > willst: > > https://www.reddit.com/r/homeassistant/s/arQWqnrW0W > > Weil Zigbee stromsparender ist als WLAN. Danke für die Info, ich schaue mir aber mal den DA16200 bzw. DA16600 (mit BLE) genauer an. Wenn man nach "Ultra-Low Power WiFi Chips" sucht findet man ebenfalls Module wie den SiWX917M von Silicon Labs oder den QCC730M von Qualcomm, die beiden scheinen neuer zu sein.
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...wäre es nicht denkbar man packt die "ToDo Liste" auf einen server und der ESP macht nur alle 5min das WLAN kurz an und schaut ob da eine neue Liste liegt und führt die dann aus und geht wieder pennen? Nachts muss man zudem eh nicht wässern, wenns regnet auch nicht und und und...da lässt sich doch sicher 30-50% sparen durch etwas "Reglementierung"? Klaus.
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