Pflanzensensor Akkulaufzeit

Benjamin P. schrieb:

Ist der Stromverbrauch zu hoch, um das ganze per Akku zu betreiben?

Keine Ahnung. Das müsstest du mal messen. Das geht nicht aus der Ferne.

Es geht stromsparender: https://blog.m3k.cc/2021/01/ultra-low-power-soil-monitor/

... die wollte ich mir wschon lange mal basteln...

pegel schrieb:

Die delay() Aufrufe sind sicher schon mal gut geeignet um Leistung zu verbraten.

Oh, das stimmt, da hab ich gar nicht dran gedacht, dass ja die LED mit delay auch ordentlich was zieht. Hatte ich anfangs zur Kontrolle um zu schauen ob der Sensor läuft. Die schmeiß ich dann mal raus.

STK500-Besitzer schrieb:

Mein ESP-01 mit DHT-22 lutscht eine 18650-LiIon-Zelle in einer Woche leer.

Den wollte ich erst auch nehmen, hat aber leider keinen Analog PIN.

Benjamin P. schrieb:

Ist der Stromverbrauch zu hoch, um das ganze per Akku zu betreiben?

Nimm ein Messgerät und messe den Strom. Allerdings wird das Ding mit den schnellen Pulsen beim Senden etwas überfordert sein.

Deshalb ist der Ansatz der Spannungsmessung mit einem Oszilloskop schon zielführender.

1. Wie sieht die Versorgungsspanung aus? Bricht sie beim Senden ein?
2. Nimm einen 0,1 Ohm Shunt und miss den Spannungsabfall darüber. der ist wegen I = U/R proportional zum Strom.

Benjamin P. schrieb:

Den wollte ich erst auch nehmen, hat aber leider keinen Analog PIN.

Da gibt es solche schnuckeligen externen ADC, die allemal besser sind als das, was in den ESP drin ist.

BTW: es wäre mit Sicherheit gut, wenn du da einen 100µF-Elko zum Puffern dazuschalten würdest.

BTW2: wenn es wirklich richtig ans Stromsparen geht (um Laufzeiten im Bereich von mehreren Monaten), dann muss man das Datenblatt der verwendeten Bauteile und die darin aufgeführten Stromsparmodi genau studieren.

Ich habe vor einigen Jahren eine Platine für so einen Erdfeuchtesensor entworfen: Layout von dem kapazitiven Sensor grob übernommen, ESP32, LiPo mit ca. 500mAh und Mikro-USB-Buchse mit Ladecontroller. Kommunikation einmal pro Stunde über MQTT, ansonsten im Sleep-Modus. Akkulaufzeit ist ca. ein halbes Jahr. Ich kann heute Abend ein paar mehr Infos dazu hochladen.

Wichtig ist vor allem, den Strom im Ruhezustand zu minimieren und die meiste Zeit auch in diesem Zustand zu verbringen. Das fängt mit dem Schaltungsdesign schon an: Ein Spannungsteiler, um die Batteriespannung zu messen? Darf nicht ständig aktiv sein, zieht sonst die Batterie leer.

Sebastian R. schrieb:

Benjamin P. schrieb:

Ist der Stromverbrauch zu hoch, um das ganze per Akku zu betreiben?

Keine Ahnung. Das müsstest du mal messen. Das geht nicht aus der Ferne.

Ich habe mit dem o.g. Code zwischen 77 und 86mA. Im DeepSleep dann 9,6mA gemessen. Ich werde nachher mal den Code anpassen und berichten.

Benjamin P. schrieb:

Im DeepSleep dann 9,6mA gemessen.

Wenn du das um den Faktor 1000 reduzieren kannst, wird es gut.

Im Anhang zur Inspiration mein Sensor. Bin aber noch nicht ganz glücklich damit. Die Bauteile sitzen zu nahe an der Erde. Beim gießen wird dann doch mal alles nass und trotz Schutzlack gammelt dann langsam alles weg ;)

Benjamin P. schrieb:

Ist der Stromverbrauch zu hoch, um das ganze per Akku zu betreiben?

Ja. Dein Ziel sollte ein durchschnittlicher Stromverbrauch von unter 100µA sein. Wenn Du nur alle paar Stunden sendest und dazwischen alles was nicht gebraucht wird sauber ausschaltest bzw. mittels Transistoren abtrennst, sollte das möglich sein.

Habe selber mit einem STM32F103C8T6 so einen Pflanzensensor gebastelt und der braucht im Durchschnitt ca. 30µA, ist aber ohne Funk, misst alle 2 Sekunden und nach der Messung blitzt jeweils kurz eine grüne oder rote LED auf.

Ich betreibe meine Akku- bzw. Batteriesensoren mit einem Atmega328 mit ca. 3.3V und als Sender ein LoRa-Modul. Das verbraucht viel weniger Strom und ist von der Reichweite günstiger. Im Haus steht dann ein Empfänger, der die LoRa-Daten aller Sensoren ins WLAN sendet. Da hab ich Netzanschluss, da ist der Stromverbrauch egal.

Vielen Dank für die vielen Hilfreichen Tipps. Wenn ich nächste Woche wieder zu Hause bin, werde ich mich mal an die Umsetzung machen und das Ergebnis hier berichten.

Schlaumaier schrieb:

Leg das Teil 30 Min pennen, dann frag ab und lege es wieder pennen.

Genau so. Und: Merk Dir den Wert und schmeiss das WiFi nur an wenn eine bestimmte Differenz gemessen wird. Das reicht locker - Pflanzen saufen das Wasser nicht so schnell wie wir das Bier ;-)

Benjamin P. schrieb:

Ich habe mit dem o.g. Code zwischen 77 und 86mA. Im DeepSleep dann 9,6mA gemessen. Ich werde nachher mal den Code anpassen und berichten.

Was zieht denn da so viel Strom?

Wenn das normale LiIon-Akkus sind, mit jeweils etwa 2Ah, dann hast du 4Ah. Beo 10mA permanenten Verbrauch, ohne dabei aufzuwachen würde dein Gerät nur etwa 2 Wochen damit auskommen. Wenn du dann noch aufwachst um die Datenpakete weg zu schicken, dann kann man mit einer Woche rechnen.

Ist der Feuchtigkeitssensor permanent aktiv? Versuch den einfach mal mit Hilfe eines Transistors abzuschalten und dann nur jede Stunde zu aktivieren, kurz bevor der ESP die Daten abgreift.

Ist der Feuchtigkeitssensor permanent aktiv? Versuch den einfach mal mit Hilfe eines Transistors abzuschalten und dann nur jede Stunde zu aktivieren, kurz bevor der ESP die Daten abgreift.

So heute weitergebastelt und festgestellt, das der Sensor defekt war. Heute kam ein neuer. Will gleich mal weiter den Stromverbrauch testen.

Wie muss ich denn einen Transistor in die Schaltung integrieren? Was für einen Transistor muss ich nehmen. Hast Du evtl. ein Bsp. Schaltbild?

Benjamin P. schrieb:

So heute weitergebastelt und festgestellt, das der Sensor defekt war. Heute kam ein neuer. Will gleich mal weiter den Stromverbrauch testen.

Stimmt die Spannung am Sensor? Braucht er 3,3V oder 5V?

Wie muss ich denn einen Transistor in die Schaltung integrieren? Was für einen Transistor muss ich nehmen. Hast Du evtl. ein Bsp. Schaltbild?

Am besten du nimmst eine P-Kanal MosFET zum schalten des Stroms für den Sensor. Source an 3,3V und Drain geht zur positiven Versorgung der Sensorplatine. GND der Sensorplatine liegt auf GND des ESP.

Gate mit 100k bis 1MOhm nach 3,3V.

Das Gate würde ich dann mit einem NPN-Transisor nach Masse ziehen. Die Basis über 50k an einen I/O-Pin, Collektor an das Gate, Emitter an GND.

Kannst Du mir das zum besseren Verständnis mal aufzeichnen? 🫣

Vieviel Strom braucht denn der Sensor? Kann man da nicht direkt einen Prozessorpin verwenden?

Helmut -. schrieb:

Vieviel Strom braucht denn der Sensor?

Leider habe ich keine verlässigen Angaben gefunden. angeblich 5mA

Kann man da nicht direkt einen

Prozessorpin verwenden?

Habe ich versucht, aber dann kommen am A0 nur unsinnige Werte. Ich vermute, die Leistung reicht nicht aus.

Wie wird der ESP versorgt? Die üblichen ESP-Boards haben meistens ineffiziente Linearregler. Da wird die meiste Leistung im Regler verbraten und nicht im ESP selbst.

Ich habe mir folgendes überlegt. Spannungsversorgung zwei in Reihe geschaltete 3,7V Akkus = 7,4V. Da der D1 mini einen Spannungsregler hat, sollte das funktionieren, oder? Dazu die Transistorschaltung um den Sensor nur zum messen über D4 zu aktivieren. Sollte doch eigentlich so funktionieren. Oder habe ich einen Denkfehler?

Kurzes Update: Habe die Schaltung jetzt einfach mal ausprobiert, allerdings mit nur einem Akku, also einer Eingangsspannung von 3,7V. das Funktioniert auch, nur müssen im Programm die Werte für den Sensor (Airvalue & Watervalue angepasst werden.

Der bereinigte Code (keine LED mehr, keine Serial.print und weniger delays):

1

#include <ESP8266WiFi.h>

2

#include <PubSubClient.h>

3

#ifndef STASSID

4

#define STASSID "xxxxxxxxxxxx"

5

#define STAPSK  "xxxxxxxxxxxx"

6

#endif

7

8

const char* ssid     = STASSID;

9

const char* password = STAPSK;

10

const char* MQTT_BROKER = "192.168.xxx.xxx";

11

const int AirValue = 700;   

12

const int WaterValue = 200;  

13

int soilmoisturepercent = 0;

14

int sensorValue = 0;

15

16

WiFiClient espClient;

17

PubSubClient client(espClient);

18

19

void setup() {

20

  pinMode(D8, OUTPUT);

21

  delay(100);

22

23

  WiFi.begin(ssid, password);

24

25

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

26

    delay(100); 

27

  }

28

  client.setServer(MQTT_BROKER, 1883);  

29

}

30

31

void loop() 

32

{

33

  digitalWrite(D8, HIGH);   

34

  delay(2000);

35

    sensorValue = analogRead(A0);

36

    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){

37

      delay(100);

38

      if (!client.connected()) {

39

          while (!client.connected()) {

40

              client.connect("Plant_Sensor_001");

41

              delay(100);

42

          }

43

      }

44

      client.loop();      

45

      soilmoisturepercent = map(sensorValue, AirValue, WaterValue, 0, 100);     

46

      char Value [10];

47

      char aValue [10];

48

      itoa (soilmoisturepercent,Value,10);

49

      itoa (sensorValue,aValue,10);

50

      client.publish("/Plant_Sensor_001/data", Value);

51

      client.publish("/Plant_Sensor_001/analog", aValue);

52

      delay(1000);

53

  }  

54

  digitalWrite(D8, LOW);

55

  ESP.deepSleep(3600e6); 

56

}

Benjamin P. schrieb:

char Value [10]; char aValue [10]; itoa (soilmoisturepercent,Value,10); itoa (sensorValue,aValue,10);

10 chars reichen nicht aus, um alle Werte im ganzen Wertebereich eines int abzudecken. Mindestens 10 + Vorzeichen + Nul, also 12.

Danke für den Hinweis. Theoretisch auch richtig. Praktisch gesehen bräuchte ich aber noch nicht mal die zehn, da der Sensor nicht über 1024 ausgibt. Naja und alles was über 100% Feuchtigkeit geht ist eh falsch.

Aha. Du nimmst also den doch den Billigsensor ohne richtigen Verguss her. Nadann: https://hackaday.com/2022/03/02/soil-moisture-sensor-coating-lessons-learned-the-hard-way/

Da wirst du noch zig Seiten finden, mit defekten Sensoren. Hör auf die Leute hier. Da gab es in einem anderen Forum einen Langzeittest mit verschiedenen Vergussmaterialien. Was kam bei raus: Ohne Polyurethanverguss wird das nichts.