Solar data-logger met GSM data versturing ?

[henq Profiel Privébericht]

Hallo,
Ik ben newbie op Arduino gebied, maar heb wel programmeer-dingen met Raspberry PI gedaan.

Situatie: Accu's (start- en boord-) van boot worden opgeladen door zonnepaneel met solar controller. Boot ligt in afgelegen stukje water, er is geen walstroom (220v) beschikbaar.
De wens is om het laden te monitoren en de gegevens door te sturen, bijv 1x per 24u, omdat haven ver van huis is.

Het meten van de spanningen e.d. is al meerdere malen gedaan. Het probleem is echter het doorsturen van de data. Ik kan drie opties verzinnen:
A) telefoon in hotspot mode, Arduino connect met wifi
B) telefoon als modem via USB
C) GSM shield
D) USB 3G data stick

In alle gevallen met een prepaid card (of de xs4all mini mobiel abo, gratis voor abonnees , 200mb / mnd , is ruim voldoende).

Een bijkomende eis dat alles robuust zelf-startend moet zijn. In de winter kan de zon dagen niet schijnen, daarom dacht ik de arduino (en de telefoon) via een schakelklok 1x per dag aan te zetten. Het zonnepaneel is welliswaar flink gedimensioneerd (120W), maar 's winters blijft daar minder van 10% van over, en dan nog enkel rond het middaguur. Een extra 24x/7 belasting van 10W (5W arduino + 5W telefoon??), 240Wh, wil ik dan liever niet hebben. De bilgepomp heeft prioriteit....

Alle verbindingen moeten bij het aanschakelen dus vanzelf tot stand komen. (geen pincode telefoon, hotspot autom. omhoog komen enz).
Bijv om 13:00 gaat de boel aan, spanningen van de accu's worden gemeten, de laadstroom van het paneel, wordt via een web call naar een thuis servertje gestuurd, of per email en dan met bijv zapier.com in spreadsheet geplaatst.

Heeft iemand hier ervaring met iets soortgelijks? Wat is het meest robuust ?

Dank voor het meedenken alvast.

~henq

[shooter Profiel Privébericht]

ik zou een gsm shieldje gebruiken, want dan heb je aan een voeding genoeg.
een RTC module kun je gebruiken om op te starten, en de arduino om weer uit te gaan.(die heeft zijn eigen batterij die het een jaar uithoud.
uiteraard kun je het al gewoon kopen hoor.
maar ach zelf maken heeft ook wel zijn voordelen.
het stroomverbruik is overigens maar heel klein hoor.

[henq Profiel Privébericht]

ik zou een gsm shieldje gebruiken, want dan heb je aan een voeding genoeg.
een RTC module kun je gebruiken om op te starten, en de arduino om weer uit te gaan.(die heeft zijn eigen batterij die het een jaar uithoud.
uiteraard kun je het al gewoon kopen hoor.
maar ach zelf maken heeft ook wel zijn voordelen.
het stroomverbruik is overigens maar heel klein hoor.

Dank voor reactie, Paul.

- Goeie tip van de RTC module, meeste artikelen vermelden "alarm" functie niet, maar daarmee kan je de Arduino uit z'n slaap wekken, las ik. Nuttig.

- Wellicht is stroomverbruik idd zo minimaal dat ik me er minder zorgen om moet gaan maken. Arduino's gebruiken veel minder dan R Pi's , snap ik nu.

- Kant en klaar kopen? Ik heb flink lopen zoeken bij kampeer- en boten-boeren, want daar koop je die 12V solar spullen, maar een remote logger ben ik niet tegengekomen. Wel meters voor aan de wand, naast de laadregelaar, en zelfs met opslag van de logging -maar die moet je dan weer met USB stick of kabel op je laptop uitlezen, dat soort oplossingen. k houd me aanbevolen voor kant-en-klare oplossingen, want alhoewel leuk, kunnen dergelijke zelfbouw projecten ook tijdrovend zijn.

De GSM shield gebruikt overigens bijna 1 Ampère : https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoGSMShield

Power: It is recommended that the board be powered with an external power supply that can provide between 700mA and 1000mA. Powering an Arduino and the GSM shield 2 from a USB connection is not recommended, as USB cannot provide the required current for when the modem is in heavy use.

Die aparte voeding maakt het aan/uitschakelen met de RTC toch wel weer complexer. Want de Arduino mag dan misschien weinig gebruiken, de GSM shield dus wel tegen de 5 watt. (bij actief gebruik, denk ik).

Overigens, hier is nog een discussie uit 2012/2013 over gebruik van een 3G dongle https://www.circuitsathome.com/mcu/inte ... nt-page-1/ (USB shield nodig).

~henq

[nicoverduin Profiel PrivéberichtWebsite]

Zenden is altijd wel relatief duur in energie gebruik. Er is al meer gekeken om die GSM shields in sleep mode te zetten : http://comoyo.github.io/blog/2013/08/09 ... tery_pack/
Daarnaast is er een alternatief in opkomst door gebruik te maken van LoRa. Maar dan moet er wel een gateway aanwezig zijn in de haven (niet ondenkbaar) zie https://www.thethingsnetwork.org/map
Daarmee kun je zeer kleine hoeveelheden data versturen naar elke willekeurige TTN netwerk waarna je het internet op gaat. Gateways op afstanden van 4-5km en zelfs soms tot 20km kunnen het signaal oppikken. TTN is gratis overigens. KPN is samen met andere retail providers bezig om landelijke cq wereld dekking te realiseren. En ik heb begrepen dat men nu ook bezig is om LoRa via Low-orbit satellieten te ondersteunen voor 3 US$ per jaar waarbij je een bericht per dag mag versturen.
LoRa is overigens veel lager in energie verbruik (mA werk en dan alleen als er iets te doen valt).
Maar met een GSM die mogelijk een enkele tientallen mSec in de lucht is en voor de rest gewoon slaapt is je energie verbruik ook te verwaarlozen.

[henq Profiel Privébericht]

Dank voor je reactie , Nico.

Ik wist niet dat het idee van IoT al tot iets tastbaars, TTN, had geleid. Er is zelfs een shield voor https://shop.thethingsnetwork.com/index ... hings-uno/ . Ik duik erin, lijkt mooie oplossing te zijn.

Was ondertussen zelf op nRF24L01 en FRM69 radio low rate technieken gestuit. Ik dacht aan een verbinding van de boot naar havengebouw (450m, niet in line-of-sight) op te zetten twee Arduino's.

Maar TTN lijkt toegspitst juist op dit gebruik, dus hopelijk is het reeel bruikbaar voor mijn toepassing.

Veel interessante ontwikkelingen i.e.g. !

~henq

[Koepel Profiel Privébericht]

Adafruit heeft een aantal LoRa producten, zoals deze : https://www.adafruit.com/products/3078. Die is er ook in 433MHz. Het is een Arduino Leonardo/Micro compatible board met LoRa en met tutorials en libraries.

[nicoverduin Profiel PrivéberichtWebsite]

Dank voor je reactie , Nico.

Ik wist niet dat het idee van IoT al tot iets tastbaars, TTN, had geleid. Er is zelfs een shield voor https://shop.thethingsnetwork.com/index ... hings-uno/ . Ik duik erin, lijkt mooie oplossing te zijn.

Was ondertussen zelf op nRF24L01 en FRM69 radio low rate technieken gestuit. Ik dacht aan een verbinding van de boot naar havengebouw (450m, niet in line-of-sight) op te zetten twee Arduino's.

Maar TTN lijkt toegspitst juist op dit gebruik, dus hopelijk is het reeel bruikbaar voor mijn toepassing.

Veel interessante ontwikkelingen i.e.g. !

~henq

De Things Uno kan een optie zijn. Die werkt in ieder geval zeker. 433Mhz dingen heb je eigenlijk niets aan. Iedereen zit op de de 868 Gateways. Dus zou het zinloos zijn om op 433 te gaan zitten als er geen gateway in de buurt is. Voor de gateways heb je keuzes uit eenvoudige varianten met een Wemos D1, NodeMCU of gewone ESP8266 of een Raspberry. Allen met een 868 LoRa module. Dat worden dan 1 channel gateways wat in de praktijk betekent dat je 7 van de 8 uitzendingen verliest. Dat hoeft overigens geen enkele probleem te zijn als je alleen maar een beetje meetdata verstuurd. Veel mensen hebben wel een of meerdere gateways draaien die op slechts een kanaal werken. Maar er zijn ook zat echte gateways (500 euro en hoger) die wel op alle frequenties luisteren.

Vwb. toepassingsgebied. Over een paar weken zit ik een overleg met enkele imkers en freubelaars over het meten aan bijen kasten. Die dingen staan ook altijd op plekken waar geen stroom is en waarbij de data niet elke seconde hoeft binnen te komen. Of de agrarische sector waarbij grondmetingen gedaan worden over grotere afstanden. Zonnepaneeltje, accu en printje en je bent klaar. En dan aan de andere kant van de wereld de metingen ontvangen.

En als je echt de hoogte in gaat (in dit geval een ballon die tot 12 km hoogte kwam) zijn de ontvangsten tot over 300km afstand gerealiseerd.

Sodaq heeft trouwens ook een bordje maar dan met 32 bits processor.

met nRF24L01s ga je de afstand niet halen (2.4Ghz) zonder iedereen weg te drukken met een krachtig antenne signaal. LoRa is gemaximeerd op 25mW en toch de afstand halen.

[henq Profiel Privébericht]

Nico en Koepel: dank wederom.

Voor mijn toepassing, is dan het makkelijkst dat ik m'n eigen gateway opzet? Wat me nl. nog niet duidelijk is hoe ik op IP niveau kan communiceren (en of dat nodig is).

Of simpel gevraagd: hoe ziet de keten eruit: LoRa device bij zonnepaneel, stuurt data uit, maar dan, langs welke stappen komt die data bij mijn thuis-server?

Link naar overzichtsartikel welkom.

[nicoverduin Profiel PrivéberichtWebsite]

Je kan sowieso het nodige vinden op https://www.thethingsnetwork.org/
De keten is vrij eenvoudig:
Lora node->gateway->TTN application
server thuis->TTN->server thuis.

De gateways sturen allemaal naar dezelfde TTN IP. Echter je kan natuurlijk ook je eigen TTN server maken waardoor de data rechtstreeks bij je thuis komt. Nadeel is dat als je een provider hebt zoals bijv. Ziggo het altijd kan dat je IP veranderd. Door via de TTN te werken, heb je een gemeenschappelijk vast referentie punt zowel voor de gateway als de server thuis.

Wat ik mij wel afvraag, hoe ga je de gateway plaatsen? en van stroom voorzien? Als er daar nog geen GW aanwezig is.?

[henq Profiel Privébericht]

Je kan sowieso het nodige vinden op https://www.thethingsnetwork.org/
..

Wat ik mij wel afvraag, hoe ga je de gateway plaatsen? en van stroom voorzien? Als er daar nog geen GW aanwezig is.?

Nico, dank voor de keten uitleg. Het begint langzaam te dagen.

Ik dacht aan een kleine gateway in het havengebouw/bar, halve kilometer hemelsbreed denk ik. En die dan via wifi het internet opgaat. (met permissie).