ESP32 Sensoren mit Solar / Akku Betrieb

[Eisbaeeer]

So, nächste Stufe. LED entfernt und BME280 in Sleep Modus geschickt. Mal sehen, ob es mehr als 3 Tage werden.

[AndyGR42]

@eisbaeeer Problem gefunden, ist ein Design Fehler in den D1 R32 Boards...

https://github.com/espressif/arduino-esp32/issues/2144

gaurav0190 created this issue in espressif/arduino-esp32

closed Wifi not connected to the esp32 module. #2144

[Eisbaeeer]

@andygr42 Zurückschicken. Das issues ist ja schon uralt.

[AndyGR42]

@eisbaeeer Lohnt nicht. 330 Ohm habe ich im Bestand, das ist ne Sache von 3 Minuten pro Board

[Eisbaeeer]

@andygr42 Ja, hab es dann im Thread gelesen. Schon traurig, dass AZ-Delivery das nicht als Info mitgibt. Die könnten ja wenigstens den Widerstand dazulegen

[Eisbaeeer]

@andygr42 sagte in ESP32 Sensoren mit Solar / Akku Betrieb:

Mich würde es nicht wundern, wenn man die Schaltung schon fast ohne Solarzelle mit gelegentlichem Akkuwechsel betreiben könnte.

Was machen deine Tests?
Ich bekomme morgen die Pegelsonde. Das Solar-Panel ist noch unterwegs. Also 4 Tage konnte ich jetzt locker mit 1 Minute Sendeintervall überbrücken. Ich habe heute mal auf 2 Minuten erweitert. Wenn die Pegelsonde da ist, werde ich mal den Stromverbrauch der Sonde messen. Vor allem wird interessant, ob die Drucksonde eine Zeit zum Einpegeln benötigt oder sofort nach zuschalten der Spannung den richtigen Wert liefert.

[Eisbaeeer]

Quick & dirty
Ich habe mal ein zweites Board mit einem ESP32-C3 an die Pegelsonde angebunden. Die Sonde benötigt ca. 2mA. Nach ein paar Tests hat sich ergeben, dass die Sonde so gut wie keine Zeit braucht, um einen vernünftigen Wert zu liefern. Die Betriebsspannung ist 5V, die Pegelhöhe habe ich mit 3m bestellt und die Ausgabespannung zwischen Null und Max beträgt 3,3V. Der ADC verarbeitet von 0-2V am ESP32. Die Auflösung ist somit noch besser, als bei meiner bisherigen Sonde.

Damit die Sonde den Akku nicht belastet, habe ich einen BC547 verwendet, um die Sonde nur während der Messung mit Spannung zu versorgen. Derzeit teste ich einen Intervall von 2 Minuten. Als Solarzelle verwende ich eine Monokristaline mit 6V 150mA. Der Laderegler spricht ab 4,5V an. Falls das nicht reicht, könnte man auch zwei Module verwenden.

[AndyGR42]

@eisbaeeer Moin. Ich war im Urlaub

[AndyGR42]

@eisbaeeer Moin.

Ich habe jetzt mal die Power LED "deaktiviert" und schaue wie lange eine einzelne Akku Zelle bei einem 15 Minuten Intervall durchhält. Erstmal ohne Sensor, rein eine WiFi Verbindung und MQTT Update.

[AndyGR42]

@Eisbaeeer Läuft nach 48h immer noch, wenn auch ab und an die WiFi Verbindung nicht zustande kommt. Woran das noch liegt kann ich leider noch nicht sagen, erhöht aber durch den dann folgenden Reset eher den Stromverbrauch noch etwas.

P.S.: nach gut 50h war dann wirklich Schluss Aber damit kann man schon mal starten.

[Eisbaeeer]

@andygr42 Verwendest du den 3000mAh Akku? Dann stimmt da was nicht. Ich schaffe mit dem 650mAh Akku mehr als 3 Tage im 2 Minuten Zyklus. Welcher Spannungsregler ist bei deinem Board verbaut? Ich bin gerade bezüglich Ladeschaltung am Testen. Derzeit benötige ich ein 5W Panel mit 6V, um die Ladung sauber hinzubekommen. Ich hatte mit einem 2W Panel angefangen. Eventuell muss ich an der Laderegelung noch arbeiten.

[Eisbaeeer]

Neuer Zwischenstand. Es ist jetzt möglich, den ESP32 in zwei Modi´s zu betreiben. Einmal Batteriebetrieben und einmal im Dauermodus. Umschaltbar über MQTT command. Folgende Settings sind bis jetzt realisiert:

BatteryMode schaltet zwischen "deepSleep" und Dauermodus um
MqttIntervalSeconds definiert die Pause im "Nicht Battery Mode"
SleepTimeSeconds definiert, wie lange der ESP32 im deepSleep schläft
ZistMax ist noch nicht aktiv. Dieser Wert soll dann den Füllstand berechnen

Ich habe vor, den maximalen Füllstand automatisch zu ermitteln. Der Code nimmt immer den high-level-watermark als maximalen Füllstand. Wenn die Zisterne dann das erste Mal voll ist, ist der Sensor kalibriert. Das erspart das kalibrieren.
Hier mal noch einen Screenshot vom Debug des ESP im Dauermodus:

[Eisbaeeer]

Gestern hatte ich wieder Zeit, am Code weiterzuarbeiten. Die automatische Nivilierung funktioniert schon mal. Jetzt muss man also keinen Abgleich mehr durchführen. Lediglich abwarten, bis die Zisterne einmal leer ist und einmal voll ist. Die untere und obere Grenze stellt die Firmware selbst fest und speichert die Werte dann ab. Die Berechnung von linearen (symmetrischen) Tanks ist auch bereits realisiert. Es werden Liter und Prozent des Füllstandes berechnet.

ToDo: liegender Tank: Link Text

[Eisbaeeer]

Die Initiale Version ist jetzt online.
https://github.com/Eisbaeeer/MQTT.PressureProbe.ESP32.Cistern

[schmuh]

@eisbaeeer sagte in ESP32 Sensoren mit Solar / Akku Betrieb:

Die Initiale Version ist jetzt online.
https://github.com/Eisbaeeer/MQTT.PressureProbe.ESP32.Cistern

Hallo @eisbaeeer,

das klingt sehr interessant, besonders dass man unabhängig vom Installationsort ist. Du davon gesprochen, dass es eventuell sogar einen Bausatz geben würde. Hat sich dahin gehend etwas getan, oder gibt es eine Anleitung/Plan für den Nicht-Profi das nachzubauen, evtl. mit einer Stückliste?
Gerne würde ich das auch so umsetzen.

Danke und beste Grüße
Werner

[Eisbaeeer]

@schmuh Hallo Werner. Das ganze hat bei mir schon auf dem Labortisch funktioniert. Ich hätte sozusagen den kompletten Testaufbau hier liegen und würde es auch verkaufen. Einen Bausatz wird es nicht geben, da zu wenig Interesse da war. Schick mir mal eine PN, falls du Interesse hast. Das Gehäuse, Solarmodulhalter, etc. müsstest du dir selbst bauen. Die Software ist schon drauf.
Gruß Lars

[Eisbaeeer]

@schmuh

[RainerL]

Hallo @eisbaeeer , danke für die tolle Lösung die ich jetzt umsetzen will, nachdem mir wegen Hochwasser in der Zysterne der 3. optische ToF Sensor abgesoffen ist.

Ich finde nur keinen lieferbaren 0-3,3 V Sensor. Das müsste doch aber auch mit einem 0-5V funktionieren
https://de.aliexpress.com/item/1005002655746818.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.5.73765c5fWq4ffG&gatewayAdapt=glo2deu
Oder hast Du Deinen Testaufbau noch rumliegen und willst ihn loswerden ?

[Eisbaeeer]

@rainerl
Hallo Rainer
Der Testaufbau ist leider schon weg. Ich hatte den Hersteller über Ali direkt kontaktiert und er hat mir die Sonde mit den Vorgaben produziert und zugesendet. Schreib ihn doch mal direkt an.
Gruß Lars

[RainerL]

@eisbaeeer Hallo Lars,
danke für die schnelle Antwort. Dann mache ich es mit Spannungskonverter und dem Standard 0-20 mA Sensor.
Gruß
Rainer