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ESP32 Sensoren mit Solar / Akku Betrieb

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  • EisbaeeerE 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.

    EisbaeeerE Offline
    EisbaeeerE Offline
    Eisbaeeer
    Developer
    wrote on last edited by Eisbaeeer
    #15

    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.

    Sonde.jpg

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    • EisbaeeerE 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.

      Sonde.jpg

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      AndyGR42
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      #16

      @eisbaeeer Moin. Ich war im Urlaub :)

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      • EisbaeeerE 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.

        Sonde.jpg

        A Offline
        A Offline
        AndyGR42
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        #17

        @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.

        A 1 Reply Last reply
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        • A 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.

          A Offline
          A Offline
          AndyGR42
          wrote on last edited by AndyGR42
          #18

          @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.

          EisbaeeerE 1 Reply Last reply
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          • A 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.

            EisbaeeerE Offline
            EisbaeeerE Offline
            Eisbaeeer
            Developer
            wrote on last edited by Eisbaeeer
            #19

            @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.

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            EisbaeeerE 1 Reply Last reply
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            • EisbaeeerE 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.

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              Eisbaeeer
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              #20

              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:
              9ee5838f-a6b1-4b98-b002-002149a580b1-image.png

              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:
              48e58f9c-921a-4d49-8f88-13e35fd4c3cf-image.png

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              • EisbaeeerE 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:
                9ee5838f-a6b1-4b98-b002-002149a580b1-image.png

                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:
                48e58f9c-921a-4d49-8f88-13e35fd4c3cf-image.png

                EisbaeeerE Offline
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                Developer
                wrote on last edited by Eisbaeeer
                #21

                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

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                • EisbaeeerE Offline
                  EisbaeeerE Offline
                  Eisbaeeer
                  Developer
                  wrote on last edited by
                  #22

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

                  Kein support per PM. Bitte im Forum Fragen stellen!

                  S 1 Reply Last reply
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                  • EisbaeeerE Eisbaeeer

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

                    S Online
                    S Online
                    schmuh
                    wrote on last edited by
                    #23

                    @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

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                    • S 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

                      EisbaeeerE Offline
                      EisbaeeerE Offline
                      Eisbaeeer
                      Developer
                      wrote on last edited by
                      #24

                      @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

                      Kein support per PM. Bitte im Forum Fragen stellen!

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                      • S 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

                        EisbaeeerE Offline
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                        wrote on last edited by
                        #25

                        @schmuh e440ab58-3459-4d37-82f5-691fd14d5452-20230624_202252.jpg
                        cd8cbe80-be08-4797-a443-352b662ee3f3-20230624_202257.jpg

                        Kein support per PM. Bitte im Forum Fragen stellen!

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                        • EisbaeeerE Eisbaeeer

                          @schmuh e440ab58-3459-4d37-82f5-691fd14d5452-20230624_202252.jpg
                          cd8cbe80-be08-4797-a443-352b662ee3f3-20230624_202257.jpg

                          R Offline
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                          RainerL
                          wrote on last edited by
                          #26

                          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 ?

                          EisbaeeerE 1 Reply Last reply
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                          • R 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 ?

                            EisbaeeerE Offline
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                            wrote on last edited by
                            #27

                            @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

                            Kein support per PM. Bitte im Forum Fragen stellen!

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                              @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

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                              RainerL
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                              #28

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

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