Удаленный мониторинг ульев-ловушек по GSM

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

Добрый день!

Опишу задачу: для поимки пчел в удаленном месте на дереве вешается ловушка пчел. В период роения они нет-нет да заглядывают в приглянувшиеся им ловушки. Задача состоит в том, чтобы определить, залетели ли они в ловушку или нет, дабы не объезжать все ловушки.

Предположительное решение выглядит так: ардуина меряет температуру и влажность внутри и снаружи ловушки. Эти данные с определенной периодичностью отправляются в виде СМС на телефон ловушечнику. Получив данные, видя, что разница между улицей изменилась (например, вчера разница была 3 градуса, а сегодня 13, да и влажность изменилась), ловушечник определяет, что в ловушке есть пчелы и их надо забирать.

Реализация предполагается следующая: ардуина 4 раза в день просыпается, включает реле и запитывает датчики и GSM-модуль, собирает данные с модулей (18B20 снаружи и DHT11 внутри - это те, что у меня были в наличии), затем передает эту информацию в виде СМС, отключает питание датчиков и модема и засыпает по внутреннему таймеру.

С одной стороны, хочется надежное решение, с другой стороны - без лишнего усложнения. Схему прикладываю. Можете внести пожелания/предложения/критику схемы?

P.S. у наны выпаян светодиод индикации питания и CH340, в режиме сна она потребляет около 6 мкА. Предполагаемое время автономной работы - хотя бы месяц.Схема реализации

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Есть мнение, что реле при работе махом сожрут всю микроамперную экономию.

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

Интервалы включения предполагаются не чаще 1 раза в 6 часов на время не более 40 секунд. Да, в это время обмотка реле будет кушать милиампер 100, но в остальное время она будет бездействовать

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

justMike - подключать датчики через реле - это абсолютно неэффективное решение.

Если датчики при работе потребляют менее 40 мА(а ваши датчики явно меньше) - их можно питать через цифровой пин ардуины, используя его как VCC для датчиков. Подали на пин HIGH - на датчике 5в. подали LOW - датчик выключился.

Для более серьезных потребителей используйте транзисторный ключ.

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Как насчёт https://kropochev.com/downloads/humidity/AM2301.pdf - уличное исполнение (всяко получше DHT11) и потребление 500мкА по даташиту? Запитаете с ноги прямо и никаких релюшек. Может и DS-ку можно так же приструнить.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

justMike пишет:

Интервалы включения предполагаются не чаще 1 раза в 6 часов на время не более 40 секунд. Да, в это время обмотка реле будет кушать милиампер 100, но в остальное время она будет бездействовать

вы бы взяли калькулятор и посчитали.

Итак, берем исходные условия -   раз в 6 часов включается реле с током 100 мА на 40 сек. Смысл установки реле - чтобы датчик температуры не работал все эти 6 часов, верно?

Согласно даташиту, холостой ток датчика Ds18B20 = 1 мкА

Считаем:

1. Реле с током 100 мА за 40 сек потребит:

100 мА * 40 сек = 4000 мА*сек

2. DS18B20 за 6 часов потребит:

0.001 мА * (3600 сек* 6) = 21.6 мА * сек

 

Вывод - вообще не выключать датчик будет в 200 раз выгоднее, чем выключать его с помощью реле.

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

b707, спасибо, хорошая идея, попробую. Ток действительно явно меньше 40 мА. Замерю, если будет возможность. Я планирую при удачной реализации на реле в следующей итерации перейти на транзисторный ключ. Пока у меня нет транзистора и есть реле :)

 sadman41, спасибо за совет по датчику. Закажу при случае, в следующей реализации поставлю такие и внутрь, и на улицу под крышку ловушки. 

Модем при поиске сети потребляет до 200 мА, поэтому я его коммутирую реле. С транзистором поупражняюсь позже. Всем спасибо за комментарии!

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

justMike пишет:

 Пока у меня нет транзистора и есть реле :)

транзистор есть в модуле реле :) Выпаяйте оттуда собственно реле и впаяйте на его место контакт питания для GSM модема - будет модем с управляемым питанием

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

Да уж. Реле - это прелесть! Питать датчики "с ноги". Ничего не выпаивать, что за вандализм? - а использовать мини или вообще голый контроллер. Часики добавить - вообще правильно получится. Питать от Лития без повышайки,  тогда и GSM нормально пристроится. Про DH11 только не помню, можно ли его так питать.

sadman41
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2016

Если у DHT проводок до 30см (если правильно помню), то он от 3,3В нормально работает. Если длиннее линия - начинаются периодические проблемы с выдачей прогноза на поверхности Марса.

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

Там вроде оптрон, управляющий... А, да, транзистором :) Но пока это мелковато для меня, с пайкой SMD я еще не сталкивался. Реле нужно в первую очередь для модема, датчики я действительно пересажу на ногу ардуины.

Я до конца не уверен, будет ли от батарейки работать модем (заявленное напряжение работы - от 3.7 до 4.2 вольта), ардуино (при экспериментах она работала при напряжении на вход 5V вплоть до 3.3 вольта) и модуль реле (при напряжении 3.3 вольта уже слышен дребезг при включении, но все же подхватывается). Предполагается питание 3 щелочными батарейками АА. Буду пробовать, а время покажет!

ua6em
ua6em аватар
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2016

а почему не по жужжанию?

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

justMike пишет:

 Предполагается питание 3 щелочными батарейками АА. Буду пробовать, а время покажет!

Забудь ты эту глупость! 18650 1 штука. От 3.7 до 4.2. Модем как раз на нее и расчитан. У тебя ларьков с батарейками рядом нет? Ты в алтайских степях живешь?

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

Изначально думал по 3 направлениям: движение (датчик движения у летка), по шуму (использовать микрофон), и, собственно, температура-влажность. Движение я отмел из-за необходимости более-менее точной установки, а срабатывание на микрофон - непонятно, как калибровать, ведь шум может быть просто от ветра, а различать тональности звука я еще не умею. С температурой мне показалось все проще - некритично к размещению и калибровке, а поскольку пчелы создают свой микроклимат с температурой и влажностью, то на это и был сделан упор. Теоретически даже датчика снаружи не требуется - все должно быть видно по изменению параметров температуры и влажности внутри ловушки, но на всякий случай, решил добавить и температуру наружного воздуха.

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

18650 есть, и двойной держатель под них. Попробую запараллелить и подключить. Стоит ли добавить в схему измерение напряжения аккумуляторов/батареек?

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

justMike пишет:

18650 есть, и двойной держатель под них. Попробую запараллелить и подключить. Стоит ли добавить в схему измерение напряжения аккумуляторов/батареек?

прочти тут на форуме про измерение своего напряжения питания. Если сейчас я в архиве найду - то положу код сюда. Контроллер сам может это делать, без дополнительных элементов. В СМС конечно нужно добавить.

Вот функция возврящающая напряжения питания контроллера. Очень старая. Можно вызвать несколько раз и усреднить, если есть желание. ;)) Можно ADC читать атомарно. Не то, что вот-прям-обязательно, но полезно добавить.

float getVcc(void)
{
  float V=0;
  
  for (byte i = 0; i < 2; i++)
  { //do 2 times first isnt good
  ADMUX = 0B01001110; //refs=ext;Adjust=r;mux=1.1;
  delayMicroseconds(120);
  ADCSRA = B11000111; //enbl, start, no trig, no int, div=128
  while (ADCSRA & (1 << ADSC)); //wait for conv
  V= ADC;
  }
  return (1126.0f/V);
  
}

 

justMike
Offline
Зарегистрирован: 05.11.2014

По поводу измерения вопрос: наиболее показательно измерение напряжения будет в режиме большего потребления, я правильно понимаю? Или такие величины, как 300 мА никак не повлияют на просадку напряжения и напряжение можно будет мерить в любой момент времени, когда контроллер не спит?

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

ну ты все равно измерения делаешь перед отправкой СМС? Все потребители включены, SIM800 сеть нашел, аккум - "прогрет" ;)). Так что не нужно заморачиваться ерундой. Лучше про антенны к SIM800 (или что ты используешь) не забудь. Без них прием слабый.

leks
Offline
Зарегистрирован: 22.10.2017

justMike пишет:

Изначально думал по 3 направлениям: движение (датчик движения у летка), по шуму (использовать микрофон), и, собственно, температура-влажность. Движение я отмел из-за необходимости более-менее точной установки, а срабатывание на микрофон - непонятно, как калибровать, ведь шум может быть просто от ветра, а различать тональности звука я еще не умею. С температурой мне показалось все проще - некритично к размещению и калибровке, а поскольку пчелы создают свой микроклимат с температурой и влажностью, то на это и был сделан упор. Теоретически даже датчика снаружи не требуется - все должно быть видно по изменению параметров температуры и влажности внутри ловушки, но на всякий случай, решил добавить и температуру наружного воздуха.

А оптический, в леток - не вариант?

С братом как то давно ставили ловушки просто в кипрей, на землю, через две дровины. Рои шли не хуже чем на деревья.