Jak na bezdrátové čidlo chvění

[sima]

Rád bych si k měření chvění průmyslové převodovky udělal několik bezdrátových čidel. Viděl jsem drátový systém založený na Arduinu, čidla s magnetickým držákem připojená pomocí USB kabelů do hubu, měření pomocí gyroskopických čidel.
Přemýšlím, jakým směrem se vrhnout - měření by měla být relativně častá, resp. čím častější, tím lepší. Představa je cca 1 za minutu nebo častěji. Dosah čidel k "hubu" kolem 3-5 m, pokud bude více, tak se bránit nebudu Baterie čidel by měla vydržet nějakou "normální" dobu, určitě ne méně, než měsíc... Myslím si, že založit to na ESP32 (se kterým jsem několik projektů už dělal) není vzhledem ke spotřebě vhodné... Co byste navrhovali?

[samec]

A ako si predstavuješ nepretržitý bezdrôtový prenos s malou spotrebou? To nie je ako dva-krát do roka odčítať bezdrôtovo stav vodomoru.

[martinkopp]

Když tam dá baterii z traktora, měsíc vydrží

[Dekker]

tak jsou čidla co měří třeba každých 15 vteřin, ale bezdrátově komunikují jen jednou za 10 minut .

[Dumitru]

Použi RF k odosielaní dát z čidiel + nejaký mcu čo ma spi rozhranie , ak by ty stačili 6ks na 1 kanál tak kľudne aj NRF24L01.

Raz za minútu nie je až tak hrozne.

a pomocú ESP len prijmaj dáta a odosielaj ich na server.

[Valdano]

Myslím si, že založit to na ESP32 (se kterým jsem několik projektů už dělal) není vzhledem ke spotřebě vhodné...

Při použití ESP32 je potřeba se naučit pracovat s režimem hlubokého spánku a pak se dá ušetřit spousta energie.

Program je potřeba koncipovat tak, že většinu času bude ESP32 v režimu hlubokého spánku s minimálním odběrem v řádu uA. Jednou za minutu se probudí aktivuje napájení pro senzory, poté načte stav senzorů, odešle data přes BLE (vše během několika sekund) a hned poté zas přejde do režimu hlubokého spánku.

Pro kratší dosah komunikace je vhodné neplýtvat energií komunikací přes Wifi. Použít komunikaci přes BLE s kratším dosahem což zajistí menší spotřebu za provozu.

Použít se dá třeba ESP-WROOM-32 (spotřeba v režimu hlubokého spánku jen cca 2,5uA) nebo micro ESP32 (spotřeba v režimu hlubokého spánku jen cca 16uA). Komunikace přes Bluetooth Low Energy (BLE). K tomu připojit ideálně I2C čidla také s nízkou spotřebou. Na jedné lince I2C jich lze paralelně připojit třeba i 10 a více.

[sima]

Myslím si, že založit to na ESP32 (se kterým jsem několik projektů už dělal) není vzhledem ke spotřebě vhodné...

Při použití ESP32 je potřeba se naučit pracovat s režimem hlubokého spánku a pak se dá ušetřit spousta energie.

Program je potřeba koncipovat tak, že většinu času bude ESP32 v režimu hlubokého spánku s minimálním odběrem v řádu uA. Jednou za minutu se probudí aktivuje napájení pro senzory, poté načte stav senzorů, odešle data přes BLE (vše během několika sekund) a hned poté zas přejde do režimu hlubokého spánku.

Pro kratší dosah komunikace je vhodné neplýtvat energií komunikací přes Wifi. Použít komunikaci přes BLE s kratším dosahem což zajistí menší spotřebu za provozu.

Použít se dá třeba ESP-WROOM-32 (spotřeba v režimu hlubokého spánku jen cca 2,5uA) nebo micro ESP32 (spotřeba v režimu hlubokého spánku jen cca 16uA). Komunikace přes Bluetooth Low Energy (BLE). K tomu připojit ideálně I2C čidla také s nízkou spotřebou. Na jedné lince I2C jich lze paralelně připojit třeba i 10 a více.

Diky za konstruktivni odpověď. Díval jsem se, co je k dispozici a volba by byla BLE nebo LoRa. Přišlo mi, že spotřeba je snad skoro stejná, ale LoRa má dosah podstatně vyšší... K LoRa jem potom našel boardy jako LoRa32u4, takže to ještě zvážím.

Ohledně snímání chvění - je lepší připjit nějaké čidlo na základě piezo nebo mají už některé čipy vestavěný "gyroskop", který by bylo možné použít? Chvění si lze představit jako na běžícím asynchronním motoru...

[Valdano]

V názvu tématu je zmíněno chvění tj. otřesy. Na měření otřesů stačí akcelerometr. Gyroskop se používá spíš pro měření náklonu/rotace v osách X,Y,Z vůči zemi.

Zde je modul, který obsahuje obojí tj. 3osý akcelerometr i gyroskop integrovaný v čipu MPU-6050 včetně komunikačního rozhraní I2C.

Vestavěný MEMS senzor akcelerometru měří zrychlení a funguje na základě principu piezoelektrického efektu.
Vestavěný MEMS senzor gyroskopu zůstane vždy rovnoběžný s počátečním směrem kvůli gyroskopickému účinku.

Čip MPU-6050 obsahuje navíc i DMP (Digital Motion Processor), který zjednodušuje práci s daty, protože v reálném čase sbírá data z vestavěného akcelerometru i gyroskopu a poskytuje přímo důležité hodnoty.

Primárně bude stačit na měření chvění/otřesů využít z toho jen data akcelerometru, ale můžete zkusit využít i data gyroskopu. Inspirovat se můžete podle tohoto jednoduchého příkladu i když je primárně určen pro Arduino.

Zde je datasheet k čipu MPU-6050 a zde je popis Optimalizace výkonu s MPU-6050: Nastavení, kalibrace a aplikace.

Zde je popis různých typů samostatných akcelerometrů.