Diaľkové monitorovanie 12V batérie
Pre farmárov, chovateľov dobytka, poľnohospodárstvo a priemysel
Batmonitor: Riešenie monitorovania napätia batérie
Batmonitor pozostáva z kombinácie párových LoRa zariadení a dashboardu - web aplikácie. LoRa vysielač vykonáva meranie napätia batérie v pravidelnom intervale 10 minút (štandardne 12V batéria - trakčná / autobatéria). Tieto údaje sa prenášajú prostredníctvom technológie LoRa v pásme 433 alebo 868 MHz. Prijímač po prijatí dát vykoná prenos skrz WiFi pre zápis dát do databázy web aplikácie Batmonitor.
Webové rozhranie Batmonitoru má jednoduchý responzívny dizajn, vhodný pre počítače alebo smartfóny. Poskytuje aktuálne a historické informácie o napätí batérie, vrátane technických údajov o signále (RSSI, SNR, odchýlka frekvencie). Tieto údaje je možné zobraziť v grafickej vizualizácii čiarovými grafmi (ApexCharts) pre rôzne časové obdobia. Vo webovom rozhraní je zahrnutá aktuálna LoRa konfigurácia, čo poskytuje dokumentáciu pre budúce rozširovanie systému, či testovanie v súkromnej sieti LoRa.
Príklady použitia
Ideálne pre monitorovanie napätia batérie v aplikáciách elektrických oplotkov, UPS, ostrovných inštaláciách. Vhodné aj pre rozšírenie o ďalšie IoT senzory, doplnkovú funkcionalitu, či samostatnú aplikáciu, pričom je možné implementovať viacero vysielačov a jedne prijímač, ktorý funguje ako "brána". V závislosti od prostredia je dosah Batmonitor LoRa systému niekoľko stoviek metrov až jednotky kilometrov.
Podporované pásma
Podporované frekvenčné pásmo LoRa závisí od použitého LoRa modulu a regiónu. V Európe je zvyčajne k dispozícii pásmo 868 a 433 MHz. Pre Kanadu 915 MHz, pre Áziu 923 MHz, v niektorých regiónoch aj 433 MHz. Pre pásmo 433 MHz je možné použiť modul SX1278 (RA-02), ktorý je dodávaný aj s konektorom u.FL. Pre kombinované pásma 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz a 923 MHz odporúčam použiť SX1276, ktorý pokrýva všetky tieto pásma. Mduly s SX1276, napr. RFM95, bohužiaľ nemajú konektor u.FL pre pripojenie externej antény, drôtová anténa musí byť prispájkovaná priamo na pin.
Vysielač a prijímač
Vysielač a prijímač sú založené na open-source mikrokontroléri ESP32 (Lolin32) a LoRa module RA-02 (Semtech SX1278). Sú osadené na DPS 433_LoRa_Lolin32 z produkcie Your-IoT. Obe sú zariadenia sú programovo optimalizované pre režim nízkej spotreby. Vysielač pracuje v režime hlbokého spánku a je prebudený časovačom RTC pri plánovanom meraní a prenose dát skrz LoRa. Prijímač pracuje v režime ľahkého spánku a je prebudený externým zdrojom - signálom HIGH z prerušenia DIO0 na module RA-02 pri prijatí LoRa paketu. Vysielač má extra vodiče s rezistormi, ktoré sú pripojené k svorkám 12V batérie. Obe zariadenia majú krabičku s rozmermi 100x100 mm so solárnym panelom, lítiovú batériou a 3 dBi LoRa anténou. Nabíjací obvod je priamo súčasťou dosky Lolin32.
Iné platformy
Systém Batmonitor je možné prispôsobiť na mieru. Štandardne je dodávaný s webovým rozhraním, ktoré si musíte hostovať lokálne alebo prostredníctvom webhostingu. V prípade, že Batmonitor nechcete hostovať, je možné vytvoriť riešenie pomocou IoT platformy tretej strany, ako napríklad: Blynk, ThingsBoard, Ubidots alebo ThingSpeak atď. Na týchto platformách môžete podľa svojich preferencií využívať bezplatné alebo predplatené programy.
Dostupný
Self-hosted
Grafy na stiahnutie
Open source HW
Responzívne
Viacjazyčná podpora
White labeling
Podpora a spätná väzba
Detaily
Hlavná stránka
Aktuálne dáta napätia batérie
Hlavná stránka Batmonitora zobrazuje úroveň napätia batérie v reálnom čase vrátane grafického zobrazenia napätia batérie za posledných 24 hodín a posledných 10 záznamov napätia vrátane informácií o kvalite signálu v tabuľkovom prevedení. Môžete si vybrať ľubovoľné časové obdobie v rámci grafu a stiahnuť si ho vo formáte .csv alebo .png pre ďalšiu vizualizáciu, či vlastnú analýzu skrz iný softvér.
Týždňové záznamy
Záznam dát za posledných 7 dné
Stránka s týždennou históriou poskytuje vizualizáciu úrovne nabitia batérie v priebehu 7 dní v podobe čiarového grafu. Ak má 12V batéria vlastný solárny regulátor, ktorý ju nabíja, môžete v grafe vidieť aj toto napätie, prípadne len klesajúcu tendenciu, ak nemá nabíjací obvod. Na základe záznamov môžete vidieť, v ktorý deň bolo na vašom poli slnečno alebo daždivo.
Konfigurácia
Prehľad LoRa nastavení riešenia
Konfiguračná stránka umožňuje používateľom zobraziť aktuálne nastavenie siete LoRa vrátane frekvencie, šírky pásma, spreading faktoru, režimu CRC, kódovacieho pomeru alebo sync wordu, ktoré sa používa na filtrovanie akejkoľvek inej prevádzky v rámci frekvencie. Tieto informácie sú užitočné pre budúce aktualizácie v rámci systému a rozširovanie siete LoRa senzorovej.
E-mailová notifikácia
Upozornenie na nízke napätie batérie
Batmonitor zasiela e-mailové upozornenie ihneď, ako zaznamená nižšie napätie batérie ako 11V. Toto upozornenie sa odosiela raz za 6 hodín, aby vás často nerušilo. Toto upozornenie je včasné, čo poskytuje dostatok času na fyzickú kontrolu batérie skôr, ako sa vybije na nebezpečné hodnoty pod 10,5 V, čo by mohlo viesť k sulfatácii.
Galéria
Frequently Asked Questions
The most asked question answered below
Potrebujem webhosting na spustenie Batmonitora na mojom vlastnom serveri?
Áno, na spustenie Batmonitora budete potrebovať buď lokálny, alebo internetový webhosting. Na spustenie PHP skriptov pre Batmonitor musí byť na vašom serveri nainštalovaný Apache (HTTPD) alebo NGINX a databázový systém MariaDB / MySQL (odporúča sa phpMyAdmin).
Je ťažké nakonfigurovať webovú aplikáciu pre Batmonitor?
Konfigurácia webovej aplikácie pre Batmonitor je jednoduchá vďaka návodu krok za krokom vo formáte PDF. Návod obsahuje aj informácie ohľadom importu súboru .sql do MySQL a konfiguráciu súboru connect.php s vašimi prihlasovacími údajmi k databáze.
Aká je spotreba hardvéru?
Keďže používame dostupný hardvér, ktorý je lacný, spotreba prúdu je vyššia. Je to z dôvodu, že Lolin32 je vývojový kit a má trvale napájané niektoré časti, ako LED diódy a USB-UART prevodník a to aj v režime hlbokého spánku. Vysielač má štandardne spotrebu prúdu okolo 1,95 mA a prijímač okolo 13 mA kvôli modulu LoRa v režime konštantného prijímania dát. Keďže zariadenia majú solárny panel, ktorý denne dobíja batériu, nie je problém kompenzovať túto spotrebu prúdu počas dňa. Prijímač je schopný fungovať viac ako 6 dní bez dobíjania batérie (2000 mAh).
Je možné znížiť spotrebu prúdu?
Áno, je tu možnosť zakúpenia iného hardvéru, ktorý je drahší. Your-IoT (@martinius96) má dosku plošných spojov XIAO_LoRa, ktorá vám umožňuje používať dosku XIAO (ESP32-C6, ESP32-C3, nRF52840, RP2040, MG24 atď.) so spotrebou prúdu v rozsahu od 2 do 90 μA. Táto doska má integrované rezistory priamo na sebe a konektor na pripojenie vodičov z batériových svoriek. Táto doska plošných spojov je tiež menšia v porovnaní so súčasnou (lacnejšou).
Aké jazykové mutácie ponúka rozhranie Batmonitor?
Batmonitor ponúka vo svojom webovom rozhraní slovenský alebo anglický jazyk.
Je možné dáta z Batmonitoru previesť do iného systému?
Áno, Batmonitor poskytuje výstup JSON, ktorý je prístupný prostredníctvom GET požiadavky, čo umožňuje získať dáta vrátane časových značiek.
Ako sa nadväzuje komunikácia medzi serverom a prijímačom LoRa?
Uzol LoRa komunikuje s Batmonitorom pomocou protokolu HTTPS. Spúšťačom pre túto akciu je, keď prijímač LoRa prijme údaje o napätí batérie (štandardne raz za 10 minút), pripojí sa k prednastavenej WiFi a vykoná požiadavku HTTPS POST. Dáta sa zapisujú do databázy prostredníctvom súboru PHP, na ktorý sa požiadavka vykoná.
Sú prenášané dáta skrz LoRa šifrované?
Dáta nie sú šifrované. Nie je to potrebné vzhľadom na to, že sa neprenášajú citlivé údaje. Šifrovanie je možné implementovať. Šifrovanie však predĺži celkový uptime zariadenia a úmerne skráti výdrž batérie.
Ako vysielač vykonáva meranie?
Vysielač má delič napätia, štandardne s pomerom 1:5,7 pre porkytie rozsahu 0 až 15V. Na vstupe deliča napätia je trvalé napätie batérie a na jeho výstupe je napätie znížené pre bezpečný rozsah ESP32. ESP32 prečíta hodnotu ADC, potom ju prevedie na milivolty a tiež vypočíta pôvodnú (vstupnú) hodnotu napätia batérie. Táto hodnota sa vysiela cez LoRa.
