Suche Arduino mit WLAN und geringem Stromverbrauch

International Deutsch
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Hallo zusammen !

Ich benötige für ein Projekt einige Dutzend Platinencomputer, die über WLAN
miteinander kommunizieren können und wenig Strom verbrauchen, da sie mit
Akkus betrieben werden sollen.

Meine Anforderungen im Einzelnen:

  • Kommunikation über WLAN untereinander und mit einem zentralen Server muss möglich sein.
  • Stromverbrauch möglichst gering. Mit einer Autobatterie sollte ein Betrieb über mehrere Monate möglich sein.
    Dabei kann sich der Platinencomputer gerne in einen Stromsparmodus versetzen, wenn er nicht gebraucht wird
    und bei Bedarf geweckt werden.
  • Es sollte eine vernünftige Möglichkeit geben, den Platinencomputer an eine Autobatterie anzuschließen:
    Möglichst wenig verlustbehaftete Transformation von 9 bis 15 Volt auf die benötigte Platinenspannung
    mit Überspannungsschutz.
  • Prozessorleistung ist sekundär. Eine Schnittstelle zu einem PC wäre nicht schlecht,
    um die "Firmware" anzupassen.
  • Der Platinencomputer sollte möglichst preiswert sein, da größere Mengen davon angeschafft werden sollen.
  • Optional sollte es möglich sein, die Spannung der Batterie dem Server zu melden, damit man weiß,
    wann die Batterie ausgetauscht werden muss.

Vielen Dank für alle Hinweise !

Jürgen

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Naja bin ja nicht der Arduino Junky aber von dem was du beschreibst, dürfte Nano bzw. Uno dein Fall sein.

Mega und Due brauchen mehr Strom, sind teurer etc.

12V von Autobatterie sollte gehen - hat ja Wandler drauf.

Mit einer großen Autobatterie mit paar Amprestunden sollte es laufen.

W-Lan geht soweit ich weiß über Shield oder Zubehör - müsstest mal googlen.

Spannung lässt sich sicher auch messen und auslesen - gibts Zubehör. Von Strommesser hab ich schon gelesen.

Gruß Fabian

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JuergenS:
Hallo zusammen !

Ich benötige für ein Projekt einige Dutzend Platinencomputer, die über WLAN
miteinander kommunizieren können und wenig Strom verbrauchen, da sie mit
Akkus betrieben werden sollen.

Wie sollen die mit einander kommunizieren? Das einfachste wäre es, alle mittels WLAN-Router in einem Netzwerk einzubinden.

JuergenS:
Stromverbrauch möglichst gering. Mit einer Autobatterie sollte ein Betrieb über mehrere Monate möglich sein.
Dabei kann sich der Platinencomputer gerne in einen Stromsparmodus versetzen, wenn er nicht gebraucht wird
und bei Bedarf geweckt werden.

Das hängt von deiner Anwendung ab und wie du das ganze umsetzt. Die tatsächliche Laufzeit kannst du nur feststellen, wenn du die Leistung für AN und Standby kennst. Da kann man so nur raten.

JuergenS:
Es sollte eine vernünftige Möglichkeit geben, den Platinencomputer an eine Autobatterie anzuschließen:
Möglichst wenig verlustbehaftete Transformation von 9 bis 15 Volt auf die benötigte Platinenspannung

Da wirst du auf Kfz-Batterieklemmen zurückgreifen müssen. Gibts recht preiswert für 2-3€ in der KFZ-Werkstatt. Ob nun Step-Down-Wandler zum Einsatz kommt, hängt wiederum davon ab, wie hoch der Strom im Standby ist, und wie hoch dieser im Betrieb ist. Sollten die Module fast durchgehend aus sein, macht es Sinn, nur einen LowDropRegler zu nehmen. Die zusätzliche Energie, die in Wärme umgesetzt wird, wird durch den geringen Standbystrom wieder herausgeholt.

JuergenS:
Der Platinencomputer sollte möglichst preiswert sein, da größere Mengen davon angeschafft werden sollen.

Günstig wird das ganze keinesfalls. Das hängt ganz davon ab, ob du WLAN Module mit externen Antenne brauchst oder nicht. Ohne ~5€/Platine, ansonsten eher 25+€/Platine.

JuergenS:
Optional sollte es möglich sein, die Spannung der Batterie dem Server zu melden, damit man weiß,
wann die Batterie ausgetauscht werden muss.

Die Spannung messen kann jeder Arduino. Spannungsteiler sollte aber passend ausgelegt werden.

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Vielen Dank für die bisherigen Antworten.

Eine Einbindung über WLAN-Router in einem Netzwerk wäre denkbar.
Ich vergaß zu erwähnen, dass die einzelnen Clients sich auf einem
Gelände von 500 m x 500 m Ausdehnung befinden. Man müsste wohl
einige Repeater einbauen oder eine andere Funktechnik verwenden.

Zum Stromverbrauch: Es würde genügen, jede Sekunde oder alle
fünf Sekunden den Zustand von fünf Fühlern abzufragen. Wenn die
Werte ok sind, passiert nichts, andernfalls muss eine Verbindung
zum zentralen Server aufgenommen werden.

Welche WLAN-Module oder welche andere Funkverbindung kämen
in Frage?

Danke für alle Tipps!

Jürgen

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Es gibt interessante WlanModule die ESP8266 die sind bei ~5$/Stck. Die werden deine Range auch abdecken können siehe hier ESP8266 Rangetest daher denke ich die 500m sollten damit abgedeckt sein (ohne Häuser zwischen) Es gibt Versionen mit externe Antenne die Denke ich sollten funktionieren.
Da diese Module über Serial kommunizieren bietet es sich an die Software fertig auf einem Mega2560 zu entwickeln da mehrere Hardware Serial vorhanden und wenn sie dann läuft den Arduino Pro Mini flashen mit einem ISP Programmer. Dann bleibt die Serielle Schnittstelle frei die man einwandfrei für den ESP8266 nutzen kann.
Der ESP8266 eignet sich nicht große Webinterfaces zu erstellen aber um Daten zu funken allemal. Alles auf einem "großen" Pi hosten und ab dafür. Wenn man dann noch alles auf 3,3V runter bricht dürfte dies auch noch mit einem akzeptabeln Stromverbrauch passieren.
Nur so ein paar Ideen
Gruß
DerDani

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hi,

hab' noch nichts gemacht damit, aber die 8266er sind ja selbst programmierbare prozessoren. da brauchst Du eigentlich keinen arduino mehr, denke ich.

gruß stefan

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Während des Funkbetriebs brauchen die WLAN Module schon recht viel Strom. Du musst eines nehmen das du kontrolliert in einen Standby Modus versetzen kannst.

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hi,

geht mit dem 8266. stromverbrauch runter bis 10µA.

https://www.mikrocontroller.net/articles/ESP8266#Power-.2FSleep-Modes

gruß stefan

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Vielen Dank für den Hinweis auf den ESP8266 und dessen Programmierbarkeit.

Ich hätte dazu ein paar Fragen, über deren Beantwortung ich mich freuen würde.

  • Welche Module (Platinen) mit dem ESP8266 kann man empfehlen?
  • Wieviele Eingänge für Fühler etc. haben der ESP8266 bzw. die Module?
  • Hat der ESP8266 einen Timer?
  • Kann man die diversen Schlaf- bzw. Stromsparzustände auch durch die
    externen Eingänge beenden?
  • Wo finde ich Infos zu den oben angeschnittenen Fragen?
    Danke für alle Tipps!

Jürgen

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hi,

wie gesagt, hab' mich mit den dingern nicht beschäftigt.
viele infos bekommst Du auf der von mir oben verlinkten seite. da ist von timern die rede und auch davon, daß man den schlafmodus durch externe signale beenden kann.

ich hab' so nebenbei folgende infos mitbekommen:

es gibt ein dutzend verschiedene typen von platinen mit dem chip, die sich durch die anzahl der herausgeführten pins unterscheiden.
und man kann den chip mit der arduino-IDE programmieren.

gruß stefan

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Hi,

ich habe schon mehere von den süßen Dingern laufen.
Es ist sehr komfortabel das ganze mit der IDE programmieren, hier ein gut erklärter Einstieg (Link).

Aber immer daran denken 3,3V !!!

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@all: Welche Boards für den ESP8266 empfiehlt Ihr denn?
Insbesondere: Wie ist das ESP-ADC DIL18 Modul mit ESP8266EX von In-Circuit?
Braucht man solche teuren Antennenkabel, Antennen und USB-UART-Adapter,
wie von In-Circuit angeboten oder gibt es günstigere, bessere Alternativen?

Ich hätte gerne mehr als 4 Dateneingänge.

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ESP8266-201
Auch wenn man da evtl. etwas löten muss um die Antenne in Betrieb nehmen zu können.

Zum Programmieren kannst du eigentlich jeden USB UART Adapter nehmen, welchen die Chinesen anbieten, wenn er denn 3,3V Pegel liefert.

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Nochmal zur Spannungsversorgung.

Nachdem was so im Internet steht, ziehen die ESP8266-Module
maximal 800mA für Millisekunden.

Ich habe daher nach verschiedenen Spannungsreglern geschaut:

  • µa 7805 (step down) 0,27 €
  • LM 2575 (step down) 1,15 €
  • LM 1117 (low drop) 1,10 €
    Ich habe eine Ausgangsspannung von 9 - 15 V.

Was würdet Ihr empfehlen? Welche Lösung hat die geringste Verlustleistung
im "Ruhemodus" (< 1 mA)? Welche ist am zuverlässigsten? Bei welcher Lösung
sind die Gesamtkosten der Spannungsversorgung am geringsten? Wahrscheinlich
benötige ich 3,3 V und 5 V wegen diverser Sensoren.

Vielen Dank für alle Hinweise !

Jürgen

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hi,

das kommt darauf an, ob Du batterien möglichst selten wechseln willst oder im gegenteil sowieso eine 230V-anbindung hast und nur strom sparen willst.
bei Dir sind es batterien, also wenig stromverbrauch.
dann solltest Du keine spannungsregler nehmen, die verjuxen die leistung in wärme, erbarmungslos. wenn Du also 12V auf 3,3V runterbrichst, verbrätst Du schon 80% der amperestunden in wärme.
da sind spannungswandler besser, die haben einen wirkungsgrad von 80% (kommt auch immer auf drauf an, wieviel Du entnimmst). die kosten aber auch ein einige euro pro stück.

möglich wäre eine kombi aus spannungswandler 12V auf 5V und ein spannungsregler 5V auf 3,3V. dann verlierst Du nicht soviel, wenn Du beide spannungen brauchst.

sehr günstig (eigentlich seltsam bei conrad) sind diese:
http://www.conrad.de/ce/de/product/157954/DCDC-Wandler-Print-Recom-International-R-78E50-05-24-VDC-5-VDC-500-mA-Anzahl-Ausgaenge-1-x?ref=searchDetail

die LM1117 für 3,3V sind billiger als in Deiner liste, hab' unlängst bei conrad welche um 25Cent gekauft.

gruß stefan

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... dann solltest Du keine spannungsregler nehmen, die verjuxen die leistung in wärme, erbarmungslos. wenn Du also 12V auf 3,3V runterbrichst, verbrätst Du schon 80% der amperestunden in wärme.
da sind spannungswandler besser, die haben einen wirkungsgrad von 80% ...

Nicht unbedingt!
Schaltwandler haben meist einen höheren Eigenbedarf.
Eine höhere Leerlaufstromaufnahme.

Da muss man mal ganz genau rechnen....

Bei einem hohen Schlafanteil, kann ein Längsregler sparsamer sein.
8) Was er unter Last verplempert, holt er im Schlaf wieder rein. 8)
(wenn ich das men auch könnte)

Ich setze oft die KIS 33R3 ein.
Allerdings kein Batteriebetreib.

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hi,

auch wieder wahr. da ist ja einiges zu beachten.

gruß stefan

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Eventuell käme für mich der Recom International R-785.0-1.0 in Frage, da das ESP8266-Modul
kurzfristig bis zu 800 mA benötigt, falls man das nicht mit einem Kondensator abfangen kann.

Den KIS 33R3 kann ich nirgendwo finden.

Edit: Es muss KIS 3R33 heißen.

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JuergenS:
Eventuell käme für mich der Recom International R-785.0-1.0 in Frage, da das ESP8266-Modul
kurzfristig bis zu 800 mA benötigt, falls man das nicht mit einem Kondensator abfangen kann.

Den KIS 33R3 kann ich nirgendwo finden.

Sorry, 3R33 ...

Beispiel bei Ebay: 270762820456
10 Stück, zum Preis von einem R-785.0-1.0

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Wenn man diesem Datenblatt Glauben schenkt, hat der MP2307
einen "Supply Current" von mindestens 1,3 mA.

Der R-783.3-1.0 hat sogar 5 mA Ruhestrom.

Der LF 33 CV dagegen nur 0,5 mA (klick).

Nach meinen überschlägigen Berechnungen verbrät die Stromversorgung
selbst mit dem LF 33 CV ca. 60 % der Energie.

Meine Anforderung wäre daher:

Low Drop Regulator mit

Eingangsspannung 9 - 15 Volt
Ausgangsspannung 3,3 Volt
Ruhestrom (Quiescent Current) < 0,5 mA

Zum ESP8266 hätte ich noch eine Frage:

Kann man die diversen Schlafmodi dadurch beenden, dass man
3,3 Volt an irgendeinen PIN legt ?