BOB-Platine für FiPy

[clemens]

Die Platine passt – wie im Bild oben – auch mit stackable headers unten in das wasserdichte PyCom-Gehäuse. D.h. man kann die Platine ohne das PyCom-Gehäuse auch auf ein Expansion-Board stecken, und mit angeschlossenen Sensoren debuggen.

Für den Produktivbetrieb im PyCom-Gehäuse bietet es sich an normale header (mit kurzen eingelöteten Beinchen) zu nehmen, dann hat man noch mehr Platz für den LiPo und ggf. die Kabel im Gehäuse.

Weiter ist das board für den Einsatz mit einer Solarzelle vorbereitet. Das rote breakout hat einen CN3065 Laderegler.

[didilamken]

Nach der Skype-Konferenz mit @clemens und @Diren, @tox, @Hermann habe ich meine Platine angepasst an @clemens Entwurf:

• digitaler Anschluss für HX711 , benutzte Pins
  
• Anschlüsse in 3,5 mm Raster für Schraubklemmen oder Lötbuchsen/Schraubstecker mit 1,2mm Loch
• passend für Gehäuse Spelsberg TK PS 1309-6-tm
• Pinbelegung für Sensoren
  
  Damit sollten die Boards softwarekompatibel sein.
  Die Sensor-Anschlussreihenfolge habe ich für den DS18B20 aus @caro 's Doku und für den BME280 vom Breakout-Board übernommen.
  
  
  
  
  Die Dateien:
  BOB-HAT-V4.fzz (63,3 KB)
  BOB-HAT-V4-Material.pdf (79,0 KB)
  Könnt Ihr auf Fehler achten, damit wir im Workshop am 9.5. gut arbeiten können?

[clemens]

Lieber Didi, danke für die überarbeitung! Die Version braucht aber immer noch das Expansion Board zwingend und der FiPy sitzt noch unten auf den Expansion Board, oder? Zumindest issue das auf der Abbildung so. Habe gerade keinen Rechner mit fritzing hier, habe nicht in die fzz-Datei geschaut.

Gut finde ich, dass die einzelnen Pins der klemmen nun auch beschriftet sind. Vielleicht macht es Sinn 3V3 und GND immer an der gleichen Stelle zu haben? .

[clemens]

Neues von der Lieferung aus China! Nochmal mit der Zoll-Abteilung von DHL express telefoniert und Seeed Fusion per Mail kontaktiert. Nun hat sich laut tracking was getan!

Verzollung abgeschlossen in SHENZHEN - CHINA, PEOPLES REPUBLIC

Dann ging es nach Hong Kong, auch da ist die Verzollung abgeschlossen.

Verlässt DHL-Niederlassung HONG KONG

Ich hoffe die Sendung ist dann in der Osterwoche hier und es passt noch mit zusammenlöten bis zum Workshop!

[edit] das schaut sehr gut aus!

Arrived at Sort Facility LEIPZIG - GERMANY

[didilamken]

Überlegungen zur Solar-Strom-Versorung

Der FiPy verbraucht im laufenden Betrieb 0.8 W bis 1.0 W je nach dem ob WLAN oder das OLED-Display aktiviert sind.

Verbraucht er 1 W, sind das im Jahr 24 x 365 = 8760 Wh = 8.76 kWh. Bei einem Preis von 0.30€ pro kWh sind das 2,63 € pro Jahr. Nun hat man bei der Bienenbeute nicht immer eine Steckdose und möchte die Stromversorgung auf Solar umstellen.

Dazu vergleiche ich mit meiner PV-Anlage, die mich seit 1998 mit Strom versorgt:

Ein Bild davon unter http://solarserver.hs-bremen.de/

Die installierte Spitzenlast ist 1540 kWpeak, sie ist aber nicht optimal ausgerichtet und erzeugt daher maximal 1300 W ( im Juni mittags bei sehr gutem Sonnenschein ). Im langjährigen Mittel erzeugt sie ca. 1200 kWh. Da ich noch von der sehr guten Einspeisevergütung EEG von 49 ct/kWh profitiere, erhalte ich ca. 588 € pro Jahr. Da hat sich die Anlage nach 12 Jahren amortisiert.

Kauft man diese Strommenge zu 30 ct/kWh ist sie nur noch 360 € wert.

Im laufenden Betrieb verbraucht der FiPy ca. 1 W. In einem Jahr kommen da 24 x 365 = 8760 Wh = 8.76 kWh zu 2,63€ zusammen. Ein Solarmodul mit einem Umwandlungs-Wirkungsgrad wie meine Solaranlage bräuchte dann eine Spitzenleistung von 11,24 Wpeak.

Von Clemens habe ich zum Testen ein Solarmodul von 0,5 Wp bekommen. Mit einem Umwandlungs-Wirkungsgrad wie meine Anlage erzeugt es im Jahr 0,39 kWh zu 0,12 €. Die durchschnittliche Leistung beträgt 0,044W. Das reicht für den FiPy nicht aus, es sei denn, man knautscht die Energiesparmassnahmen sehr gut aus. Z.B. man misst für 10 Sekunden und lässt den FiPy dann für 200 Sekunden schlafen. Oder man misst nur alle 5 Minuten.
Die Daten im Überblick

	Peakleistung		erzeugte Energie		durchschnittl. Leistung		Strom-Preis
Solar-Anlage	1.540,00	Wp	1200.00	kWh	137.000	W	360,00 €
FiPy	11.24	Wp	8.76	kWh	1.000	W	2,63 €
Solar-Modul	0.50	Wp	0.39	kWh	0.044	W	0,12 €

Zum Testen habe ich mir 2 Solar-Module mit 20 Wpeak und 3 China-Laderegler für 12V-Bleibatterien und USB-Ausgang besorgt. Ich werde sie mit dem 0,5W Modul und dem CN3065 Laderegler vergleichen . Ich erwarte keine Wunder.

[didilamken]

Von @clemens habe ich ein 0,5 Wp Solarmodul und einen Laderegler CN3065 erhalten und in einem Testaufbau mit einem FiPy getestet.

Die Beschreibung ist hier: BOB-HAT-V4-2.pdf (6,6 MB)

Fazit:

• eine Solarzelle mit 0,5Wpeak ist zu klein für den Betrieb eines Fipy. In der prallen Sonne konnte ich eine Ladeleistung von 0.16 W beobachten, im Schatten oder trüben Wetter ist es noch viel weniger.
• Ein FiPy mit minimaler Beschaltung benötigt ca. 0.26 W. Bei vielen Mess-Sensoren und WLAN oder Senden von LTE werden es bis zu 1 W.
• Zweiter Nachteil: kein Tiefentladeschutz. Der Akku wird nicht lange halten.

[clemens]

Hier ein paar Anmerkungen:

• Die Solarzelle alleine (ohne LiPo!) reichte natürlich nicht, wir brauchen für peak-Zeiten wie WLAN-Nutzung oder anderen Funk einen LiPo dran, das ist klar! Z.B. braucht das SIM800-Modul peak-Ströme bis 2A (beim LoPy wird das ähnlich sein), das bekommt ein solarmodul nicht hin.
• Das setting funktioniert nur mit deep sleep-Phasen zwischen den Messungen, dann aber hervorragend, sowohl mit WLAN als auch mit GSM, s. z.B. Grafana hier mit eine ESP8266 und einem upload alle 5 Minuten!
• Im Winter wird es holprig, da könnte man aber auch mit einem größerem Solarpanel arbeiten oder die Mess-Intervalle bzw. die uploadhäufigkeit reduzieren.

[Diren]

Ich habe am Wochenende Didis Platine in der Low-Level-Version zusammengelötet (also nur mit 2 Knöpfen). Ich schätze auch, dass ich eine Stunde pro Platine bräuchte, vielleicht würd ich mit der Zeit aber auch schneller werden.

Sorry Didi, dass ich das mit den I2C Pins noch nicht aufm Schirm hatte.
Ich hab jetzt das Micropython-Webinterface draufgezogen und die richtige Pin-Belegung eingestellt. Es funktioniert alles wunderbar :)
Bei der Gelegenheit sind hier auch mal Screenshots von der Übersichtsseite des Webinterface und der Reihenfolgenauswahl für die Temperatursensoren.

[didilamken]

Heute habe ich bei Lidl diese Solar-Powerbank erstanden:

Solarmodul ca. 0.8 Wp, LiPo-Akku 3,7 V / 5000 mAh, USB-Ladeeingang 5V / 2A, USB-Ausgang 5V / 2A beide mit DC/DC-Wandler und Schutzschaltung. Alles für 9,99 €.
Vielleicht ist das etwas für BOB. Ich teste sie bereits.

[clemens]

@didilamken

Vielleicht ist das etwas für BOB. Ich teste sie bereits.

Vermutlich nicht! Alle “Powerbanks” haben einen Abschaltmechanismus, der bei Nichtnutzung den LiPo abklemmt. Leider sind unsere minimalen Stromverbrauche im Sinne eins Handys oder Laptops “aus”, d.h. spätestens im sleep mode des FiPys oder Arduinos meint der Akku bzw. dessen Eletronik, “ach, kein Stromverbrauch mehr” und schaltet ab. Anschalten kann man nur mit einem Druck auf einen mechanischen Taster, der das Ding wieder hochfährt.

Daher sind alle PowerBanks, so günstig, praktisch und was auch immer sie für uns wären, nicht brauchbar!

[clemens]

@Diren

Bei der Gelegenheit sind hier auch mal Screenshots von der Übersichtsseite des Webinterface und der Reihenfolgenauswahl für die Temperatursensoren.

Sehr schön, hast du noch einen screenshot von der Seite zum justieren der Waage?!

[didilamken]

Das habe ich auch schon bei einigen, aber nicht allen beobachtet. Ebenso wie das kurze Abschalten des Ausgangs beim Abschalten des Ladens. Dann muss der FiPy neu booten.
Es besteht noch Forschungsbedarf.

[clemens]

@clemens

Arrived at Sort Facility LEIPZIG - GERMANY

Nun auch in Berlin

[Diren]

@clemens

Sehr schön, hast du noch einen screenshot von der Seite zum justieren der Waage?!

[Diren]

Wuhuuu!!! :)

[clemens]

… so, nun muss es nur noch funktionieren! ;-)

@caro hatte sich ja Buchsenleisten für den HX711 gewünscht.

[Cle21]

Ich würde mich auch für eine Platine interessieren!

Habt ihr schonmal über 2 oder 3 HX711er Plätze nachgedacht?

[clemens]

@Cle21

Habt ihr schonmal über 2 oder 3 HX711er Plätze nachgedacht?

Wir sind beim FiPy und der (optionalen) Nutzung von allen Funkübertragungen schon sehr am Ende der pins, weiter müsste man dann schauen, ob wir mit der verwendeten libs überhaupt mehr als einen HX711 ansprechen können.

Was ist der Hintergrund deiner Frage? Möchtest du mehrere Wägezellen für ein Volk anschließen, oder mit mehreren Wägzellen verschiedene Völker wiegen?

@Cle21

Ich würde mich auch für eine Platine interessieren!

Gerne! Wir hachen ja eh einen workshop in Berlin oder vielleicht magst du sogar als Versuchskaninichen an einem pre-workshop in kleiner Runde 3-4 Leute teilnehmen?

[Cle21]

Es geht mir darum mehrere Völker zu erfassen -

Am Stand ist bei mir immer mehr als ein Volk vorhanden, 4 Völker wäre im Moment mein Ideal.

An den ESPs (der FiPy ist doch eigentlich auch einer, oder?) kann man nach meiner aktuellen Recherche eigentlich alle IO-Pins für die Nutzung definieren. Wenn man geschickt mit den Timings spielt könnte sogar eine gemeinsame Clock für alle HX-Boards gehen.

Edit:
Klar mach ich den Testballon mit :D

[didilamken]

An den HX711 kann man eine zweite Wägezelle an den Klemmen B+ und B- anschliessen. Dann muss man nur die Software erweitern. Ein zweiter HX711 erfordert 2 freie Pins. Da wird es schwierig, welche zu finden, ohne dass etwas anderes dann nicht mehr geht.
Meine Pin-Übersicht ist in BOB-HAT-V4-Material.pdf (79,0 KB)