Side Project: Open Fridge, Kühlschrank-Alarm per SMS


#1

Ich weiß, das letzte Side Project: HaniMandl, halbautomatischer Honig-Abfüllbehälter ist noch nicht mal im Ansatz realisiert und schon wieder was Neues!

Die heißen Temperaturen fordern aber an der Spree und auch am Rhein ihre Tribute! Von dort (Rhein) bekam ich vor einiger Zeit einen Anruf, in der Praxis von Verwandten ist der Kühlschrank ausgefallen. Irgendwie kam Wasser an eine Steckdose und das hat der FI gemerkt. Gerade an einem Freitag Nachmittag, d.h. Samstag und Sonntag hatte der Kühlschrank gut Zeit etwas wärmer zu werden als sonst. Nun ist im Kühlschrank nicht die Kaffeemilch sauer geworden, sondern Impfstoff hatte die vorgeschriebenen Lagertemperatur überschritten und musste entsorgt werden.

Damit dies nicht mehr passiere, könnte man ja so einen “Bienensystem” nehmen, “du misst ja auch Temperatur”, meinte die Verwandtschaft. Nun gut!

Technische Basis soll das Open Hive Bee Monitoring System, Hardware Overview GSM node sein mit ein paar Modifikationen:

  • Der Alarm bei zu hohen (ggf. auch zu kalten) Temperaturen soll per SMS verschickt werden
  • Im Kühlschrank tun sich die Solarzellen etwas schwer, daher muss das System ab und an von Hand wieder aufgeladen werden. Zuerst dachte ich an Batterien, dazu müsste das Kästchen aber aufgeschraubt werden, was ich für nicht ganz praktisch halte, daher habe ich an eine Micro-USB-Buchse gedacht, die mit V Bat des Seeeduinos verbunden ist, damit kann die Einheit mit jedem Handy-Ladegeräte aufgeladen werden.
  • Ein Taster, der mit ein paar Sekunden Verzögerung eine Test-SMS verschickt und/oder das Display unten hitergrundbeleuchtet.
  • Schön wäre ein Display, das die Temperatur auch am Gerät anzeigen kann, Hintergrundbeleuchtung könnte man schalten, aber auch das Dislay ohne Beleuchtung braucht ja Strom - mal schauen, ob das realisiert werden kann ohne den Verbrauch überzustrapazieren.
  • Weiter war ein Wunsch die Daten – wenn sie sowieso schon erhoben werden – auch historisch zu speichern und als Verlauf darzustellen, wie beim Bienen-System.

Hardware

Software

Hier versuche ich den code des Open-Hive-Systems anzupassen, Änderungen:

  • Daten sollen fürs logging erst mal gesammelt werden, d.h. stündliche oder halbstündliche Messung und Datenupload 1x pro Tag
  • Alarm per SMS
  • ggf. Anzeige auch über Display
    – aktuelle Temperatur
    – Maximum der letzen 24 h
    – Minimum der letzen 24 h

#2

Die Temperaturmessung ist sicherlich ein lösbares Problem, aber zusätzlich würde ich, da das System netzunabhängig, also aus dem Akku arbeiten kann, außerdem noch die Anwesenheit von Netzspannung am Kühlschrank (oder an dessen Verteiler) messen. Deren Ausfall zeigt erst nach zweistelligen Minuten Wirkung auf die Kühlung und damit das Kühlgut.

Mit einem AC/AC-Netzteil hättest Du die meisten offenen Optionen: Du kannst den Sensornode laden, versorgen sowie Netzspannung und, wenn nötig, Netzfrequenz messen.

Diesen Zusatzsensor sollte man nicht unterschlagen, denn seine Meßgröße (Energie aus dem Versorgungsnetz) ist für die Funktion der zu überwachenden Sache essentiell. Außerdem kostet dessen Bereistellung für den Prozessor nichts - und bringt möglicherweise einen Zeitgewinn im Alarm-Fall. Extremer formuliert, nützt mir die Temperatur hier wenig, wenn ich deren Änderungsgrund eine halbe Stunde früher auch anders erfahren könnte.

“Open Fridge” ist btw ein sehr lustiger Name!


#3

Ja, der Name ist schön doppeldeutig! ;-) Meine Idee war bisher das Ganze im Kühlschrank stattfinden zu lassen, d.h. Box mit Sensor, MC, Akku, GSM im Kühlschrank. Wenn ich Strom im Kühlschrank möchte muss da ein Kabel von aussen an der Türe rein oder der Temperaturfühler nach innen und die Box aussen. Beides nicht so dolle.


#4

Die isolierenden Schaum-Teile in Kühlschränken sind meist mit Alu-Folie ausgeschlagen, außerdem besteht der Rest des Kühlers aus flächigem Metall, - damit hast Du eine fast perfekte Schirmung und wirst wahrscheinlich garnicht mit den Funkwellen herein- oder herauskommen. Auch wenn es Dir nicht behagt, muß mindestens die Antenne nach draußen.

Du wirst Dir also ohnehin eine Durchführungslösung überlegen müssen, in welche dann auch die Versorgung integriert werden kann. Z.B. eignen sich sog. ‘Fensterdurchführungen’ oder ‘HF-Flachbandkabel’, sowas gibt es u.a. mit SMA- und RJ45-Verbindern.


#5

Da stellt sich mir dann die Frage: Antenne raus oder lieber Meßfühler rein?


#6

Genau, wenn ich eh irgendwas rein/raus führen muss, vielleicht eher den Messfühler rein, dann könnte man die Überwachung der Versorgungsspannung machen und auch das Gerät mit Steckdose versorgen - mit einem kleine Puffer-Akku, wenn der Strom ausfällt und das Gerät dann einen Alarm senden muss. Elektronik mit Akku im Kühlschrank würde bedeuten, dass ich den Akku alle x Wochen aufladen müsste und dazu den Akku austauschen muss oder das Gerät komplett zum Laden rausnehmen müsste.

P…S.: Gerade mein Handy im Kühlschrank angerufen! ;-) Zumindest der hat wohl keine perfekte Abschirmung.


#7

Auch der zweite Kühlschrank hatte im Inneren Empfang!


#8

Ganz klar diese Option bevorzugen! :)

Kann ja sein, dennoch bist Du nicht 'rangegangen. Was jetzt lustig klingt, würde aber einen Unterschied machen: für das signaling wird nur kurz Energie auf der Funkstrecke gebraucht, bei einer voice-Verbidung sähe das gleich ganz anders aus, auch ein GPRS-Kontext wäre sendeleistungs-mäßig ‘teurer’ als eine oder mehrere SMS. Auch hast Du maximal ‘nur’ 2W HF-Leistung (bei GSM900), die Basisstation aber das Zwanzigfache sowie exzellente Antennen, und das alles in 20 Meter Höhe oder mehr. Solange Du die RSSI nicht zusätzlich mißt (messen kannst), weiß Du nichts über Deine Reserve. Bei nur noch -110 dBm wird Dich die BTS abweisen, spätestens dann beim payload-Verbindungsaufbau (‘Abheben’).

Du kommst vielleicht normal mit angenommenen -70 dBm an einem gegebenen Standort an, und der Kühlschrank mag Dir 30 dB Dämpfung hinzufügen, macht -100 dBm. Dann kommt ein dicker Regensturm (der bestimmt auch die Stromausfallursache sein könnte), fügt noch 5 dB hinzu - und Dein link budget reicht nur noch zum signaling, aber das Ding kann ggf. keine Nachricht mehr loswerden, und das alles in dem Moment, wenn die intendierte Funktion wirklich gebraucht werden würde…

Ich sehe keine Not, hierbei die Antenne wirklich im Külschrank unterzubringen, besser ausschließlich den Temp.sensor nach innen legen.