Trådlös elmätare/väderstation med låg drivspänning

[PHermansson]

Jag har sedan tidigare ett antal noder för ett trådlöst nät med temperatursensorer, strömmätare och annat. Med detta kan jag bland annat se utomhustemperaturen på en display i hallen och se grafer över bland annat strömförbrukning i huset, fuktighet med mera. En av de noder som används sitter vid elskåpet ute på gården. Noden mäter strömförbrukningen genom att läsa av elmätarens blinkande diod. I noden finns också sensorer för luftfuktighet, lufttryck, temperatur och ljus. Alla värden loggas av Emoncms, dels på en lokal server och dels på emoncms.org (http://emoncms.org/phermansson/).
Nu har jag tänkt att bygga om sensorn vid elskåpet eftersom den inte fungerar som jag vill/den ska. Fuktmätaren sitter fel och visar ofta 100% fuktighet. Elmätningen fungerar inte för tillfället. Batterimätaren är värdelös då den visar värdet efter spänningsregulatorn. Batteriet tar slut med två-tre månaders mellanrum.
Lösningen på det sistnämnda blir solcellsladdning i kombination med ett LiFePo4-batteri. Dessa delar tas från en solcellslampa. Batteritypen är bra då det inte är så känsligt som vissa andra batterier, nackdelen är att det ger en relativt låg utspänning. Och eftersom jag vill undvika förluster vill jag inte ha en boost-regulator.

Så nu blir det till att designa och bygga en Emontx/Jeenode-klon som fungerar med en drivspänning på 2 volt, inte helt enkelt Hittills har jag kommit fram till att använda en Atmega328P som klarar sig med 1,8 volt vid 4 megahertz. Som radiosändare används en RFM12B-modul, den ska fungera vid denna hastighet och ner till 2.2 volt.
Som fukt/temperatursensor används i version 1 en DHT-22, Vcc = 3-5V. Denna får bytas ut, funderar på en Si7021, Vcc=1.9-3.6V.
Lufttryckssensor är idag en BMP085, Vcc=3.3-6.5V. Byts mot en BMP180, Vcc=1.8-3.6 V.
Ljuset mäts med ett LDR, inga problem.
Elmätarens lysdiod avläses med en TSL257, Vcc=2.7-5.5V. Måste ersättas, har inte kollat med vad än.

[PHermansson]

Designarbetet har gått vidare och en del har ändrats. Solcellslampan har köpts och slaktats, det visar sig att den håller batterispänningen mellan 2.5 och 3.2 volt. Har också lärt mig att en Atmega328P kan köras i 8 MHz ned till 2.4 volt, det finns alltså ingen anledning att köra långsammare än 8MHz. För att spara ström är det ju bättre att göra det som ska göras så snabbt som möjligt.
Projektet har nu kommit så långt som att solcellslampans LED är bortplockad och en Arduinoklon har monterats istället. Det finns en spänningsdelare kopplad till en analog ingång som mäter solcellens utspänning. I koden finns även en funktion som mäter processorns drivspänning internt, detta är alltså samma sak som batterispänningen. Till kretsen är även en BMP180 på ett breakoutboard kopplad, denna mäter lufttryck och temperatur. Kortet är avsett att köras på 3.3volt eller mer och har en 3.3-volts regulator på kortet. Detta fungerar ändå bra med lägre spänningar då regulatorn släpper igenom spänningen oreglerat om den är låg. Jag har även monterat en RFM12B som skickar data till min Emoncms-server.
Nu väntar jag på att få hem en HTU21D som ska mäta luftfuktighet och även temperatur. Sen ska jag testa att använda en fototransistor för att läsa av elmätarens blinkande lysdiod. Har också funderingar på fler sensorer som regnmätare/indikator och UV-indexmätare.
Avslutar med en bild från min Emoncms-server som visar grafer över solcellsspänning, batterispänning, temperatur och lufttryck. Temperaturen är relativt hög och solcellsspänningen låg pga av att bygget för tillfället ligger inomhus i ett fönster.

emontxv2_dashboard.png