SenseLoRa van Makerfabs - Plug en Play IoT voor broeikassen

Als u ooit een draadloos bewakingssysteem in uw moestuin hebt willen installeren, maar werd ontmoedigd door de complexiteit van het maken van een externe, op zonne-energie werkende, waterbestendige installatie, dan is het SenseLoRa-systeem van Makerfabs misschien precies wat u nodig hebt. Het biedt al deze functies terwijl het volledig plug-and-play is en geen configuratie vereist. In dit artikel testen we de SenseLoRa industriële luchtmonitor en de LoRa ontvanger om te zien of ze hun beloften waarmaken.

Het was een warme en zonnige dag toen ik besloot om het SenseLoRa-systeem van Makerfabs uit te proberen. Mijn opstelling bestond uit een SenseLoRa LoRa ontvanger en de industriële luchtmonitor. Er bestaat nog een derde apparaat, de SenseLoRa Industrial-grade Soil Remote Monitor, maar die had ik niet.

Een snelle blik in de online documentatie leerde me dat ik te maken had met een plug-and-play omgevingsmonitorsysteem dat niet geconfigureerd hoefde te worden. Dus sloot ik de ontvanger via een USB-hub aan op een laptop. Ik plaatste de antenne buiten, met zijn magneet op het metalen dak van mijn werkruimte geplaatst. Daarna opende ik de behuizing van de Air Monitor om hem aan te zetten (de aan/uitschakelaar zit erin), sloot deze weer en zette deze in de voortuin (verborgen door het huis, dus geen vrije zicht), ongeveer 25 meter van de ontvanger vandaan. Toen ik terugkeerde naar de ontvanger, gaf deze al (JSON) data weer die waren verzonden door de Air Monitor:

Num:1 | -80dbm

{"ID":"AirM01",

"COUNT":2,

"SLEEP":3600,

"bat":3.90,

"Temp":28.38,

"humi":62.62,

"eco2":400.00,

"lux":189.17}

Inderdaad plug en play!

senselora receiver — Figuur 1: De ontvanger heeft een klein display dat de ontvangen data in JSON-formaat toont.

Let op het lage lichtniveau ('lux'). Deze data zijn waarschijnlijk verzameld toen ik het apparaat voorbereidde of in mijn hand hield.

Luchtmonitor

Zoals u kunt afleiden uit de ontvangen data (temperatuur, luchtvochtigheid, eCO2 en lichtintensiteit), is de Air Monitor bedoeld voor gebruik in kassen. Het kan echter ook nuttig zijn in klaslokalen en andere ruimten waar mensen samenkomen, omdat het kan vertellen wanneer een raam opengezet moet worden of wanneer het licht aan of uit moet. Als het concept u bevalt, maar de sensoren niet, weet dan dat deze vervangen kunnen worden door andere sensoren met een I²C-interface. Natuurlijk moet u de software (open source) aanpassen om deze te kunnen gebruiken.

ESP32-S3 met RF92

De luchtmonitor bestaat uit een ESP32-S3 verbonden met een RF92 LoRa-module van HopeRF en een I²C-bus waarop drie sensoren zijn aangesloten:

SGP30 luchtkwaliteit (equivalent CO₂, d.w.z. eCO2, 0-1000 ppm)
BH1750 omgevingslicht (1-65535 lx)
AHT10 temperatuur (-40 °C-80 °C, ±0,3) en vochtigheid (0-100%)

Het apparaat kan via Wi-Fi worden geconfigureerd als u het in AP-modus zet. Zo kunt u de ID wijzigen (praktisch als het systeem uit meerdere Air Monitors bestaat) en de zendperiode.

De Air Monitor heeft een oplaadbare batterij van 1000 mAh die wordt opgeladen door het zonnepaneel van de kit en die hem 's nachts aan de gang houdt.

Industriële kwaliteit?

De Air Monitor heeft het label Industrial Grade, wat waarschijnlijk verwijst naar de IP68-behuizing. Het wordt geleverd met een 6 V, 6 W zonnepaneel met een montagebeugel, bouten en moeren en een antenne (1 m kabel). De antenne ziet eruit voor gebruik binnenshuis en heeft alleen een magneet in de voet om hem aan een metalen voorwerp te bevestigen. Volgens de gebruikershandleiding is hij geschikt om buitenshuis te gebruiken. De montagebeugel van geverfd (geëmailleerd?) ijzer zal het buiten waarschijnlijk niet lang uithouden. Maar de Air Monitor is dan ook bedoeld voor gebruik in kassen (waar ijzer niet roest; dat is een bekend feit).

senselora transmitter — De SenseLoRa industriële luchtmonitor buiten gemonteerd op een houten constructie op een hoogte van ongeveer twee meter.

De LoRa-ontvanger

De LoRa ontvanger wordt geleverd als een kleine module bestaande uit een rode print tussen twee transparante acrylplaten. Hij is gebaseerd op een RP2040 microcontroller en heeft een OLED-display, een microSD-kaartsleuf (een microSD-kaart van 16 GB is inbegrepen), een HopeRF RF96-module en een USB-aansluiting. Dit is het onderdeel dat ik het minst leuk vind. De USB-connector is een mannetje van het A-type, waardoor de module een grote dongle wordt die men in een computer moet steken. Dit beperkt de plaatsing enorm, tenzij men een USB-hub toevoegt. Bovendien is de module vrij breed (34 mm) en hoog (18 mm) voor een USB-stick, waardoor hij waarschijnlijk de toegang tot andere poorten van het hostapparaat blokkeert.

Om het display leesbaar te houden voor de meeste montagesituaties, is er een drukknop ('TFT') om het 180° te draaien. Een optie om het uit te schakelen zou welkom zijn geweest.

antenna — De antenne van de ontvanger op het metalen dak van de schuur geplaatst.

De antenne is van hetzelfde type als die voor de Air Monitor. De lange kabel (5 m) is praktisch en dat geldt ook voor de magneet als men een metalen oppervlak heeft om hem daarop te plaatsen. Zo niet, dan moet men plakband of kabelbinders of iets dergelijks gebruiken om de antenne te bevestigen.

Eindeloos data loggen

Naast het weergeven van de binnenkomende data, verzendt de ontvanger deze ook precies zo via zijn USB seriële poort en slaat deze op zijn microSD-kaart op (als er een aanwezig is). Interessant is, althans dat dacht ik, dat het hetzelfde logbestand op de microSD-kaart blijft bijwerken, zelfs na een power cycle of herstart. Het bestand wordt niet overschreven of opnieuw aangemaakt tijdens het opstarten. Bestaande data gaan dus niet verloren, tenzij men ze opzettelijk wist. Merk op dat wanneer u de data van de seriële poort opneemt, u ook opstart- en statusberichten kunt opnemen wanneer u op de TFT-knop drukt. Deze kunnen een eenvoudig script voor dataomzetting onderbreken. Een Python-script voor het opnemen en decoderen van data is beschikbaar op de Makerfabs GitHub repository.

senselora receiver for real — Zo kwam de SenseLoRa-ontvanger in een echte logtoepassing terecht.

Eenvoudig hackbaar

Zowel de Air Monitor als de LoRa-ontvanger zijn eenvoudig hackbaar. De schema's, board designbestanden (Eagle) en broncode zijn allemaal gepubliceerd op GitHub, samen met de user manual. De LoRa ontvanger is gebouwd rond een RP2040 microcontroller, terwijl de luchtmonitor is uitgerust met een ESP32-S3 module. Beide zijn bekende microcontrollers in makerland. De software is gebaseerd op Arduino, waardoor het eenvoudig is aan te passen aan eigen wensen en behoeften.

temperature 1838 hours — Bijna elf weken onafgebroken temperatuurregistratie, één monster per uur. Ik had gehoopt op een warmere zomer :-(.

Conclusie

Met het SenseLoRa-concept heeft Makerfabs geprobeerd LoRa eenvoudig te maken voor point-to-point verbindingen. Configuratie van ingewikkelde LoRaWAN- en clouddiensten wordt op deze manier vermeden. Het systeem is plug-and-play en werkt out of the box door het simpelweg aan te zetten. Uitbreiding van het systeem is mogelijk met minimale configuratie (alleen de apparaat-ID moet worden ingesteld). De eenvoud maakt SenseLoRa praktisch voor het snel opzetten van een bewakingssysteem voor kassen. Het is echter onduidelijk wat er gebeurt als uw buurman besluit hetzelfde te doen.

Hoewel van sommige onderdelen wordt gezegd dat ze industrieel zijn, moet dit met een korreltje zout worden genomen. De Air Monitor heeft weliswaar een IP68-behuizing, maar door twee kabels (antenne en voeding) door dezelfde kabelwartel te leiden, wordt de '8' waarschijnlijk een '3'. Bovendien is de ontvanger in de vorm van een grote USB-dongle met een open behuizing niet robuust genoeg voor zware industriële omgevingen. Toch waardeer ik het SenseLoRa-concept, omdat het echt dingen gemakkelijk maakt tegen lage kosten. Ook het feit dat het open source en hackbaar is, maakt dit een aantrekkelijk systeem voor makers en kleine bedrijven.