温度传感器:DIY ESP8266 vs 产品

物联网 传感器 ESP8266
2021-06-17 07:26:50

我想在我的公寓里部署几个温度传感器:几个房间,两个阳台,一个在外面。传感器应该将数据发送到我的服务器(考虑使用 Prometheus DB 和 Grafana 仪表板的 Rpi)。电池供电。应该使用电池至少运行 6 个月(测量之间的间隔为 10/5 分钟就足够了。必须与 IoT 平台兼容,因为我还不确定我要使用哪个平台并且想要灵活。

我已经开始寻找这样的产品,但价格似乎非常高。为单个传感器支付 30-50 美元/欧元听起来很荒谬。另一种方法 - 在 ESP-01 或类似模块 + DHT11/DHT22 上自行组装传感器。这也将使我能够进行实验,例如使用我想要的任何协议进行数据传输。我在这里只看到好处:-)

您能否帮助我了解在比较自制传感器与公司生产的传感器时我是否遗漏了什么?为什么我应该在 ESP8266 上选择生产的产品而不是 DIY?我完全理解即插即用对于不知道如何启动和维护服务器或构建物联网事物的用户来说是一个好处。但这是唯一的原因还是我错过了什么?谢谢。

2个回答

您当然可以试验它以供自己使用,但以下是您可能会遇到的一些陷阱:

  • 睡眠模式。规范所说的内容与您可以实现的内容之间通常存在天壤之别。许多廉价模块的稳压器会吸收比您想要的更多的电流。无论您使用何种开发环境,都可能会增加大量开销。无线连接耗电。传感器可能需要一段时间才能达到稳定状态...

  • 准确性。温度传感器通常需要仔细校准。糟糕的设计可能意味着您的 MCU 或其他组件会影响读数。

  • 案例。这听起来可能很愚蠢,但实际上通常很难找到既便宜又适合您的需求的案例。

此外,一旦您考虑到电路板、传感器、电池、外壳,尤其是您将花费的所有时间,它可能不会比现成的解决方案便宜。

但是,如果您想要的是学习和玩乐,那么一定要继续!

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无线技术(然后是 MCU)的选择是困难的。Wi-Fi 的优势在于它无处不在,因此将设备添加到 Wi-Fi 网络很容易。它的缺点是对于休眠设备,您通常最终必须重新关联,通过 DHCP 获取 IP,建立连接,发送数据,等待 ACK ......取决于您的设置,整个唤醒连接-读取传感器-发送-返回睡眠周期很容易花费几秒钟的时间。

不知道基于 ESP8266 的电路板的确切数字(这在很大程度上取决于您使用的是低级 ESP-IDF 还是更高级别的环境,例如 micropython),但假设它在此期间平均消耗 50 mA清醒周期,睡眠期间为 10 uA,每 5 分钟您有 5 秒的清醒时间,即:

(295 * 0.010 + 5 * 50) / 300 = 0.84 mA 平均功耗。

配备 2500 mAh 电池,可使用约 4 个月。

如果您的稳压器有问题(或围绕该稳压器的设计很差),或者您的传感器在唤醒后需要更多时间“稳定”,或者您的 MCU 平均消耗更多功率(Wi-Fi 耗电),然后它变得更糟。而且我根本没有考虑传感器本身。

BLE 或 Zigbee 可能是更好的选择,尤其是在这些短间隔的情况下。但是你猜怎么着......已经有便宜的BLE或Zigbee温度传感器......缺点是你需要一些东西来连接它们。根据传感器的数量和位置,这可能是一个问题,或者解决起来非常简单且成本低廉。

另外,不要低估准确性的问题。互联网上到处都是温度传感器的故事,这些传感器受到它们所连接的 MCU 的热量输出的影响。

但同样,如果您想在尝试所有这些方面获得乐趣,请这样做,您会在此过程中学到很多东西!

这是导致大多数硬件 kickstarter 项目失败的原因。

仅仅因为您可以在家中以几美元的零件和几个小时的焊接/编码构建一个(或 10 个)传感器,并不意味着这将扩展到生产 10 到 100 万个传感器并将它们包装/运送到顾客。

工业产品设计、制造设计、设置生产线、设置包装、组织运输和获得设备认证(例如欧洲 CE 标志)都需要收回财务和时间(需要支付)成本在产品成本上。

如果您想了解这些东西是如何工作的,那么构建您自己的东西可能是您要走的路。

如果您想要一些可以正常工作的东西,并且不想在接下来的一个月的周末花时间摆弄它以获得一致的温度/湿度读数并计算电池的使用寿命。购买现成的传感器。

如果您希望部署一个大型车队(例如跨越城市/办公大楼),那么购买现成的传感器将是前进的方向,因为您(希望)获得具有已知接口的一致(校准)设备。

最后,可能是最重要的一点,你实际上打算用这些数据做什么?它是否会最终出现在某个数据库中而不再查看?或者它会被输入到每个房间的加热控制中吗?这些事情是否真的会对您的供暖/电费产生影响?在这种情况下,现成的传感器需要多长时间才能收回成本......