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WLAN Thermometer Micro

grosseruser

Militanter Veganer
5+ Jahre im GSV
Da mich mein Maverick schon mehrmals wegen eines Verbindungsabbruches geweckt hat, habe ich ihm einen Wlan-Gateway verpasst. Das funktioniert auch recht gut aber eigentlich wollte ich mir ein Wlan-Thermometer zulegen. Die hier vorgestellten Geräte gefallen mir sehr gut, nur finde ich den Einsatz eines Raspberry PI etwas übertrieben. Meine Wahl für diese Aufgabe ist ein ESP8266, ein "System on Chip" der die Wlan Funktion auf recht kleiner Fläche unterbringt. Der ESP kann mit der Arduino IDE Programmiert werden kann, was die Softwareentwicklung durch viele existierende Bibliotheken vereinfacht.
Die Schaltung ist ebenfalls recht einfach, der MCP3208 und das 2,2" TFT (ILI9341) werden per SPI-Bus angeschlossen. Das ist dann auch schon die Basiskonfiguration die im Prototyp verwendet wird. Der ursprüngliche Plan war, dass ganze sogar ohne Display zu Bauen, was die Kosten auf ~10 Euro gesenkt hätte. Pitmasterfunktion, Alarmsummer und Taster zur Displayumschaltung und Alarmquittierung wurden auf dem Steckbrett getestet. Größtes Problem war die Anbindung des TFT, da die Adafruit Lib. für den ESP angepasst werden musste. Jetzt verstehe ich auch warum beim Minni ein "Intelligentes" Nextion TFT Display verwendet wird, da selbst bei 8*[1] 24 MHz SPI Takt der Bildaufbau eine halbe Sekunde dauert. Ein höherer Takt hatte Datenverlust zur folge.*[1] Bei den benötigten Datenmengen ist eine parallele Ansteuerung wesentlich effektiver. Als Ausweichlösung werden immer nur einzelne Messwerte auf dem Display aktualisiert. Zur Vereinfachung erfolgt die Stromversorgung per USB, Beispielsweise mit einer Powerbank.
Die Software ist noch in Entwicklung und momentan gibt es nur eine statische Anzeige der Messwerte. Später wird diese über Github verfügbar sein.
Einen Schaltplan werde ich ebenfalls nachreichen, im Prinzip unterscheidet er sich aber nur bei der Anschlussbelegung des ESP und des TFT von denen des Minni.
Das Prototypgehäuse hat die Abmessungen 91x56x25 mm und ist somit nur unwesentlich größer als eine Zigarettenschachtel.

*[1] Der SPI-Takt lief auf 24MHz und konnte auf 80MHz gesteigert werden. Viel mehr hat aber das Erweitern auf 16 bit Transfer gebracht. Github ist Aktualisiert. Fünfzehn "fillScreen" pro Sekunde sind der aktuelle Stand. Der ESP hat einen FIFO, den ich aber im Moment nicht verwenden kann. Bekomm es einfach nicht hin :(. Für einen "fillScreen" werden 320*240 16 bit Worte übertragen, das sind 1228800 bit. Bei einem SPI Takt von 80 MHz sind das theoretisch 65,1 "fillScreen" pro Sekunde. Da ist also noch Potential auch wenn einiges an Overhead draufgeht...

Ein paar Bilder möchte ich euch nicht vorenthalten.

ESP07 Neu:


ESP07 Speichererweiterung von 1 MB auf 4 MB:


Steckbrett mit Nokiadsplay:


Steckbrett mit 2.2" TFT:



Prototypplatine oben:



Prototypplatine unten:



Prototyp mit TFT:



Prototyp im Gehäuse:



Test mit 2x Outdoorchief und 2x Fantast:



Webtest:

Die Test Webseite sieht zwar hässlich aus, ist aber nur ein Platzhalter. Die Daten werden im Hintergrund per AJAX übertragen, so dass die Oberfläche nach belieben ausgetauscht werden kann.

Die Software inklusive der angepassten Adafruit Libs gibt hier:
https://github.com/grosseruser/SmartPit
Das ist allerdings momentan fast noch Testsoftware...
 
Eine echt interessante Geschichte!
Gibt das da auch schon näheres.....oder bist Du noch in der "Daniel Düsentrieb"-Phase?
Sieht wirklich gut aus!
:thumb2:
 
Ich bastel auch gerade an so etwas.. allerdings für HBO's... also stellt ihr bitte mal alle schön eure Projekte ein :)
Unterschied hier ist vor allem, das die Tempfühler bis 1200 Grad (bzw 800 Grad) abkönnen..
Warte noch auf mein 2,2 Zoll Display, dann werd ich das auch mal vorstellen. Bin eigentlich soweit fertig, mit
Hardware u. Programm...

näheres in Kürze !!

Was soll das Raster auf dem zweiten Bild ? Diagramm ??
 
Über den SPI-Bus lassen sich ja auch K-Type-Elemente auslesen, die bis 1000 °C hochgehen. Hast du vermutlich schon verbaut :D. Bin gespannt.

Edit: Da fällt mir gerade ein, über das Thema haben wir ja schon gesprochen, über dich bin ich ja erst auf den ESP gekommen :hammer:
 
Interessant interessant da schau ich mal zu...
 
@grosseruser: Wie verbindest du den kleinen Antennenanschluss des ESP mit deiner großen Antenne am Gehäuse? Selbstgebasteltes Kabel oder Zukaufteil?
Das ist ein Zukaufteil, nennt sich so weit mir bekannt Pigtail

sowas wie das hier
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@timsen: Genau, "Daniel Düsentrieb"-Phase. Es gibt Tonnenweise Ideen die umgesetzt werden wollen. Mal schauen was übrig bleibt.

@s.ochs: Einen kleinen Einblick in die Software gibt es jetzt auf Github. Als Antwort auf deine Frage zum Antennenanschluss habe ich ein Bild hinzugefügt. Den Pigtail habe ich zusammen mit den ESP beim Chinamann bestellt.

@Brick: Ursprünglich hatte ich ein Diagramm geplant um die Tendenz der letzten (halben) Stunde zu sehen, was bei einem holzgefeuerten Smoker eine Erleichterung währe. Aber da hängt man eh dauernd am PIT :weizen: Da der Bildaufbau des TFT über SPI aktuell aber recht lange dauert, habe ich das erstmal hinten an gestellt. Auf Youtube gibt es allerdings Videos die einen recht flotten Bildaufbau zeigen.
 
@grosseruser
ja.. diese Videos hab ich auch gesehen.. hab da aber aktuell noch keine Ahnung wie man das so hin bekommt.. Ich muss eh noch auf das Display warten..
Ich nutz aktuell einen Nodemcu.. ist deutlich angenehmer zum Verkabeln, hat den FTDI und die Spannungsversorgung schon eingebaut.. für nur ein paar
€ mehr... und da das Ding bei mir später nicht an einer Batterie sondern am Strom hängt, spielt Energiesparen eher eine untergeordnete Rolle..

Gruß Martin
 
@Brick: Da hast du recht, der Nodemcu ist für einen Nachbau wesentlich besser geeignet. Ich habe mich nur wegen des Antennenanschlusses für einen ESP07 entschieden, der aber Original leider nur 1 MB Flash zur Verfügung hat. Das steht der geplanten Fähigkeit zum Firmwareupdate per Webinterface (oder direkt per Internet) im Weg. Deshalb habe ich meine ESP07 auf 4 MB aufgerüstet, was für den Nachbau eine fast unüberwindbare Hürde darstellt. Ohne die meist unnötige Antenne bleibt auch mehr Platz für den Pitmaster Anschluss. :)

@s.ochs: Die Kommunikation mit dem MCP3208 umfasst nur 20 bit, da geht bei Bitbang nicht so viel Zeit verloren (0,6-0,7 ms). Acht Messwerte auf dem TFT auszugeben dauert aktuell 74 ms. Zumal ich glaube im Datenblatt gelesen zu haben, dass der MCP3208 nur 2 MHz SPI Takt beherrscht. Das ist aber nichts endgültiges und es ist durchaus möglich, das auch dort noch Hard-SPI zum Einsatz kommt.

Insgesamt werde ich mich jetzt erstmal um die Netzwerkfähigkeiten und die Weboberfläche kümmern. Wobei hier noch die Frage ist, ob es Sinn macht die Oberfläche der anderen Projekte zu übernehmen? (...und ob ich das überhaupt darf?) Es stehen Aktuell nur 3 MB für die Webseite und Datenspeicherung zur Verfügung. Alternative währe den auf dem TFT Board vorhandenen SD-Kartenleser auch noch per SPI anzubinden. Das wollte ich aber eher für eine V2 aufheben :D Wichtig ist mir außerdem gute Bedienbarkeit mit einem Handy oder Tablet, da ich damit zu zum Großteil auf den "Micro" zugreifen werde. Desktop ist eher eine Zusatzfunktion.
 
Ein tolles Projekt :respekt:

Wie hoch ist die Stromaufnahme von deinem System?
Was kann dein Pitmaster?
Ist eine PID Regelung enthalten?
 
Stromaufnahme liegt im Moment bei etwa 250 mA. Pitmasterfunktion habe ich nur auf dem Steckbrett getestet und eine PI-Reglung eingesetzt, da der D-Anteil für langsame Regelstrecken nicht so wichtig ist. Der kann aber wieder Aktiviert werden.

Code:
int16_t PID_Regler (float x, float w){ // pitmaster   
  float e = w - x;                 
  esum  =  esum + e * 5;     
  esum=limit(esum,-1023,1023);
  float y = (e * 50) + esum; // PI-Regler
  return limit((int16_t) y, 0, 1023);
}
 
Nur der ESP ohne Wlan etwa 30 mA mit etwa 70 mA. Wobei ich glaube das es auch nur 170 mA wahren und 300 mA mit 5V Lüfter. Da müsste ich heute Abend noch mal Messen.
 
Wenn du ein Nextion Display benutzen würdest landest du bei c.a. 130mA.
Hört sich zwar nicht nach viel Gewinn an aber es würde deine Laufzeit mit einer Power Bank fast verdoppeln.

Was spricht gegen so ein Display?
 
Ursprünglich sollte gar kein Display dran, das Verbaute TFT hatte ich aber noch da. Nextion Displays sind bestellt, haben bedingt durch das Chinesische Neujahrsfest aber etwas Lieferzeit. Ein weiterer Vorteil ist, das der SPI-Bus frei wird für die SD-Karte und weniger Pins am ESP belegt sind. Basis für V2 :)

Edit: Gemessen 188 mA mit Display und 86 mA ohne Display
 
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