ELV Starter Set Bausatz LoRaWAN® Temperatur/Luftfeuchte
- Artikel-Nr. 253540
- EAN: 4023392535406
Das Starter Set LoRaWAN® Temperatur/Luftfeuchte besteht aus dem Funk Basismodul ELV-LW-Base, dem Powermodul ELV-Buttoncell und dem Applikationsmodul Temperatur und Luftfeuchte ELV-AM-TH1
Die möglichen Anwendungen mit LoRaWAN® sind beeindruckend vielfältig: vom Temperatursensor auf dem freien Feld über den Tracker, der jede Art von Gegenstand per angeschlossenem GPS verfolgbar macht, bis zum Parkplatzsensor, der zukünftig ein intelligentes Parkraum-Management in Städten ermöglicht.
Die übermittelten Daten sind dabei Ende-zu-Ende verschlüsselt. Das Modul ELV-LW-Base stellt mit dem im Funkmodul enthaltenen System-on-Chip (SoC) von STMicroelectronics die Basis-Funktionalität zur Verfügung – die Funk-Anbindung an LoRaWAN®.
Das SoC beherbergt aber auch die Anwendung, die bei unserem Modul ELV-LW-Base bereits eine Firmware enthält, die den Anschluss von zwei Tastern und einem Output ermöglicht, später aber an andere Anwendungen und weitere aufsteckbare Module angepasst werden kann.
Das Modul ELV-LW-Base stellt die Basis-Funktionalität in dem System für Experimente mit LoRaWAN® zur Verfügung. Ähnlich wie bei einem Arduino oder ESP8266/32 ist das Basimodul ELV-LW-Base die Plattform, an die zusätzliche Peripherie angeschlossen werden kann, um entsprechende Funktionen, Schaltungen und Experimente zu ermöglichen.
Das ELV-Buttoncell-Modul ist auch als Breadboard-kompatible mobile Spannungsquelle für Experimentieraufbauten geeignet.
Das Modul basiert auf einem hocheffizienten und extrem stromsparenden Buck-Boost-Converter, der einen Stand-By-Stromverbrauch von weniger als 1 µA hat. Als Spannungsquelle kommen entweder zwei LR44-Knopfzellen für sehr stromsparende Anwendugnen oder zwei bis drei extern anschließbare 1,5-V-Batterien zum Einsatz. Auch die Versorgung über ein Solarsystem mit einem angeschlossenen Energiespeicher ist so denkbar. Damit ist ein extrem langlebiger, autarker Betrieb eines LoRaWAN®-Sensors möglich.
Über das Basismodul ELV-LW-Base kann periodisch der Spannungsstatus des Energiespeichers abgefragt werden, die Information wird - in die Nutzdaten (Payload) integriert - übermittelt. So erhält man eine Statusmeldung über den Zustand der Stromversorgung eines Sensors.
Da das ELV-Buttoncell Modul bis zu 150 mA (3,3 V) liefern kann, ist es auch als mobile Stromversorgung für Breadboard-Aufbauten geeignet.
ELV-BM-TRX1
- Basismodul im ELV-Modulsystem für Experimente mit Ultra Low Power und Long Range Sensoren für LoRaWAN®
- Verwendung in einem lizenzfreien Frequenzband (863 – 870 MHz)
- Sehr stromsparend
- Hohe Funkreichweite: typ. bis zu 15 km Freifeld
- Stand-alone einsetzbar, Breadboard-kompatibel
- Plug & Play-Funktionalität, Experimente einfach möglich
- Fertig aufgebaut – kein Löten erforderlich
- Experimentierbeispiel bereits aufgespielt - kann sofort als Experimentierplattform mit Firmware-Beispiel genutzt werden
- Per USB und ELV-LW Flasher-Tool Änderung der Firmware (Hex-Files) möglich
- Mit eigenem Code programmierbar über bspw. STM32CubeIDE und Programmier-Adapter ST-LINK/V2
ELV-AM-TH1
- Geeignet zum Einsatz mit dem Basismodul ELV-LW-Base zum einfachen Realisieren eines LoRaWAN®-Sensors
- Messung von zwei Temperaturen und relativer Luftfeuchte (Sensor: HDC2080)
- Ein interner Temperatursensor und ein abgesetzt betreibbarer Temperatursensor
- Genauigkeit Temperaturmessung: typ. ±0,2 °C
- Genauigkeit Luftfeuchtemessung: typ. ±2 %
- Messintervall einstellbar von 1 bis alle 255 Minuten
- Sehr geringer Stromverbrauch:
- Sleep-Mode: 50 nA (typisch), max. 100 nA
- 1x Messung pro Sekunde: 550 nA
ELV-PM-BC
- Fertig bestücktes Aufsteckmodul für das Basismodul ELV-LW-Base des ELV-Modulsystems für LoRaWAN® – nur wenige Lötarbeiten notwendig
- Hocheffizienter Buck-Boost-Converter für eine stabile Spannungserzeugung (3,3 V/150 mA) aus zwei LR44-Knopfzellen oder externen Spannungsquellen (5,5 V max.)
- Extrem geringer Stand-By-Stromverbrauch – nur 1 µA ohne Last
- Kurzschlussfester Ausgang
- Abfrage des Batteriestatus über das Modul ELV-LW-Base möglich
- Breadboard-kompatible Ausführung, somit auch als mobile Spannungsquelle für Experimentieraufbauten einsetzbar
- Klimakontrolle von weit entfernt liegenden Räumen
- Frostwächter für Pools
- Hitzewächter im Gewächshaus
- Vielfältiger Einsatz im Landwirtschafts- und Gartenbaubereich für kleinzellige Klimaüberwachung
- Überwachung schimmelgefährdeter Stellen
Anwendungsbeispiele - ELV-PM-BC:
- Spannungsversorgung für das Basismodul ELV-LW-Base
- Durch die Kompatibilität mit Breadboards auch in anderen experimentellen Aufbauten ohne ELV-LW-Base nutzbar
Was bedeutet ARR-Bausatz?
ARR heißt "almost ready to run", übertragen "Fast-fertig-Bausatz". Hier sind nur noch wenige bis keine elektronischen Bauteile zu bestücken, meist handelt es sich dabei nur noch um Anschluss- oder Bedienelemente. Die Hauptarbeit liegt hier bei der Montage und Inbetriebnahme des Geräts. Die Platinen sind maschinell bestückt und geprüft.
Deshalb sind hier auch keine speziellen Elektronikkenntnisse erforderlich, die Aufbauzeit ist sehr kurz. Trotz des hohen Vorfertigungsgrads ist der Bausatz dennoch günstiger als ein Fertiggerät.
Hinweis:
Aufgrund des großen Funktionsumfangs und der Komplexität kann ELV zu diesem Produkt im Hinblick auf die Software-Einbindung/Netzwerk-Infrastruktur (bspw. The Things Network) leider keinerlei Support übernehmen. Für alle Fragen zum ELV-Modulsystem für LoRaWAN steht Ihnen das ELVforum (Kategorie: ELV-Modulsystem) zur Verfügung.
- 1x ELV-LW-Base Funk Basismodul 1 ELV-BM-TRX1
- 1x ELV-Applikationsmodul für Temperatur und Luftfeuchte ELV-AM-TH1
- 1x ELV-Buttoncell ARR-Bausatz Powermodul LR44, ELV-PM-BC
- Bedienungsanleitung
Was kann ich mit LoRaWAN machen?
Die Möglichkeiten der Anwendungen mit LoRaWAN sind außerst vielfaltig.
Im Grunde eignet sich die Technologie für alle Sensoren, die stromsparend Daten übermitteln sollen, die außerhalb der Reichweite normaler Netzwerke wie beispielsweise WiFi liegen (s. a. „Was brauche ich an Hardware?“). Ob es der im Beitrag erwähnte Temperatursensor im Garten, ein Taster oder Sensor am entfernt gelegenen Gartenhaus oder Wohnmobil, das Asset-Management eines Unternehmens, das Gegenstande lokalisieren oder managen will, oder die Smart City handelt ist, die mit Parkplatzsensoren das Parkraum-Management ermöglichen will:
Die LoRIS-Base bietet eine günstige und spannende Möglichkeit, die Chancen dieser Technologie auszutesten und mit ihr zu experimentieren.
Was sind die Vor- und Nachteile?
Es gibt bereits zahlreiche Verfahren, um per Funk Daten von Sensoren zu übermitteln.
LoRaWAN stellt eine besonders stromsparende Möglichkeit dar, Daten per Funk über weite Entfernungen an die nächste Gegenstelle (Gateway) in einem lizenzfreien Frequenzband zu senden.
Allerdings mit Einschränkungen:
Die Datenmengen bewegen sich bei 51–222 Bytes/Sendung und der Duty-Cycle in dem genutzten Frequenzbereich (863–870 MHz) muss eingehalten werden.
Was brauche ich an Hardware, um mit LoRaWAN loszulegen?
Für erste Experimente reicht zunächst die LoRIS-Base und ein in der Nahe befindliches Gateway (s. u.). Auf der LoRIS-Base ist bereits ein Beispielcode aufgespielt, mit dem man zwei Taster und einen Output (bspw. LED) ansteuern kann.
Im Praxisbeispiel wird beschrieben, wie man die Taster anschließt und Daten an TheThingsNetwork (TTN/TTS) weiterleitet.
Bereits in der nächsten Ausgabe vom ELVjournal erscheinen zwei LoRIS-Module, mit denen eine Spannungsversorgung mit Knopfzellen und die Ansteuerung eines externen Tasters ermöglicht wird. Weitere Anwendungs- und Powermodule erscheinen in den darauffolgenden Ausgaben des ELVjournals.
Außerdem wird ein Gateway in der Nahe (~500 m bis einige Kilometer Entfernung) benötigt. In Deutschland sind zurzeit Gateways mit Anbindung an TTN/TTS am weitesten verbreitet. Hierauf basiert auch unser Praxisbeispiel. Ob ein Gateway in der Nähe ist, das mit TTN/TTS verbunden ist, erfahrt man unter
https://www.thethingsnetwork.org
(auf der Webseite etwas nach unten scrollen). Ist kein Gateway in der Nähe, dann seien Sie einer der Ersten, der diese spannende Technologie fordert und die Community zu dieser Funktechnologie ausbaut. Unter „Material“ empfehlen wir zwei günstige Gateways (Indoor/Outdoor), die wir ausführlich getestet haben.
Muss ich programmieren können?
Nein.
Für jedes Anwendungsmodul gibt es für die angebotene Funktionalität die passende Firmware, die per USB und unserem LoRIS-Flasher-Tool auf die LoRIS-Base aufgespielt werden kann. Für die Integration in die Netzwerkinfrastruktur
(z. B. TTN/TTS) bieten wir ebenfalls einen Beispielcode an.
Fortgeschrittene Nutzer können per Programmieradapter (STLINK/V2, Olimex 10-12 JTAG-Adapter – auf richtigen Anschluss achten!, s. „Material“) und Entwicklungsumgebung (z. B. STM32CubeIDE) einen eigenen Code schreiben.
Hierzu bieten wir Code-Templates an.
Auf der LoRIS-Base ist bereits ein Beispielcode aufgespielt, der zwei Taster und einen Output (bspw. LED) ansteuern kann (s. Praxisbeispiel).
Muss ich löten können? / Was brauche ich an Zubehör?
Die LoRIS-Base ist bereits fertig aufgebaut und es muss nichts mehr gelotet werden.
Für Experimente mit dem Beispielcode (Taster/LED) findet man unter „Material“ geeignetes Zubehör wie Breadboards, Steckbrücken oder Prototypenadapter.
Das meiste des benötigten Materials sollte sich allerdings bereits in der Bastelkiste befinden.
TheThingsIndustries (TTI) , TheThingsNetwork (TTN) und TheThingsStack (TTS)
Für die Anbindung an eine Netzwerkinfrastruktur, über die wir unseren Sensorknoten betreiben können, benötigen wir einen entsprechenden Anbieter.
Mit TheThingsIndustries gibt es einen Anbieter, der in der Vergangenheit unter dem Namen TheThingsNetwork (TTN) eine kostenfreie Netzwerkinfrastruktur zur Verfügung gestellt hat. Mit TheThingsStack gibt es mittlerweile einen Nachfolger dazu. Diese Netzwerkanbindung nutzen wir auch für unser Praxisbeispiel.
Wie versorge ich die LoRIS-Base mit Spannung?
Dazu gibt es zwei Möglichkeiten:
Zum einen vor allem für Experimente auf dem Breadboard die komfortable Spannungsversorgung per USB-Typ-C, zum anderen über +VDD mit 3 bis 3,3 Volt. Es dürfen nicht beide Spannungsversorgungen gleichzeitig angeschlossen sein.
Das Flasher-Tool wurde nur für das Windows 10 - 64bit Betriebssystem erstellt. Auf 32bit Systemen, Mac und Linux ist das Tool leider nicht lauffähig.
Als Alternative kann der CubeProgrammer verwendet werden.
Hier der Downloadlink: https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeprog.html
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