{"id":1272,"date":"2020-05-24T18:43:03","date_gmt":"2020-05-24T16:43:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rustimation.eu\/?p=1272"},"modified":"2025-02-22T10:19:37","modified_gmt":"2025-02-22T09:19:37","slug":"esp8266-d1-mini-sensor-mit-mqtt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/esp8266-d1-mini-sensor-mit-mqtt\/","title":{"rendered":"ESP8266 (Wemos D1 MINI) Sensor mit MQTT"},"content":{"rendered":"

W\u00e4hrend der zwangsweisen Coronapause bin ich dem Raspperry Pi ein bisschen untreu geworden und habe mich weiter mit\u00a0 ESP8266 basierenden Microcontrollern besch\u00e4ftigt. Im Prinzip habe ich da weiter gemacht, wo ich mit dem Adafruit Huzzah<\/a> aufgeh\u00f6rt habe. F\u00fcr grunds\u00e4tzliche Informationen \u00fcber die Arduino-artigen Microcrontoller bitte dort nachsehen.<\/p>\n

Das Wemos D1 Mini Node MCU WiFi Board ist superg\u00fcnstig und eignet sich f\u00fcr allerlei lustige Experimente mit Sensoren. Es kann mit einem Micro-USB Anschluss mit dem PC bzw. dem Arduino IDE verbunden werden, l\u00e4uft mit 5V oder auch mit 3V. Die Teile gibt es praktisch \u00fcberall. z.B. bei AZ-Deliveries<\/a> f\u00fcr ca. 7\u20ac oder g\u00fcnstiger, wenn man mehrere kauft. Reichelt, Conrad oder zur Not auch Amazon haben die Dinger meist auch.\u00a0 Die Pro Version hat eine externe Antenne f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Reichweite.<\/p>\n

Einen tieferen und sehr gut gemachten Einblick in den D1 Mini bietet Wolles Elektronikkiste<\/a>.<\/p>\n

Temperatur-\/Luftfeuchtigkeitssensor<\/h2>\n

Da ich einen feuchten Keller habe, wollte ich schon immer eine bezahlbare L\u00fcftungs- und Trocknungssteuerung daf\u00fcr. Was lag da n\u00e4her, als einen bzw. zwei Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren auf Basis des DHT22 zu basteln und damit die L\u00fcftung und Trocknung des Kellers<\/a> zu steuern.<\/p>\n

Hardware<\/h3>\n

Der elektrische Aufbau ist fast identisch zu dem in meinem ESP8266 Basisartikel<\/a>. Die Stromversorgung und Programmierung erfolgt \u00fcber den Mico-USB Anschluss am Board.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nach dem Testen k\u00f6nnen wir das Ganze auf eine Lochplatine \u00fcbertragen. Beim Verl\u00f6ten darauf achten, einen Jumper (Steckbr\u00fccke) zwischen D0 und RST einzubauen (in obigem Fritzing Diagramm nicht dargestellt). Da der Controller im Dauerbetrieb relativ warm wird, lege ich ihn nach getaner Arbeit (Messen und Werte \u00fcbermitteln) wieder schlafen. So wird der Controller nicht warm, die Messwerte werden nicht verf\u00e4lscht. Die Br\u00fccke D0-RST sorgt f\u00fcr den Reset nach dem Aufwachen. W\u00e4hrend des Programmierens ist der Kontakt offen, im Betrieb ist die Br\u00fccke gesteckt. Auf diese Weise\u00a0 resetted sich der Controller beim zeitgesteuerten Aufwachen.<\/p>\n

Ferner habe ich den D1 Mini \"upside down\" eingebaut, d.h. der silberfarbene ESP Chip liegt unten. Das hat in Bezug auf die Leiterbahnen-Entflechtung ein paar Vorz\u00fcge. Die Verl\u00f6tung ist also spiegelverkehrt zum obigen Fritzing Diagramm.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Als Geh\u00e4use habe ich das BOPLA ET-206 Geh\u00e4use Serie Euromas II, 65 x 50 x 37 mm, IP65<\/a> verwendet und ein paar L\u00f6cher f\u00fcr den Sensor gebohrt. Da der Deckel leider nur diagonal und nicht an allen 4 Ecken verschraubt wird, ist das Geh\u00e4use nur bedingt wasserdicht und\u00a0 muss mit Isolierband zus\u00e4tzlich abgedichtet werden, wenn man es drau\u00dfen einsetzen will. Die von mir gebohrten Luftl\u00f6cher zeigen beim Au\u00dfeneinsatz logischerweise nach unten damit kein Wasser eindringt!<\/p>\n

Leider habe ich in den letzten Jahrzehnten beim L\u00f6ten etwas die \u00dcbung verloren. Meine L\u00f6tarbeiten sehen nicht besonders professionell aus. Auch die Platine k\u00f6nnte etwas sauberer abgeschnitten sein. Den Anblick der R\u00fcckseite der von mir verl\u00f6teten Platine will ich euch deshalb ersparen. Daf\u00fcr habe ich ein Layout der L\u00f6tseite auf eine Dreier Punkt-Streifen Raster Platine<\/a> gezeichnet. Achtung: wie oben beschrieben ist der D1 MINI Upside-Down gesteckt.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

D1-Mini\u00a0 – Richtig rum eingebaut<\/h3>\n

Da die Upside Down Methode immer wieder zu Verwirrungen f\u00fchrt, habe ich meine letzten Sensoren \"richtig rum\" aufgebaut.<\/p>\n

Das sieht dann wie folgt aus – auch die R\u00fcckseite ist jetzt einigerma\u00dfen vorzeigbar:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Noch ein Hinweis, die neueren D1 Mini (wahrscheinlich ab Version 3.0.0.) sehen etwas anders aus. \"\"Anstatt der kleinen Huckepack Platine mit dem ESP8266 und dem Metallblech ist jetzt alles in einer Platine integriert – der 8266 Anteil steckt im diagonal montierten SMD Chip. Funktionalit\u00e4t und Pinout ist zum Gl\u00fcck identisch zu den Vorversionen.<\/p>\n

Software<\/h2>\n

Jetzt liegt es an euch: Wenn ihr alles komplett selbst entwickeln wollt, also eine Logik mit Python und einer selbst gebauten Web-Oberfl\u00e4che, dann haltet euch an den Beitrag WLAN f\u00e4higen Sensor bauen mit ESP8266<\/a>.<\/p>\n

Inzwischen haben sich aber einige IoT Standards etabliert, die uns eine Menge (Programmier-) Arbeit abnehmen. Ich habe meinen Sensor deshalb \u00fcber das MQTT Protokoll mit meiner Steuerung verbunden.<\/p>\n

MQTT!<\/h3>\n

Der Vorteil von MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ist, dass damit eine Vielzahl von unterschiedlichen Ger\u00e4ten Daten untereinander austauschen k\u00f6nnen – Angefangen von unserem Sensor, hin zu WiFi Schaltsteckdosen, Kameras und so weiter.<\/p>\n

Allen, die sich (so wie ich vor Corona) damit noch nicht auskennen, empfehle ich den kostenlosen MQTT Online Videokurs von haus-automatisierung.com<\/a> – Matthias Kleine hat eine ganze Reihe sehr guter und hochprofessioneller Tutorials zum Thema IoT geschrieben bzw. gedreht. Ich kann ihm dabei mit meinem kleinen Blog kaum das Wasser reichen.<\/p>\n

Mit MQTT k\u00f6nnen wir sp\u00e4ter den zweiten Sensor, zwei WLAN Schaltsteckdosen und die Steuerungslogik basierend auf Node-Red<\/a> ohne riesengro\u00dfen Programmieraufwand integrieren.<\/p>\n

Der Arduino Sketch ist eine Kombination aus dem Sketch in meinem Huzzah<\/a> Artikel und einem Sketch aus dem sehr guten und umfassenden FHEM Tutorial Wemos ESP8266 Temperatur per MQTT an FHEM senden<\/em><\/a> von Mathias Kleine in haus-automatisierung.com<\/a>.
\nAuch wenn es in dem Tutorial prim\u00e4r um FHEM geht, ist der MQTT und Arduino Teil wunderbar auf unseren Fall anwendbar. Das Tutorial enth\u00e4lt auch eine Anleitung zur Installation des MQTT Brokers auf einem Raspberry Pi.<\/p>\n

\/*********\r\nCode verwendet Teile aus https:\/\/haus-automatisierung.com\/hardware\/fhem\/2017\/02\/13\/fhem-tutorial-reihe-part-26-esp8266-arduino-mqtt-temperatur-an-fhem.html Wemos ESP8266 Temperatur per MQTT an FHEM senden\r\nvon Mathias Kleine in https:\/\/www.haus-automatisierung.com\r\n*********\/\r\n\r\n#include <ESP8266WiFi.h>\r\n#include <WiFiClient.h>\r\n\r\n#include \"DHT_U.h\"\r\n#include <MQTT.h>\r\n\r\n#define DHTTYPE DHT22\r\n#define DHTPIN 12\r\n\r\nconst char* host = \"192.168.178.99\"; \/\/die IP des MQTT Brokers\r\nconst char* ssid = \"DeineSSID\";\r\nconst char* password = \"DeinGeheimesRouterPasswort\";\r\nconst char* mqttuser = \"DeinOptionalerMQTTuser\";\r\nconst char* mqttpwd = \"DeinOptionalesMQTTpasswort\";\r\n\r\nWiFiClient net;\r\nMQTTClient mqtt;\r\n\r\nDHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);\r\n\r\nvoid setup() {\r\n\r\n  dht.begin();\r\n  delay(500);\r\n\r\n  Serial.begin(115200);\r\n  Serial.println();\r\n  Serial.println(\"Booting...\");\r\n\r\n  connect();\r\n  \r\n  Serial.println(\"Setup completed...\");\r\n\r\n  mqtt.loop();\r\n\r\n  float temp = dht.readTemperature();\r\n  float humidity = dht.readHumidity();\r\n\r\n  Serial.print(\"Sending... \");\r\n  if (!isnan(humidity) || !isnan(temp)) {\r\n    mqtt.publish(\"\/Keller\/aussen\/temp\", String(temp));\r\n    mqtt.publish(\"\/Keller\/aussen\/humidity\", String(humidity));\r\n \r\n    mqtt.disconnect();\r\n\r\n    Serial.print(\"Temp: \");\r\n    Serial.print(String(temp));\r\n    Serial.print(\" Humidity: \");\r\n    Serial.println(String(humidity));\r\n  }\r\n\r\n\/\/   delay(30000);\r\n    Serial.println(\"Going into deep sleep for xx seconds\");\r\n    ESP.deepSleep(1800e6); \/\/ e.g. 20e6 is 20 seconds\r\n}\r\n\r\nvoid connect() {\r\n  WiFi.mode(WIFI_AP_STA);\r\n  while(WiFi.waitForConnectResult() != WL_CONNECTED) {\r\n    WiFi.begin(ssid, password);\r\n    delay(500);\r\n    Serial.println(\"WiFi connection failed. Retry.\");\r\n  }\r\n\r\n  Serial.print(\"Wifi connection successful - IP-Address: \");\r\n  Serial.println(WiFi.localIP());\r\n\r\n  mqtt.begin(host, net);\r\n  while (!mqtt.connect(host, mqttuser, mqttpwd)) {\r\n    Serial.print(\"*\");\r\n  }\r\n  Serial.println(\"MQTT connected!\");\r\n  delay(500);\r\n}\r\n\r\nvoid loop(){\r\n}<\/pre>\n
Unser Programm l\u00e4uft genau einmal durch und legt sich dann eine bestimmte Zeit schlafen um anschlie\u00dfend wieder von vorne anzufangen. d.h. es spielt sich alles in der Setup() Routine ab. Loop() bleibt hier leer.<\/p>\n
Wenn ihr den MQTT Broker ohne User und Passwort aufgesetzt habt, dann anstatt<\/p>\n
(!mqtt.connect(host, mqttuser, mqttpwd))<\/pre>\n
einfach<\/p>\n
(!mqtt.connect(host))<\/pre>\n
verwenden.<\/p>\n
Batteriebetrieb<\/h2>\n
M\u00f6glicherweise werden sich ein paar Elektronik Spezialisten dar\u00fcber aufregen, aber ich betreibe den Au\u00dfensensor (bisher) erfolgreich mit 3 Volt mit Hilfe von zwei handels\u00fcblichen AAA Lithium Batterien. Die Laufzeit bei st\u00fcndlichem Aufwachen liegt nach meinen bisherigen Erfahrungen bei 3-4 Monaten je nach Temperaturverh\u00e4ltnissen.<\/p>\n
Pobieren werde ich es auch mit einer 3V CR123a Lithium Batterie und auch 4 x 1,2V NimH AA Zelllen – dann aber am 5V Eingang.<\/p>\n
F\u00fcr den Sensor innen im Keller (USB Stromversorgung) habe ich einen 10 Minuten timeout gew\u00e4hlt. Nat\u00fcrlich muss das Sleep-Intervall bei Batteriebetrieb entsprechend l\u00e4nger sein.\u00a0 Der Sensor au\u00dfen wacht nur alle 30 Minuten f\u00fcr ein paar Sekunden auf – wenn das nicht reichen sollte, gehe ich auf 60 Minuten.<\/p>\n
Der Batterieanschluss geschieht denkbar einfach: Das rote Pluskabel des Batteriehalters wird mit 3.3V verl\u00f6tet, das schwarze Massekabel mit GND. Sicherheitshalber habe ich noch einen Jumper in die Plusleitung eingel\u00f6tet, der abgezogen werden muss, wenn der Controller am USB Kabel h\u00e4ngt und damit gespeist bzw. programmiert wird.<\/p>\n
Update<\/strong>: Ich habe den Au\u00dfensensor inzwischen mit 4 AA NiMH Akkus best\u00fcckt und ein entsprechend gr\u00f6\u00dferes Geh\u00e4use verwendet. Anschluss an den 5V Pin. L\u00e4uft wie geschmiert auch bei -14\u00b0C.
\nWas tats\u00e4chlich nicht funktioniert, ist der Betrieb mit lediglich 2 NiMH Akkus. Hier reicht die Spannung nicht. Drei Akkus reichen, sicherheitshalber am 5V Pin, da sie frisch geladen zusammen ca. 4V Spannung haben, was f\u00fcr den 3,3V Anschluss zuviel sein k\u00f6nnte.<\/p>\n
Die Steuerungslogik erkl\u00e4re ich im n\u00e4chsten Beitrag<\/a>.<\/p>\n
Weiterentwicklung<\/h2>\n
Zum Schluss noch ein paar Hinweise auf eine Weiterentwicklung f\u00fcr diesen Sensor: WiFi Credentials und andere Parameter<\/a> ohne Programmieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
W\u00e4hrend der zwangsweisen Coronapause bin ich dem Raspperry Pi ein bisschen untreu geworden und habe mich weiter mit\u00a0 ESP8266 basierenden Microcontrollern besch\u00e4ftigt. Im Prinzip habe ich da weiter gemacht, wo ich mit dem Adafruit Huzzah aufgeh\u00f6rt habe. F\u00fcr grunds\u00e4tzliche Informationen \u00fcber die Arduino-artigen Microcrontoller bitte dort nachsehen. Das Wemos D1 Mini Node MCU WiFi Board … ESP8266 (Wemos D1 MINI) Sensor mit MQTT<\/span> weiterlesen →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1,103,112,102,53],"tags":[101,100,99],"class_list":["post-1272","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-allgemein","category-arduino","category-d1-mini","category-esp8266-esp32","category-iot","tag-dht22","tag-esp8266","tag-mqtt"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1272","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1272"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1272\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3344,"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1272\/revisions\/3344"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1272"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1272"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.rustimation.eu\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1272"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}