Überblick
Hardware
Ein Hub im Netzwerk, ein Kabel, bis zu 64 Module je Hub. Für den Anfang aus fertigen Boards auf dem Steckbrett, später auf eigenen Platinen.
Auf dieser Seite
Die Plattform
| Teil | Was | Anzahl |
|---|---|---|
| Hub | ESP32-S3 mit WLAN und Ethernet, CAN, RS485, zwei eigene Ausgänge | einer je Anlage |
| Module | ESP32-C3 SuperMini mit CAN-Transceiver, später STM32G0B1 auf eigener Platine | bis zu 64 je Hub |
| Modulbus | vieradriges Kabel: 24 V, Masse, CAN-H, CAN-L | von Modul zu Modul |
| Sensoren und Aktoren | an den Modulen, nach Haltbarkeit im Außeneinsatz gewählt | nach Bedarf |
Grundsätze
Die Messung gehört zum Ausgang. Jedes Modul mit Ausgängen misst selbst: Strom und Spannung je Ausgang, dazu die eigene Versorgungsspannung. Es gibt kein zentrales Messgerät. Wer ein Modul ansteckt, bekommt dessen Überwachung automatisch mit. Sechs Pumpen bedeuten sechs Ausgänge mit sechs Messungen, ohne dass irgendwo etwas nachgerüstet wird.
Keine Annahmen über die Hardware. SmartBeet ist für beliebige Hardware gedacht: jeden Tank, jeden Sensor, Antriebe mit 12 oder 24 V, Heizungen mit Kleinspannung oder 230 V. Was vom Einbau abhängt, hat keine Voreinstellung. Füllstand, Bodenfeuchte und Antriebe werden nach dem Einbau kalibriert. Bis dahin ist gesperrt, was davon abhängt.
Hohe Ströme laufen nicht über das Buskabel. Leistungsmodule haben eine eigene Lastversorgung.
Die Software ist die erste Sicherung, nie die einzige. Jede Heizung bekommt einen Temperaturschalter in Reihe, jeder Ausgang eine eigene Absicherung.
Vom Hochbeet bis zum Garten
Dieselbe Hardware deckt verschiedene Anlagen ab. Was sich ändert, ist die Zahl der Module. Seit Version 0.10.0 liest jedes Sensormodul genau eine Sensorart, mehr dazu unter Module.
| Anlage | Braucht |
|---|---|
| Hochbeet mit Deckeln | je Kammer Temperatur/Feuchte, CO₂, Lichtsensor, Bodenfeuchte, Leistung DC und Antrieb; am Tank Füllstand, Wassertemperatur, Durchfluss und Leistung DC; Relais; außen BME280, Regensensor, Lichtsensor und Wind |
| Gewächshaus, Terrarium | wie das Hochbeet, je nach Ausstattung ohne Antrieb oder ohne Wasser |
| Offene Beete im Garten | je Beet Bodenfeuchte und Leistung DC; am Tank Füllstand, Wassertemperatur und Durchfluss; außen BME280, Regensensor und Lichtsensor |
Das Hochbeet des Projekts kommt so auf 22 Module, die Vorlage für den Garten auf 13, den Hub jeweils mitgezählt. Ein Hub nimmt höchstens 64 Module. Mit den Standardkammern reicht das für etwa neun Kammern.
Offene Beete haben keinen Deckel und kein eigenes Klima. Mehr unter Garten. Was eine Anlage ungefähr kostet, schätzt der Kostenrechner.
Zwei Stufen
| Stufe | Module aus | Stand |
|---|---|---|
| Schreibtischaufbau | fertigen Boards (ESP32-C3 SuperMini), Transceiver und Sensorplatinen | Die Firmware dafür ist geschrieben. |
| Eigene Platinen | STM32G0B1 mit eingebautem CAN, ohne Funk | geplant, nach dem Schreibtischaufbau |
Das Protokoll auf dem Bus ändert sich beim Wechsel nicht. Module mit ESP32 und mit STM32 können am selben Bus hängen.
In diesem Bereich
- 01 Hub Ein ESP32-S3 je Anlage, per WLAN oder Netzwerkkabel im Netz. Gateway, Regler, Sicherheitsschicht und zugleich das erste Modul.
- 02 Module Ein Modul je Sensorart, dazu Leistung DC, Relais, Antrieb, Wind, Anzeige, Universal und Einspeisung. Wie ein Modul seine Sensoren erkennt und wie sein Typ gesetzt wird.
- 03 Anzeige Ein 4,3-Zoll-Touchdisplay zeigt Messwerte, Regler, Tanks und Alarme direkt am Beet, als Modul am Bus oder als eigenes Gerät im WLAN. Nach Anmeldung mit PIN lässt sich vor Ort schalten und einstellen.
- 04 CAN-Bus Vier Adern mit 24 V und CAN, 250 kbit/s, 120 Ω an beiden Enden. Warum CAN statt RS485 und was Controller und Transceiver unterscheidet.
- 05 Boards ESP32-S3 N16R8 für den Hub, ESP32-C3 SuperMini für Module, später STM32G0B1 auf eigener Platine. Mit der Pinbelegung je Modultyp.
- 06 Sensoren, Aktoren Empfohlene Sensoren und Aktoren für den Außeneinsatz, mit Begründung. SHT45, SCD41, BME280, DS18B20, Ultraschall, Linearantriebe, Pumpen, Heizmatten.
- 07 Antriebe Linearantriebe mit 12 oder 24 V melden ihre Stellung nicht. Ein Antrieb fährt erst mit seinen Motordaten aus dem Datenblatt, dann rechnet SmartBeet die Stellung aus kalibrierten Laufzeiten.
- 08 Strom 24 V auf dem Bus, 12 oder 24 V für Pumpen und Antriebe, 230 V im eigenen Gehäuse. Dazu die Schutzmaßnahmen, die ohne Software wirken.