beelogger

Netzbetrieb – beelogger-EasyPlug

Um die Sensoren und Module für den Arduino Datenlogger mit Stockwaage für Imker korrekt zu beschalten und sicher mit dem Arduino zu verbinden, kann eine Lochrasterplatine verwendet werden. Wer sich die Arbeit, grade bei mehreren Datenloggern sparen möchte, kann die speziell für den beelogger von uns entwickelte Platine ‘beelogger-EasyPlug‘ einsetzen. Somit entfallen eine Menge Lötarbeiten, die fertigen Systeme sind mit den richtigen Einkaufstipps insgesamt oftmals günstiger und es muss beispielsweise kein Bootloader auf einem ATmega-Chip installiert werden, womit der Aufbau auch für Anfänger geeignet ist.

Der beelogger-EasyPlug ist durch seinen einfachen Aufbau und die Verwendung eines Arduino Nano als fertiges Board das ideale System für den einfachen Einstieg in das Thema. Im Netzbetrieb arbeitet der Datenlogger standalone als Komplettsystem mit einem Ethernet-Adapter, um die Messwerte direkt an den Webserver zu übertragen. Bei Verwendung von nRF24L01 ist die Platine als Sender oder Empfänger einsetzbar, wobei ein Netzwerk mit bis zu 6 Sendern und einem Empfänger möglich ist. Natürlich kann der beelogger-EasyPlug auch als Empfänger für den beelogger-Solar eingesetzt werden. Unterstützt wird auch der einfache Einsatz eines RF433 über das Protoboard.

Der beelogger-EasyPlug bietet folgende Features:

  • Optionale DC-Buchse und Schraubklemme für 5V Versorgungsspannung
  • 3.3V Spannungsregler
  • Header für einen Arduino Nano mit zusätzlichem Pinabgriff
  • Optionale Schraubklemme zum Anschluss für externe DS18B20 incl. Widerstand zur Beschaltung
  • Optionale Schraubklemmen zum Anschluss für zwei externe DHT-Sensoren inkl. optionaler Widerstände zur Beschaltung
  • Optionale Schraubklemme zum Anschluss für einen externen BH1750FVI oder Header mit Verbindung über Patchfeld
  • Optionale Schraubklemme für ein externes Wägeelement
  • Header mit Verbindung über Patchfeld für einen HX711
  • Optionale Schraubklemme zum Anschluss für externe Bienenzähler – bei mehr als zwei Bienenzählern sollten die Stromversorgung direkt über die Stromquelle erfolgen
  • Header für einen nRF24L01
  • Optionale Buchse zum Anschluss für ein externes W5100-Board mit Jumper für 3.3V oder 5V Spannungsversorgung
  • Protoboard mit 8×14 Lochraster unter dem Bereich für nRF24L01 und BH1750FVI (beispielsweise für ein RF433-Modul)

Generell können die Sensoren für eine optimale Verbindung auch ohne Schraubklemmen direkt angelötet werden!

beelogger easyplug layout v3   

Bezug

Die Platine ‘beelogger-EasyPlug’ kann über die zur Verfügung gestellten Gerber-Files beim Platinenhersteller des Vertrauens gefertigt werden. Platinenhersteller, die zu einem sehr guten Preis und in guter Qualität fertigen sind Smart Prototyping und Elecrow. Eine Ausführliche Beschreibung zum Bestellvorgang ist unter Platinenbestellung zu finden.

In der folgenden Bezugsliste werden nur zusätzliche Bauteile, nicht aber bereits vorgestellte Bauteile, Sensoren und Module aufgeführt. Bis auf die beelogger-EasyPlug Platine selbst, handelt es sich um Standard-Bauteile.

Bezugsquelle Preis ab Suchbegriffe* Bemerkungen
Smart Prototyping
Elecrow
ab 4,15€
(10 Stück)
(zuzüglich Versand)
  Platinenbestellung
eBay 1,45€
(100 Stück)
Resistor 4k7 4.7 4700 Widerstand 4,7k für DHT22 und DS18B20
eBay 1,25€
(10 Stück)
IDC Socket 2×5 2,54 Buchse für Anschluss Ethernet-Board
eBay 1,45€
(2 Stück)
FC-10P JTAG 2,54 Kabel für Anschluss Ethernet-Board
eBay 1,05€
(10 Stück a 40 Pin)
Pin Header Male 2,54 Pinleiste
eBay 1,30€
(10 Stück a 40 Pin)
Pin Header Female 2,54 Buchsenleiste
eBay 5,30€
(5 Stück)
LF33CV 3.3V Spannungsregler
eBay 1,00€
(100 Stück)
 100nF Ceramic Keramik-Kondensator 100nF für 3,3V Spannungsregler
eBay 1,15€
(10 Stück)
2,2uF Electrolytic Capacitor Elko für 3,3V Spannungsregler
eBay 1,10€
(50 Stück)
1uF Ceramic Keramik-Kondensator 1uF für nRF24L01
eBay 1,10€
(10 Stück)
DC Power Socket Buchse für Netzteil
eBay 2,80€
(20 Stück)
screw terminal connector block 3.5  Optionale 2-Pin Schraubklemme 3.5mm Rastermaß für Stromversorgung
eBay 2,55€
(20 Stück)
screw terminal connector block 3.5  Optionale 3-Pin Schraubklemme 3.5mm Rastermaß für Sensoren
eBay 2,80€
(10 Stück)
screw terminal connector block 3.5  Optionale 4-Pin Schraubklemme 3.5mm Rastermaß für Sensoren
selten verfügbar – alternativ können auch bestimmte 2-Pin Schraubklemmen miteinander verbunden und als 4-Pin verwendet werden
ebay 4,80€
(10 Stück)
TS5A3167 TS5A3167DBVR Optional für den Master bei Verwendung des Programmcodes ‘beelogger nRF24L01’

*Einkaufstipps

Beschaltung

beelogger-EasyPlug dient der einfachen Verbindung eines Arduino Nano mit Sensoren und Modulen. Hierfür werden zur Anbindung optionale Pinleisten, Buchsenleisten und Schraubklemmen verwendet.

Die Stromversorgung wird über eine Schraubklemme oder eine DC-Buchse vorgenommen.

beelogger easyplug stromversorgung

Da nRF24L01-Module mit integriertem Verstärker einen Stromverbrauch beim Senden von bis zu 115mA aufweisen, wird zur 3,3V Spannungsversorgung ein LF33CV als Spannungsregler verwendet, der zusätzlich zwei Kondensatoren benötigt. Über diese Spanungsversorgung werden auch die DS18B20 sowie das Ethernet-Board (über den 5V / 3,3V Jumper) versorgt. 

beelogger EasyPlug LF33CV

Einige W5100-Ethernet-Boards besitzen bereits einen 3,3V Spannungsregler, andere Boards müssen mit 3,3V versorgt werden. Für größtmögliche Flexibilität wird die Spannung für den W5100 über den VCC-Switch eingestellt. Hierzu kann eine einfache Lötbrücke oder ein PC-Jumper an Pins verwendet werden.

beelogger EasyPlug Switch

Mit einer IDC-Buchse kann der Ethernet-Adapters über ein konfektioniertes Kabel einfach verbunden werden. 

beelogger easyplug w5100

Leider scheinen alle am Markt befindlichen Ethernet-Boards auf dem gleichen Schaltplan zu basieren. Dieser Schaltplan sieht vor, dass die SPI-Kommunikation ständig aktiv ist, wodurch es erstmal nicht möglich ist, weitere SPI-Geräte am gleichen Arduino zu betreiben. Um den zusätzlichen Einsatz eines nRF24L01 zu ermöglichen (für den Master bei Verwendung des Programmcodes ‘beelogger nRF24L01’), muss als Workaround die MISO-Leitung zum Ethernet-Adapter, während dieser nicht benötigt wird, unterbrochen werden. Hierfür ist ein Schalter in Form des IC TS5A3167 vorgesehen, womit man sich um diese Steuerung keine Gedanken machen muss. Für den Einsatz nur mit Ethernet-Board ohne nRF24L01, wird keinTS5A3167 benötigt und die linken oberen beiden Lötpunkte sind einfach auf der Platine zu überbrücken. 

beelogger TS5A3167

Der nRF24L01 kann entweder direkt oder über eine Buchseinleiste bestückt werden. Ein zusätzlicher Stützkondensator sorgt hierbei für einen zuverlässigen Betrieb.

beelogger easyplug nrf24l01

Optionale Widerstände für einige Sensoren können direkt auf die Platine gelötet werden.

beelogger easyplug widerstaende v3

Das Modul BH1750FVI kann extern über eine Schraubklemme angeschlossen oder direkt auf der Platine genutzt werden. Da es diesen Sensor mit unterschiedlicher Pinbelegung gibt, besitzt der beelogger-EasyPlug hierfür ein Patchfeld für den Anschluss direkt auf der Platine, um möglichst mit allen Ausführungen kompatibel zu sein. Stimmt die Pinbelegung des Sensors mit der aufgedruckten Belegung überein, müssen die horizontal benachbarten Lötfelder des Patchfeldes mit einer Lötbrücke oder einem Jumper miteinander verbunden werden. Stimmt die Belegung nicht überein, können Kabelbrücken für die korrekte Verbindung innerhalb des Patchfeldes genutzt werden.

beelogger EasyPlug Patchfeld

Das HX711-Board besitzt auf beiden Seiten des Boards Anschlüsse. Aus diesem Grund existiert auf dem beelogger-EasyPlug für jede Seite ein Patchfeld. Da bei diesem Modul nicht nur die Pinbelegung, sondern auch die Größe des Boards variieren kann, sind zusätzliche, horizontal miteinander verbundene Lötfelder zum Anschluss vorhanden.

beelogger EasyPlug Patchfeld HX711

Zum Anschluss eines Wägeelementes an den HX711 können Schraubklemmen oder direkt die Lötpads verwendet werden. Für einen störungsfreien Einsatz ist Abschirmung der Wägezelle mit GND zu verbinden

beelogger easyplug anschluss hx711

Wird der BH1750FVI extern angeschlossen oder werden nRF24L01 und BH1750FVI über Buchsenleisten aufgesteckt, kann zumindest eingeschränkt das Protoboard genutzt werden. Als integrierte Lochrasterplatine ermöglicht diese eigene Anpassungen, zukünftige Erweiterungen oder den Anschluss eines RF433-Moduls. Hierfür stehen zusätzlich 5V, 3,3V, GND und der RF433-Data-Pin am Protoboard zur Verfügung.

beelogger easyplug protoboard v3

Release Notes

Version Release Notes
1
  • Prototyp
2
  • Erweiterung des Lötfeldes für HX711 um zwei Reihen
  • 5V, 3,3V, GND und der RF433-Data-Pin am Protoboard
  • Integration eines TS5A3167 zur Verwendung eines Ethernet-Boards mit einem nRF24L01 an einem Arduino (für den Master bei Verwendung des Programmcodes ‘beelogger nRF24L01’)
3
  • Zusätzlicher Anschluss für die Abschirmung (GND) der Wägezelle
  • Stützkondensator für den nRF24L01 integriert
  • Optimierung der Leitungsführung und Masseflächen
4
  • Optimierung der Leitungsführung und Masseflächen

Die Platine mit den zugehörigen Fertigungsdateien sowie die entsprechenden Anleitungen stehen unter dem Copyright von Thorsten Gurzan und dürfen nur für den eigenen oder privaten Gebrauch genutzt und nicht weiter veröffentlicht werden.

Gerber-Files downloaden:

Download

Rechtliche Hinweise

Bei dieser Platine und den zugehörigen Anleitungen und Informationen handelt es sich um ein Hobby-Projekt. Obwohl die Platine und Anleitungen mit größter Sorgfalt entwickelt und mit den uns zur Verfügung stehenden Mitteln geprüft wurden, erfolgt der Nachbau und die Verwendung auf eigene Gefahr und ohne Garantie oder Gewährleistung. Für Schäden aller Art wird keine Haftung übernommen. Da diese Webseite von vielen Besuchern auf der ganzen Welt genutzt wird, muss von jedem Nachbauer oder Verwender selbst sichergestellt werden, dass alle jeweils geltenden rechtlichen Bestimmungen eingehalten werden. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der Nachbau nur durch Fachpersonen vorgenommen werden darf oder vor der Inbetriebnahme und Verwendung weitere Prüfungen notwendig sind. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, sind in vielen Ländern die VDE-Vorschriften als harmonisierte Normen einzuhalten. Bei Download der Dateien, Nachbau oder Inbetriebnahme des Projektes oder Teile des Projektes wird diesen Bedingungen zugestimmt.