René Schimmelpfennig

Webdeveloper, Entertainer, Querdenker & Eichhörnchen-Züchter 🐿️

Bewässerungsanlage mit Stromsparmodus

In diesem Sommer habe ich mit zum Ziel gesetzt den Stromverbrauch meiner Bewässerungsanlage zu optimieren.

Durch Einsatz einer großen Powerbank konnte man zwar die Laufzeit von 2 bis 3 Monate erreichen, doch hier sah ich noch großes Einsparungspotential da sie die meiste Zeit mit dem WLAN verbunden ist und keine Daten überträgt. Aktuell ist sie so programmiert, dass sie 4 mal am Tag (also alle 6 Stunden) Messwerte aufnimmt und diese an den Server schickt. Die Zeiten dazwischen wird unnötig Strom verschwendet.

Der große Vorteil: Der ESP8266 bringt bereits drei Stromsparmodi mit:

  • modem sleep: 15 mA
  • light sleep: 0,4 mA
  • deep sleep: 20 µA

Ich entschied mich für den Deep Sleep und verbindete dazu den REST mit dem D0 Pin, damit der Timer die CPU wieder aufwachen kann. Hierbei ist unbedingt zu beachten, dass die Verbindung unterbrochen werden muss, wenn man auf seinem Board eine neue Firmware aufspielen möchte. Daher werde ich noch einen Schalter integrieren.

Der ganze Prozess läuft nun so ab:

  1. die Bewässerungsanlage wird gestartet
  2. die Temperatur, Luftfeuchte und Wassergehalt des Bodens werden gemessen
  3. Sendet diese Werte über MQTT an den Broker
  4. Warte max 2 Minuten auf Befehl
  5. Python Script auf Server speichert die Sensordaten in der Datenbank ab und entscheidet ob ein Befehl zum Bewässern gegeben werden muss
  6. für 6h in den Deep Sleep Modus Wechseln (Stromverbrauch sinkt auf 20 µA)
  7. nach 6h beginne wieder mit Schritt 1.

Problem mit der Powerbank

Dabei hat sich ein großes Problem herrausgestellt: Die meisten Powerbänke schalten sich ab, wenn die Stromabgabe unter einen Grenzwert sinkt. Dieser Wert scheint mit dem Deep Sleep Modus deutlich unterschritten zu werden, so dass mein Board nach 6h nicht erneut aufwachen kann und die Anlage somit nicht mehr funktioniert. Leider lässt sich dieses Verhalten nicht einfach abschalten, da die Hersteller keine Infos über Ihre Schaltungen veröffentlichen.

Abhilfe habe ich mir geschaffen, in dem ich einen alten Notebook Akku zerlegt habe und seine Zellen nun zu einer neuen Stromquelle zusammensetzt habe. Die Zellen liefern allerdings nur eine Spannung von 3,7 bis 3,9 V. Diese muss nun in 5 V umgewandelt werden. Dazu greife ich auf einen Step Up Wandler zurück.

Akku Zellen aus meinem alten Notebook Akku

Da es nicht einfach und sehr gefährlich ist Lithium Ionen Akkus aufzuladen habe ich mir einen TP4056 bestellt. Dieser dient als Ladegerät für die Zellen. An ihm kann ein handelsübliches USB Ladegerät angeschlossen werden, wie es auch für die meisten Smartphone verwendet wird. Das Board achtet unter anderem darauf, dass die Akkus nicht überladen werden.

Fortsetzung folgt…

Die Bauteile aus China sind noch nicht bei mir eingetroffen. Daher konnte ich das hier beschriebene noch nicht in die Praxis umsetzen. Ich werde euch aber ausführlich informieren wenn es soweit ist.

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