Einfache Temperaturüberwachung mit kabelgebundenen Sensoren (z.B. in Luft, Flüssigkeiten und Boden)

Manuel Fegerl 03/05/2019
WLAN Temperaturüberwachung mit DS18B20 Sensoren - Einfach ohne Löten zum selber bauen (DIY) mit iOS und Android App für NodeMCU ESP8266

Einleitung

Mit Hilfe dieser Anleitung kannst du mehrere Temperaturen (kabelgebunden, in Luft, Wasser und sogar im Boden) messen. Die Daten werden über WLAN an dein (Android und iOS) Smartphone übertragen und helfen dir z.B. deinen Warmwasserspeicher, dein Gartenhaus und vieles mehr zu überwachen. In diesem Projekt werden ein NodeMCU Amica v2 (basierend auf dem ESP8266 Mikrocontroller) und zwei kabelgebundene DS18B20 Sensoren verwendet. Die aktuellen Messdaten werden außerdem auf dem OLED Display dargestellt. Zum Anklemmen der Sensorkabel wird ein Schraubenzieher und eventuell ein Seitenschneider benötigt.

Damit du nicht selbst programmieren musst kannst du einfach die Sensate Firmware auf den Mikrocontroller kopieren, am Ende der Anleitung erfährst du dazu mehr. Mit Hilfe der Sense App kannst dann einfach und jederzeit (und von überall) auf deine Daten zugreifen und dir z.B. den täglichen Verlauf der Temperaturen ansehen.

Typische Anwendungsfälle für dieses Projekt:
– Temperaturüberwachung im Boiler (Warmwasserspeicher)
– Temperaturüberwachung Pufferspeicher
– Temperaturüberwachung für Solaranlagen
– Temperaturüberwachung bei Frostgefährdung (Kleintiergehege wie Hühnerstall und Hasenstall)
– Temperaturüberwachung für Bodentemperaturen z.B. für Reptilien im Freigehege


Benötigte Komponenten

1
Steckbrett (z.B. 400 Pin)
1
NodeMCU Amica v2 (Bridge)
1
1,3 Zoll I2C OLED Display
1
Verbindungskabel
1
Schraubklemme

Empfohlene App

Einfache Konfiguration mit

Werkzeug und Fähigkeiten


Bridge mit Steckbrett verbinden

Nimm das Steckbrett und Bridge wie abgebildet zur Hand und stecke die Bridge auf die rot gekennzeichneten Sockelleisten. Bitte achte darauf, dass der USB-Anschluss der Bridge nach unten zeigt. Die Bridge muss dann an die wie folgt beschrifteten Pins gesteckt sein:

– Linke Pinleiste: a: 16 bis 30
– Rechte Pinleiste: h: 16 bis 30


Schraubklemme (für die Sensorkabel) mit Steckbrett verbinden

Bei diesem Schritt wird die Schraubklemme (in der später die Sensorkabel angeschraubt werden) mit dem Steckbrett verbunden. Die 3 Pins werden auf j: 8,10,12 gesteckt. Achte dabei darauf, dass die Öffnung für die Kabeln rechts ist.


Widerstand mit Steckbrett verbinden

Bei dem Widerstand handelt es sich um einen sogenannten Pullup-Widerstand mit einem Wert zwischen 3 und 10kOhm. Dieser wird zwischen die positive Versorgungsspannung und die Datenleitung des Sensorkabels, also g: 8 und g: 12 gesteckt, die Ausrichtung ist dabei egal.


Display mit Steckbrett verbinden

Nun folgt das Display. Das Display muss so ausgerichtet werden, dass sich die Pins rechts befinden. Diese werden dann in die Sockelleisten f: 4 bis 7 gesteckt.


Display mit Bridge verbinden

Hier wird das Display mit der Bridge verbunden. Dadurch wird das Display mit Strom versorgt und an den Datenpins D2 und D1 (I2C Bus) der Bridge angeschlossen. Dazu wird jeweils ein Kabel wie folgt gesteckt:

– h: 4 auf j: 21 (entspricht Beschriftung 3,3V auf Bridge)
– h: 5 auf j: 22 (entspricht Beschriftung GND auf Bridge)
– h: 6 auf j: 17 (entspricht Beschriftung D1 auf Bridge)
– h: 7 auf j: 18 (entspricht Beschriftung D2 auf Bridge)


Sensor-Schraubklemme mit Bridge verbinden

Hier wird die Schraubklemme, in der später die Sensoren angeklemmt werden, mit der Bridge verbunden. Dazu wird jeweils ein Kabel wie folgt gesteckt:

– h: 8 auf i: 4 (entspricht 3,3V auf Display)
– h: 10 auf i: 5 (entspricht GND auf Display)
– h: 12 auf j: 20 (entspricht Beschriftung D4 auf Bridge)


Sensorkabel anschließen

In dieser Anleitung werden 2 Sensorkabel parallel angeklemmt. Dazu werden jeweils die gleichfarbigen Drähte der zwei Sensoren in der jeweiligen Klemme mit einem Schraubenzieher festgeklemmt. Achte dabei darauf, dass du nicht versehentlich die farbige Isolierung klemmst, da es sonst zu Funktionsstörungen kommen kann.

– j: 8 – Rote Kabel (Positive Spannungsversorgung für die Sensoren)
– j: 10 – Schwarze Kabel (Masse für die Sensoren)
– j: 12 – Gelbe Kabel (Datenleitung der Sensoren)


Ergebnis

Wenn dein Mikrocontroller (Bridge) noch nicht mit der Sensate-Firmware bespielt wurde, folge dieser Anleitung. Danach ist das Gerät voll funktionsfähig und kann nun mit der Sense App konfiguriert und im Anschluss verwendet werden.

Mit Hilfe der Sense App kannst du dir dann die aktuellen Messdaten, sowie den zeitlichen Verlauf ansehen. Ist der Sensor z.B. im Badezimmer platziert wirst du anhand der Temperatur- und Feuchtigkeitsverläufe deutlich sehen wann im Badezimmer geduscht oder gelüftet wurde. Willst du automatisch über die Überschreitung oder Unterschreitung von Grenzwerten (z.b. bei Schimmelgefahr) informiert werden kannst du dies aktuell mit Hilfe der IFTTT Integration machen.

Um die Komponenten vor Staub und Schmutz zu schützen, empfehlen wir den Einbau in ein Kunststoffgehäuse.