Датчики ESP-NOW для полів без електрики та wifi
На ділянці немає ні розетки, ні wifi. Супутнику ESP-NOW вони й не потрібні: він працює від батареї або сонячної панелі й надсилає показання на шлюз, який підключений до мережі.
Що таке супутник ESP-NOW насправді
Супутник це невеликий вимірювальний пристрій з родини ESP32, який ви ставите там, де росте культура. У нього немає ні даних для входу в wifi, ні власної підписки. Він просинається, зчитує всі підключені до нього датчики, складає значення в пакет розміром кілька десятків байтів і передає його в ефір через ESP-NOW, радіопротокол, що працює на тому самому обладнанні 2,4 GHz, що й wifi, але обходиться без усього мережевого рукостискання.
Саме тому супутник довго живе на акумуляторі або невеликій сонячній панелі: радіо вмикається на мілісекунди. А оскільки він ніколи не заходить у мережу, у полі немає чого налаштовувати. Ви вмикаєте його, і він починає передавати. Порівняйте це з підключенням датчика до вашого wifi, через яке спершу мусить пройти кожен пристрій із wifi.
Як показання потрапляє на вашу панель
Чотири кроки, і мережа потрібна лише одному з них.
Супутник вимірює
Він зчитує свої щупи й збирає один пакет, у якому для кожного вимірювання є окремий канал.
Він передає в ефір
Ні спарювання, ні підтвердження, на яке треба чекати. Якщо ніхто не слухає, пакет просто втрачається, а наступний піде в наступному циклі передачі.
Шлюз це приймає
Шлюз ESP-NOW це єдиний пристрій у вашій установці, у якого wifi є. Він збирає пакети всіх супутників у межах досягнення й надсилає їх у ваш обліковий запис FairGrow.
Решту робить FairGrow
Картка, графік, історія, попередження та автоматизації йдуть тим самим шляхом, що й показання Zigbee. Супутник на вашій панелі такий самий пристрій, як будь-який інший.
Одна річ про канали, яку варто знати
Супутник досягає лише того шлюзу, який слухає на тому самому радіоканалі. Шлюз бере канал тієї точки доступу wifi, до якої приєднується, тому якщо ваша точка доступу перейде на канал, яким супутники не користуються, показання перестануть надходити, а обидва пристрої при цьому виглядатимуть цілком здоровими. FairGrow перевіряє це за вас і пише про це на картці пристрою, називаючи знайдений канал і той, який очікувався.
Що супутник вимірює сьогодні
Кожен із цих пристроїв ми збираємо і прошиваємо самі, на стандартних чипах ESP32, які можна купити будь-де.
Ґрунтовий супутник
Вологість і температура ґрунту, з двома або трьома парами щупів на одному супутнику, щоб з одного пристрою читати кілька глибин або кілька грядок. Дивіться також, як часто датчик вологості ґрунту повинен вимірювати.
Світло і ґрунт
Датчик світла поруч із ґрунтовим щупом, щоб бачити світло й вологість в одній точці. Одна версія має невеликий дисплей, який показує поточне значення просто на супутнику, коли ви стоїте біля нього.
Вологість листя
Пластина змочування, яка передає вологість листя як окремий вид показання, зі своїм кольором на графіку і своїм місцем в автоматизаціях. Датчик має ще вихід компаратора: у мить, коли листок стає мокрим, супутник надсилає дані відразу, а не чекає наступного циклу передачі. Саме ця мить потрібна моделі розвитку хвороби, тому вона важлива для захисту рослин.
Насос і клапан
Супутник, який не лише вимірює, а й перемикає: насос або клапан не вище 12 V, зі зворотною передачею стану, щоб на графіку було видно, коли саме він працював і як довго.
Шлюз ESP-NOW
Пристрій, який все збирає і говорить із платформою через wifi. Він і сам вимірює, тож шлюз це ще й реєстратор даних, а не лише ретранслятор.
Нові датчики й далі додаються
Ми й далі працюємо над новими датчиками. Іноді тому, що аграрієві потрібно те, чого ще немає, іноді тому, що модель розвитку хвороби просить показання, яке ніхто не знімає. Якщо того, що вам потрібно, у цьому списку немає, скажіть нам: саме так з’явилася більшість із них.
Промислові датчики без промислової ціни
Оскільки супутнику ESP-NOW не потрібен ні мережевий стек, ні власна підписка, обладнання залишається простим. Саме тому ми можемо самі його спроєктувати і зібрати, у корпусі IP65 і з промисловими компонентами, замість того щоб купувати в когось закритий готовий виріб.
Ми збираємо їх малими серіями у власному контрольованому середовищі. Саме тому сертифікація досяжна і за такого масштабу: сертифікація CE запланована на середину 2027 року. І саме тому собівартість залишається нижчою, тож ви отримуєте промисловий датчик без тієї ціни, яка зазвичай до нього додається.
Калібрування відбувається на платформі, а не в супутнику
Сире показання ґрунту або змочування це число з аналогового входу, а що вважати сухим і що мокрим, різниться від щупа до щупа, від ґрунту до ґрунту і від супутника до супутника. Тому супутник надсилає сире значення, а перерахунок робить FairGrow.
Ви задаєте дві точки: що датчик показує, коли сухо, і що показує, коли мокро. Далі відсоток рахує сервер, і якщо згодом ви уточните калібрування, воно застосується до всієї вашої історії, а не лише до нових показань. Для датчика, який стоїть трохи вище або нижче, є окрема невелика поправка, тож один можна підсунути, не торкаючись цих двох точок.
Оновлення реєстратора даних у полі
Прошивка приходить по повітрю, і тут є одне обмеження, яке ми радше назвемо, ніж приховаємо.
Як це працює
- Шлюз передає команду оновлення разом з адресою.
- Супутник пише образ просто з HTTP у свій вільний розділ застосунку.
- Ні SD-картки, ні файлової системи, ні кабеля, ні виїзду на місце.
- Оновлення йде з головного циклу, ніколи з радіообробника, і будь-який збій перезапускає реєстратор даних з незмінною прошивкою.
Одне чесно назване обмеження
- У супутника немає зворотного каналу, яким він міг би себе підтвердити, тому на відміну від шлюзу тут немає терміну, що сам відкотить поганий образ.
- Тому кожну збірку для супутника перевіряють на справжньому обладнанні, перш ніж вона потрапить у бібліотеку.
Що буде далі
Названо тут, щоб ви могли це враховувати, а дата стоїть лише там, де ми готові за неї відповідати.
PAR
Датчик фотосинтетично активної радіації, тієї частини світла, яку рослина справді використовує. Свідомо окремий датчик від світлового супутника, бо люкси і PAR це різні величини, та й для митниці й сертифікації вони проходять за різними позиціями.
Вологість листя за інфрачервоним випромінюванням
Ми розробляємо датчик вологості листя на інфрачервоному термометрі MLX90614. Замість пластини, яка сама має намокнути, він зчитує температуру листка й порівнює її з температурою повітря, бо саме там конденсація з’являється першою. Сертифікація CE для цього датчика запланована на середину 2027 року.
LoRaWAN для великих відстаней
На відкритому повітрі ESP-NOW дістає далеко, але не всюди. Для відстаней, яких він не досягає, у нашому плані розвитку є реєстратори даних LoRaWAN, а разом з ними підтримка датчиків, які вже працюють за цим протоколом. LoRaWAN це відкритий стандарт у діапазоні 868 MHz, тож і там купувати в нас не обов’язково.
Zigbee або ESP-NOW
Більшість аграріїв використовують і те, і те, а все потрапляє на ту саму панель.
Вибирайте Zigbee, коли
- Датчик стоїть біля вашого дому, теплиці або шлюзу.
- Ви хочете купувати готове обладнання, дивіться стандартні датчики без прив’язки до постачальника.
- Мережа пристроїв між ними тримає сигнал.
- Ви хочете використовувати власний координатор.
Вибирайте ESP-NOW, коли
- Немає ні розетки, ні точки доступу.
- Ділянка за межами мережі Zigbee.
- Ви хочете вмикати насос у полі.
- Вам потрібен вихідний код того пристрою, який у вас працює.
Вихідний код ESP-NOW-датчиків включено
Щотижня ми вкладаємо в кращу прошивку, а вихідний код наших ESP-NOW-датчиків ви отримуєте разом із нею, без додаткових витрат. Жодної прив’язки до постачальника: ваші датчики стандартні, а дані залишаються вашими. Не бінарний файл із наліпкою, а сам скетч, за ліцензією MIT, щоб ви могли прочитати, що робить ваш датчик, перш ніж довірите йому рішення.
Питання, які нам ставлять
Що таке супутник ESP-NOW?
Невеликий самостійний вимірювальний пристрій, який працює на акумуляторі або сонячній панелі, не потребує ні wifi, ні SIM-картки і передає свої показання на шлюз FairGrow, а той відправляє їх на вашу панель.
Чи потрібен мені wifi у полі?
Ні. Wifi потрібен лише шлюзу. Супутники ніколи не заходять у мережу, тому на них у полі й немає чого налаштовувати.
Яка в нього дальність?
На відкритому повітрі далі, ніж Zigbee, і супутники вміють передавати один за одного, тож кілька разом покривають більшу площу. Стіни, густа культура й метал забирають дальність, тому будь-яке число, яке ви десь прочитали, беріть як відправну точку і виміряйте свою ситуацію. Якщо потрібна допомога з плануванням розміщення, запитайте через підтримку.
Чому мої показання не надходять?
Найчастіша причина це розбіжність каналу між шлюзом і супутниками. Подивіться картку пристрою: там названо знайдений канал і той, який очікувався, і зазвичай цим усе й сказано.
Чи можна підключити власні датчики?
Так, у межах того, що супутник підтримує, а вихідний код ESP-NOW-датчиків у вас, тож видно, куди додати свій. Канал, якого супутник не розпізнає, надходить як показання загального типу, а не відкидається, тож дані залишаються, поки підпис їх наздоганяє.
Чи вимірює супутник вологість листя?
Так, з появою датчика вологості листя це окремий вид показання, і на нього можна навісити попередження або автоматизацію. Інфрачервона версія на MLX90614 у розробці, сертифікація запланована на середину 2027 року.
Чи можу я сам оновити супутник?
По повітрю так. Шлюз передає команду, а образ реєстратор даних забирає сам, тож датчику в полі ніколи не потрібен кабель.
Вимірювання там, де немає розетки
Розкажіть, як виглядає ділянка і що ви хочете про неї знати. Ми скажемо, які пристрої пасують, а які ні.