Van $4 Zonnestandaard tot Slimme Draadloze Sensor-knooppunt: MSP430 + nRF24L01+ voor Tuinmonitoring

Het doel van dit project is om een goedkope zonnestandaard voor opritten (beschikbaar voor $3–$4 bij hardwarewinkels zoals Lowe's en Home Depot) om te bouwen tot een draadloos remote sensorknooppunt. Het knooppunt gebruikt een MSP430G2553 microcontroller en een nRF24L01+ transceiver (met de spirilis-bibliotheek) om lichtintensiteit van de ingebouwde fotoweerstand van de standaard, grondvochtigheid van een custom sensor geïnspireerd door gardenbot.org, en grondtemperatuur van een 10 kΩ siliconen-beklede thermistor te transmitteren. De data wordt draadloos verzonden naar een tweede MSP430G2553/nRF24L01+ paar gemonteerd op een Raspberry Pi.

De Raspberry Pi ontvangt de data via UART, en een Python-script logt het in CSV- en JSON-bestanden (geïnspireerd door het Uberfridge-project). Een Apache-server serveert de JSON, en de data wordt in realtime gevisualiseerd met de JavaScript Flot-chartbibliotheek. Bovendien controleert het Pi-knooppunt een transistor die een magneetklep op de tuinslang aandrijft, die aan of uit gaat op basis van de grondvochtigheidsmeting.

Ik leerde mezelf Eagle (Autodesk) en ontwierp een custom PCB om het standaardbord in de zonnestandaard te vervangen. Het bord bevat een Texas Instruments TPS61097 boost-converter (ik kreeg een gratis sample) om de 1,2 V van de batterij op te trekken naar de 3,3 V die nodig is om de MSP430 te voeden.

De eerste prototype (getoond in Foto 6) bevat alleen de voedingscircuitry. Ik verbond tijdelijk de EN- en VIN-pins op de TPS61097 omdat de bypass-schakelaar (zie pagina 16 van de datasheet: https://www.ti.com/lit/pdf/tps61097-33) niet correct functioneerde. Ik gebruikte twee 100 kΩ, 1% weerstanden in serie om een 200 kΩ-netwerk te creëren, maar de bypass bleef vast op "on", dus ik brugde EN naar VIN om de volledige 3,3 V-output te verkrijgen. Ik zou de bypass-functie graag correct willen inschakelen – eventuele adviezen over de weerstandswaarden voor een 1,2 V-batterij zijn welkom.

Voor meer detail, zie de volledige project-write-up: Solar Driveway Light to MSP430 Wireless Sensor Node.