(Quelle: Mouser Electronics)
Vor einem Jahr habe ich eine Smart Mailbox mit dem Arduino MKRFOX 1200 Board entwickelt. Das Board verbindet sich mit der Cloud über das SigFox-Netzwerk. Die Smart Mailbox wurde in der Niederlassung von Mouser Electronics Deutschland in München gebaut, und wir testen sie seit einem Jahr. Im Folgenden blicken wir auf die Performance des Boards im vergangenen Jahr zurück.
Hintergrund zum Smart Mailbox-Projekt
Mit SigFox können Benutzer bis zu 140 Nachrichten pro Tag verschicken, wobei jede Nachricht eine Nutzdatenmenge von 12B hat. In meiner Anwendung musste ich diese Menge nicht ausschöpfen. Um also etwas Strom zu sparen, reduzierte ich sie auf nur 1B. Dieses 1B enthielt hexadezimal die verbleibende Batteriekapazität in Prozent. Dieser Prozentwert wird anhand der folgenden Gleichung berechnet:
Diese Berechnung ist eine grobe Schätzung des Ladezustands der Batterie. Idealerweise wird eine Batterieladeschaltung wie diese benötigt, um die Batteriekapazität zu berechnen, die dann zur Berechnung eines genauen Ladezustands verwendet werden kann. Wenn Sie das MKRFOX 1200 Board mit zwei AA- oder AAA-Batterien (je 1,5 V) betreiben, sollte es laut Arduino-Website bei typischer Nutzung bis zu sechs Monate lang funktionieren.
Update zum Smart Mailbox-Projekt
Unsere Smart Mailbox hat im Durchschnitt drei Nachrichten pro Tag verschickt. SigFox bietet dem Benutzer die Möglichkeit, empfangene Daten mit einer Begrenzung von 50.000 Einträgen auszulesen. Die Daten werden in einem CSV-Format gespeichert, wie in der Grafik (Abbildung 1) dargestellt. Die Grafik zeigt den beeindruckenden Stromverbrauch des MKRFOX 1200 Board. Die blaue Linie stellt den Ladezustand der Batterie dar, und die rote Linie ist eine Trendlinie, um die Schwankungen der Änderungen des Batteriestands zu vereinfachen.
Abbildung 1: Die Grafik zeigt den Stromverbrauch des Arduino MKRFOX 1200 (Quelle: Mouser Electronics)
Die Akkus waren voll geladen, als ich mit dem Aufbau des Projekts begann, aber in der Grafik ist zu sehen, dass der Verlauf bei einem Ladezustand von 80 Prozent beginnt. Dies war der Ladezustand, als das Board auf der Mailbox montiert wurde und normal funktionierte. Die 20 Prozent des Ladezustands sind durch die Tests während des Aufbaus verloren gegangen. Ein wichtiger Punkt ist zu beachten: Das MKRFOX 1200 ist so programmiert, dass es nach dem Initialisierungsprozess in den Schlafmodus geht und nur dann aus dem Schlafmodus aufwacht, wenn es vom Sensor "geweckt" wird. Dadurch arbeitet das Arduino MKRFOX 1200 die meiste Zeit im stromsparenden Modus. Abbildung 1 zeigt, dass die Kurve sehr ähnlich verläuft wie die Entladekurve einer typischen 1,5-V-AA-Batterie. Man kann davon ausgehen, dass unsere smarte Mailbox schon sehr bald die Abschaltspannung erreicht.
SigFox-Abonnement-Verlängerung
Das Arduino MKR FOX 1200 beinhaltet ein einjähriges kostenloses Abonnement für das Sigfox-Netzwerk. Im folgenden Abschnitt zeigen wir Ihnen, wie Sie das Abonnement (kostenpflichtig) verlängern können.
Abbildung 2 SigFox-Backend-Vertrags-ID (Quelle: Autor)
Abbildung 3: Abonnement-Aktivierung im SigFox-Backend (Quelle: Mouser Electronics)
Insgesamt hat das Ardunio MKRFOX1200 im Hinblick auf den Stromverbrauch und die Zuverlässigkeit sehr gut funktioniert. Die SigFox-Netzwerkabdeckung ist in meiner Gegend ebenfalls hervorragend. Dies hängt jedoch davon ab, an welchem Ort Sie Ihre Anwendung einsetzen möchten.
Rafik Mitry ist seit 2019 bei Mouser Electronics. Er verfügt über einen Master-Abschluss in Elektrotechnik von der Technischen Universität München, wo er auch drei Jahre in der Forschung im Bereich Energy Harvesting tätig war. Als Technical Marketing Engineer bei Mouser erstellt Rafik Mitry spezifischen technischen Content zu aktuellen und zukünftigen Technologietrends in der Elektronikindustrie. Mitry verfolgt jedoch nicht nur die neuesten Technologietrends, sondern begeistert sich auch für die Luftfahrt und ist passionierter Tennisspieler.