Bonsai-Freund
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Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Tue Jun 25, 2019 7:52 pm

Schönen guten Abend zusammen,

ich plane gerade mein erstes PI Projekt und stecke derzeit noch mitten in der Planungsphase.

Ich möchte eine Raspberry PI in ein Wasserdichtes Outdoorgehäuse (OpenH Rubicon) stecken und im Winter auf meinem Balkon betreiben. Die Stromversorgung läuft über eine Außensteckdose.
An die PI möchte ich über eine Zwischenplatine 20 Feuchtigkeits/Temperatursensoren anschließen die damit die Temperatur und Feuchtigkeit der Erde meiner Bonsai messen. Die Messergebnisse sollen auf der PI zwischengespeichert werden, bevor Sie über WLAN in eine Datenbank überspielt werden.

Ich erwarte über den Nutzungszeitraum einen Temperaturbereich von +15°C bis -10°C.
Muss ich eine Heizung für meine PI einplanen, oder kommt die PI problemlos durch die Eigenerwärmung auch mit Minustemperaturen aus?
Benötige ich für die Übergangsphase mit wärmeren Tagen und schon kalten Nächten eine Kühlung, wenn die Außentemperatur über +15°C klettert?

Kann mir von euch jemand helfen? Hat jemand schon Erfahrungen zum Theme Outdoorbetrieb machen können?
Vielen Dank.
Bonsai-Freund

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mline
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Tue Jun 25, 2019 8:57 pm

https://www.raspberrypi.org/documentation/faqs/
What is its operating temperature? Does it need a heatsink?

The Raspberry Pi is built from commercial chips which are qualified to different temperature ranges; the LAN9514 (LAN9512 on older models with 2 USB ports) is specified by the manufacturers as being qualified from 0°C to 70°C, while the SoC is qualified from -40°C to 85°C. You may well find that the board will work outside those temperatures, but we're not qualifying the board itself to these extremes.

Winter könnte also klappen.
Sommer wird bei hoher Last aber ein Problem mit wasserdichtem Gehäuse. Die Wärme vom SoC würde dann nicht aus dem Gehäuse kommen und zu Throttling führen.


Ich würd die Pi nicht außen einsetzen. Stattdessen würde ich einen oder mehrere µC (zB ESP8266) außen einsetzen und die Daten per WLAN an die Pi senden.
So mache ich das auch mit ähnlichen Komponenten. Nur nicht mit einer Pi sondern mit einem normalen PC.


Außerdem ist mir noch folgendes aufgefallen:
Bonsai-Freund wrote:
Tue Jun 25, 2019 7:52 pm
... Feuchtigkeit der Erde ...
Falls du solche Sensoren meinst

Image

rate ich dir dringend davon ab. Die Kupferschicht auf der Platine wird in wenigen Wochen (durch den Stromfluss, Salze und Säuren in der Erde, etc) abgebaut und befindet sich dann in der Erde deiner Pflanze. Diese Sensoren sind also eher für manuelle, kurzfristige Messungen gedacht. Abgesehen davon bekommst du keine brauchbaren Werte raus (nur: Erde nicht leitend oder leitend).

Gute Sensoren die ohne Stromfluss die Feuchtigkeit von Stoffen wie Erde messen können kosten allerdings ein Vermögen...
<~~>

Bonsai-Freund
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Wed Jun 26, 2019 4:53 pm

Hi,
danke für Dein Feedback.
Die PI möchte ich wirklich nur im Winter einsetzen und daher betrachte ich nur die Übergangszeit im Herbst und im Frühjahr, in der die Nächte schon unter 5°C fallen, aber die Tage noch relativ warm sein können.

Ich plane aktuell den I2C soil moisture sensor in der Rugged Ausführung einzusetzen.

Image

Sollte ich die Pi nicht außen betreiben, habe ich das Problem, dass ich die Kabel, die von der PI zur Zwischenplatte gehen, auf der die Sensoren angeschlossen sind, durch die geschlossene Balkontür legen muss.

Der gesammte Projektumfang hat zur Zeit 2 RPI und 50 Sensoren, plus Zubehör und Anbauteile.

Deinen Tipp mit der ESP8266, schaue ich mir mal genauer an. Sollte das funktionieren, könnte ich mir vielleicht sogar die PI sparen und die Daten dann anderweitig auslesen.

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mline
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Wed Jun 26, 2019 8:17 pm

Bonsai-Freund wrote:
Wed Jun 26, 2019 4:53 pm
Ich plane aktuell den I2C soil moisture sensor in der Rugged Ausführung einzusetzen.

Image
Wäre nett, wenn du nach ner Weile im Einsatz berichten könntest, wie sich der Sensor macht. Wie genau er ist, ob das Coating in der Erde beschädigt wird usw.

Bonsai-Freund wrote:
Wed Jun 26, 2019 4:53 pm
Deinen Tipp mit der ESP8266, schaue ich mir mal genauer an. Sollte das funktionieren, könnte ich mir vielleicht sogar die PI sparen und die Daten dann anderweitig auslesen.

Kannst du auch mit Solarenergie in einem wasserfesten Gehäuse betreiben. Ich hab hier 2 Sensoren (BME280 mit ESP8266, LiPo Charger und 400mA LiPo) im Test die mit einem 1W Solarpanel schon einige Monate laufen.

Wenn du dir ein wasserdichtes Gehäuse mit transparenten Deckel kaufst kannst du je nach Größe schon ein ziemlich großes Solarpanel einkleben. Die Sensoren durch ne Quetschverschraubung nach aussen führen und du brauchst das Ding vermutlich vermutlich lange Zeit wieder angucken
<~~>

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manawyrm
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Thu Jun 27, 2019 7:33 am

Fang statt den ESP8266 gleich mit den ESP32 an.
Die haben noch zusätzlich besonders gute Powersave-Features. Ich habe damit einen Sensor realisiert, der alle 5 Minuten aufwacht, Messwerte verschickt und dabei mit einer 18650-Zelle (~2000mAh) etwa 1 Jahr auskommt. Kostentechnisch unterscheiden die sich kaum, sind aber einfach die modernere Plattform.

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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Thu Jun 27, 2019 8:12 am

Nur weil der ESP32 neuer und schneller ist, heist das noch lange nicht das es die bessere Plattform ist!
Ein paar Messwerte ermitteln und über tragen schaft der ESP8266 locker und macht dazwischen nichts. Der ESP32 wartet nur schneller, braucht mehr Energie und ist teuer.
Immer den neusten Scheiss zu verwenden, weil moderner, ist nicht Intelligent. Intelligent ist, wenn man die für die Anwendung am geeignetste Plattform wählt ohne sich dabei vom mehr, mehr, mehr blenden zu lassen.
Den ESP8266 halte ich hier für besser geeignet als den ESP32.

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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Thu Jun 27, 2019 5:45 pm

Ich betreibe einen Raspberry 3B+ in einem Schuppen auf Mallorca. Im Winter sind es um die 0 Grad im Sommer ca. 45 Grad in dem Schuppen. Der Raspberry ist in einer Unterverteilung aus Plastik und selber in einem Hutschienengehäuse. Läuft seit ca. 5 Jahren so. Habe nur anstatt der SD-Karte einen USB-Stick. Der kann die Luftfeuchte besser ab.

Unterverteilung.jpg
Gehäuse
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Bonsai-Freund
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Sun Jun 30, 2019 10:46 am

Servus,
Danke für die Idee mit dem USB Stick und die Info über Deine aktuelle Verwendung.
Wenn Dein Schuppen um Sommer, 45°C warm wird, wie kühlst Du dann Deine Pi und wie steuerst Du die Kühlung?
Springt sie automatisch an, wenn ein Schwellwert überschritten wird? Welche Kühlung setzt Du ein?
Danke.

TGD
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Thu Jul 04, 2019 7:44 am

Servus Bonsai-Freund,

ich verwende bei meinen Projekten mehrere Raspberry Pi's outdoor im 24/7 Betrieb. Alle diese Pi sind in entsprechend wetterfesten Gehäusen untergebracht und so zum Teil den äußeren Witterungseinflüssen direkt ausgesetzt. Du kannst getrost auf eine aktive Kühlung/Heizung verzichten. Die Hardware ist sehr robust was Temperaturschwankungen anbelangt.

Selbst die Junihitze der vergangenen Woche hatte den SOC auf dem Raspberry Pi nicht zum Herunterdrosseln veranlasst. Hier mal der Temperaturverlauf des SOCs von einem meiner Projekt in diesem Jahr als Beispiel:
RPi-SOCyearly.png
RPi-SOCyearly.png (27.81 KiB) Viewed 790 times
Als Gehäuse verwende ich bei diesem Projekt einen umgebauten LED-Fluter:
Image

Auf der PiTS-Projektseite findest du weitere Infos und Bilder wie der Raspberry Pi im Flutergehäuse eingebaut ist.

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TGD

zwieblum
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Sat Jul 13, 2019 8:14 am

Ein bischen mehr Erhrfahrungswerte vom Verhalten der RPi's bei < 0° würd' mich auch interessieren. Soviel ich gelesen habe, läßt sich der 3B bei ~ -10° nicht mehr booten, aber die eigene Abwärme hält ihn bis -15° problemlos am laufen... sofern er vorher über 5° warm war, um zu booten.

TGD
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Sat Jul 13, 2019 9:53 pm

zwieblum wrote:
Sat Jul 13, 2019 8:14 am
Ein bischen mehr Erhrfahrungswerte vom Verhalten der RPi's bei < 0° würd' mich auch interessieren. ...
@zwieblum:
Direkte Erfahrungswerte zum Kaltstartverhalten eines Raspberry Pi bei Minusgraden kann ich dir leider nicht liefern. Meine Outdoor-RPi's laufen alle 24/7 und haben deshalb eine Eigentemperatur von > 0° C. Aber hier mal der Temperaturverlauf des SOCs meines PiTS-Systems bei Dauerfrost im Januar diesen Jahres zum Vergleich.
SOC.png
Raspberry Pi Zero Temperatur
SOC.png (29.09 KiB) Viewed 590 times
outside.png
Außentemperatur Januar 2019
outside.png (43.72 KiB) Viewed 590 times
VG
TGD

Bonsai-Freund
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Sun Jul 14, 2019 7:28 pm

Was mich interessieren würde wäre was für Netzteile Ihr im Außenbetrieb verwendet.
Da ich alles auf dem Balkon habe, gehts bei mir Gedanklich sofort wieder richtung IP65-67.
Dann an 5V und minimum 10A, da ich mit einem Netzteil zwei Pi betreiben möchte.

Wenn ich nach diesen Parametern suche, finde ich nur LED Netzteile und die haben alle mindestens 12V.
Wo bezieht Ihr eure Netzteile, bzw. welche verwendet Ihr?
Vielen Dank
Bonsai-Freund

PhatFil
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Re: Outdoorbetrieb der Raspberry PI

Sun Jul 14, 2019 10:23 pm

I Dont know if this will be of interest or useful to you ? But i have been using the sensors detailed in this project for over 18 months now and am just now needing to change batteries.. https://github.com/ThomDietrich/miflora-mqtt-daemon
(querying cira every 30 minutes 24/7..)
a practical broadcast range of 5m perhaps more without obstruction, i am listening through a wall..

perhaps hide under a jamjar to protect against rain, all mine are used indoors.. though that mau have an impact on the temperature they read?

And then perhaps you can move the pi somewhere more comfortable??

In use 10 sensors in the same pot will give 10 different readings within 10-20% of each other So you need to 'calibrate/test' each sensor to determine what it reads when soil is saturated, and again what it reads when the soil is dry.
and use that to bodge a display in % if needed, the sensors do read consistently , But maintaining consistent insertions into solid soil also helps. a sensor loose in the soil will read more 'air'.

also dont be tempted to use the xiaomi phone app as it could update the sensor firmware rendering it useless with this crack.

and after 18 months in the soil the pcb prongs for the capacitive and ec sensors are mucky on the face which simply wipes off and show no sign of moisture ingress at the edge at all..

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