Aus 4$ Solar-Licht wird smarter Wireless-Sensorknoten: MSP430 + nRF24L01+ für Garten-Monitoring

Projektziel

Ziel dieses Projekts ist die Umwandlung einer günstigen Solar-Einfahrtsleuchte (für 3–4 $ in Baumärkten wie Lowe's und Home Depot erhältlich) in einen drahtlosen Remote-Sensorknoten. Der Knoten nutzt einen MSP430G2553 Mikrocontroller und ein nRF24L01+ Transceiver (mit der spirilis Library) zur Übertragung von Lichtintensität vom eingebauten Fotowiderstand, Bodenfeuchte von einem custom Sensor (inspiriert von gardenbot.org) und Bodentemperatur von einem 10 kΩ silikonbeschichteten Thermistor. Die Daten werden drahtlos an ein zweites MSP430G2553/nRF24L01+ Paar auf einem Raspberry Pi gesendet.

Der Raspberry Pi empfängt die Daten via UART, und ein Python-Skript loggt sie in CSV- und JSON-Dateien (inspiriert vom Uberfridge-Projekt). Ein Apache-Server serviert das JSON, und die Daten werden in Echtzeit mit der JavaScript Flot Chart Library visualisiert. Zusätzlich steuert der Pi-Knoten einen Transistor, der ein Magnetventil am Gartenschlauch antreibt, um basierend auf der Bodenfeuchte ein- oder auszuschalten.

Ich brachte mir Eagle (Autodesk) selbst bei und designte eine custom PCB, um das Original-Board in der Solar-Leuchte zu ersetzen. Das Board integriert einen Texas Instruments TPS61097 Boost-Converter (ich erhielt ein kostenloses Sample), um die 1,2 V vom Akku auf 3,3 V für den MSP430 hochzusetzen.

Der erste Prototyp (Foto 6) enthält nur die Stromversorgungsschaltung. Ich verband die EN und VIN Pins am TPS61097 temporär, da der Bypass-Schalter (siehe Datenblatt Seite 16: TPS61097 Datasheet) nicht korrekt funktionierte. Ich nutzte zwei 100 kΩ, 1 % Widerstände in Reihe für ein 200 kΩ Netzwerk, aber der Bypass blieb hängen, also jumperte ich EN zu VIN für die volle 3,3 V Ausgabe. Ich würde das Bypass-Feature gern korrekt aktivieren – Tipps zu Widerstandswerten für 1,2 V Akku sind willkommen.

Für weitere Details siehe den vollständigen Projektbericht: Solar Driveway Light to MSP430 Wireless Sensor Node.