Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP8266 außerhalb der Reichweite des Routers/Empfängers an WLAN anbinden? / Repeater?


von Matthias (Gast)


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Hallo zusammen,

Wir möchten gerne die Temperaturen auf unserem windgeschützten 
Südbalkon, die Außentemperatur sowie interessehalber diejenige im 
Schuppen "überwachen".

Nun habe ich bisher wenig Erfahrung mit dem ESP8266, es funktioniert das 
Temperaturmonitoring für den Balkon. Hier ist ein ESP8266 welcher alle 
10Sekunden die Temperatur misst und diese zum RPI sendet, welches sie 
dann zusammen mit der aktuellen Uhrzeit in eine Datei schreibt.
Von den 6 Werten welche je Minute gemessen werden, kommmen im 
Allgemeinen 2 bis 6 auch beim RPI an.

Nun möchten wir die tatsächliche Aussentemperatur sowie die im Schuppen 
aufzeichnen. Wir haben bereits ausgetestet dass die WLAN-Reichweite nur 
knapp über den Balkon hinaus geht und so nicht ausreicht.

Nun ist fraglich wie sie erweitert werden kann?
Aktuell müssen sich beide Teinnehmer RPI + Balkon-ESP zuerst beim Router 
melden und können nach Zuteilung einer IP direkt miteinander 
kommunizieren. Zumindest denke ich dass es so läuft?

Dies kann nun ein ESP außerhalb deren Reichweite nicht, er könnte nur 
mit dem Balkon-ESP kommunizieren. Hier stellen sich nun 2Fragen:
1. Kann der Balkon-ESP das WLAN sozusagen erweitern, wie ein Repeater?
2. Braucht man auf dem Balkon 2 ESP's, einer im lokalen WLAN und einer 
ausschließlich zur Kommunikation mit dem Schuppen-ESP und verbindet 
diese dann z.b. über die serielle schnittstelle. Sodass der ESP im WLAN 
die Daten dann an das RPI weiterleiten kann?

Ich hoffe das Bild veranschaulicht die Problematik..

Wäre schönn wenn ihr da ein paar Lösungsvorschläge hättet :)

Grüße,
Matthias

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Hey, netter Vorname :-)
1. Wenn der Schuppen am gleichen Stromnetz hängt wie das Haus, könntest 
du ein paar billige Powerline Adapter mit WLAN benutzen.

2. auf dem Balkon einen Accesspoint/Repeater installieren, der ESP 
eignet sich dazu nur bedingt, soweit ich weiss. Da gibts aber 
Spezialisten hier, die sowas besser wissen.

3. Wenns noch ein freies CAT Kabel zum Schuppen gibt, im Schuppen einen 
AP verbauen.

: Bearbeitet durch User
von 100Ω W. (tr0ll) Benutzerseite


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Matthias S. schrieb:
> 2. auf dem Balkon einen Accesspoint/Repeater installieren, der ESP
> eignet sich dazu nur bedingt, soweit ich weiss. Da gibts aber
> Spezialisten hier, die sowas besser wissen.

Der ESP8266 geht ganz gut Reapter, wenn man mit einer Bandbreite < 5Mbit 
leben kann.
Esp gibt dafür schon eine fertige Firmware: 
https://github.com/martin-ger/esp_wifi_repeater

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Matthias schrieb:
> Nun ist fraglich wie sie erweitert werden kann?

Warum muss es ausgerechnet WLAN für die Sensoranbindung sein?

von Matthias (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> 1. Wenn der Schuppen am gleichen Stromnetz hängt wie das Haus, könntest
> du ein paar billige Powerline Adapter mit WLAN benutzen.

Der Schuppen hat keinem Stromanschluss, ich würde den ESP mit Solarstrom 
betreiben.

> 3. Wenns noch ein freies CAT Kabel zum Schuppen gibt, im Schuppen einen
> AP verbauen.

Hat leider keinen kabelgebundenen anschluss.

Wolfgang schrieb:
> Warum muss es ausgerechnet WLAN für die Sensoranbindung sein?

Kannst du eine vergleichbar einfache/günstige alternative nennen. Eine 
Leitung können wir nicht legen, da es nicht unser Garten ist. Wir dürfen 
jedoch den Schuppen mit-nutzen.

von Matthias (Gast)


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100Ω W. schrieb:
> Der ESP8266 geht ganz gut Reapter, wenn man mit einer Bandbreite < 5Mbit
> leben kann.
> Esp gibt dafür schon eine fertige Firmware:
> https://github.com/martin-ger/esp_wifi_repeater

Dass sieht interessant aus :)
Prinzipiell reichen mir < 10Bytes/Sekunde ;-)

von Basti (Gast)


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Matthias schrieb:
>> Esp gibt dafür schon eine fertige Firmware:
>> https://github.com/martin-ger/esp_wifi_repeater
>
> Dass sieht interessant aus :)
> Prinzipiell reichen mir < 10Bytes/Sekunde ;-)

Ich hab das Ding, läuft gut. Gibt es auch für ESP32.

von Christian H. (netzwanze) Benutzerseite


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Matthias schrieb:
> Aktuell müssen sich beide Teinnehmer RPI + Balkon-ESP zuerst beim Router
> melden und können nach Zuteilung einer IP direkt miteinander
> kommunizieren. Zumindest denke ich dass es so läuft?

In einem WLAN mit Accesspoint müssen alle beteiligten Geräte mit diesem 
kommunizieren können, da dieser als Taktgeber fungiert. Die angebundenen 
Geräte können nicht direkt miteinander reden. Ein Mesh, bei denen die 
Clients selber Mesh-Knoten spielen, gibt es im WLAN, meines Wissens, 
nicht.

Mit LoRaWan soll das aber funktionieren - wenn ich jetzt nichts 
durcheinander gebracht habe. Das ist aber kein WLAN, für Sensornetze 
aber sehr gut geeignet.

von Brain 2.0 (Gast)


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Matthias schrieb:
> Kannst du eine vergleichbar einfache/günstige alternative nennen.

Mein Tipp wäre da eine Funkverbindung z.B. mit 2 x HC-12.
Die haben eine gute Reichweite und können auch prima stromsparend 
betrieben werden.

von Matthias (Gast)


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Ok, dann gibt es 3 Möglichkeiten,

1. Die Firmware des ESP WIFI-Repeater für etwa 20m.
2. HC-12 für Reichweiten bis einige 100m (bei erlaubter Sendeleistung).
3. LoRaWan für einige KM!

Prinzipiell finde ich das HC-12 Modul grade am interessantesten, es ist 
recht einfach zu nutzen und mit einem mormalen uC(Atmega/8051...) 
dahinter tu ich mir auch etwas leichter. Dass werde ich wohl versuchen 
:)

Ich melde mich dann wieder, wenn ich damit weiter bin :)

Vielen Dank soweit ;)

von Nico W. (nicnic)


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Hi, ähnliches Problem hatte ich zuletzt mit einem ESP32. Die 
Printantenne darauf ist nicht besonders gut.
Wenn du aber an selber Stelle z. B. mit einem Smartphone Verbindung 
bekommst, gibt es den ESP8266 oder den ESP32 (meist kaum Codeanpassung 
notwendig) auch günstig mit HF-Anschluss für externe WLAN-Antenne.

Z. B. https://www.ebay.de/itm/402128788111 - genügt evtl. schon.

Die Repeater-Firmware parallel mit eigenem Code zu betreiben könnte 
träge werden auf dem ESP8266. Falls dies der Fall ist macht der Umstieg 
auf einen ESP32 Sinn: Hier hast du eine Dual-Core-CPU und der eine Kern 
übernimmt schon einen Großteil des WLAN-Managements.
ESP32 ist zudem mit LAN/Ethernet-Buchse anstelle von WLAN erhältlich.

: Bearbeitet durch User
von Basti (Gast)


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Nico W. schrieb:
> Die Repeater-Firmware parallel mit eigenem Code zu betreiben könnte
> träge werden auf dem ESP8266.

Der TE braucht keine Speed:

Matthias schrieb:
> Dass sieht interessant aus :)
> Prinzipiell reichen mir < 10Bytes/Sekunde ;-)

von Brain 2.0 (Gast)


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Matthias schrieb:
> Prinzipiell finde ich das HC-12 Modul grade am interessantesten, es ist
> recht einfach zu nutzen und mit einem mormalen uC(Atmega/8051...)
> dahinter tu ich mir auch etwas leichter.

Du brauchst auch einen am ESP8266, aber auch daran funktionieren die 
prima.

von Stefan F. (Gast)


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Matthias schrieb:
> Der Schuppen hat keinem Stromanschluss, ich würde den ESP mit Solarstrom
> betreiben.

Und dann alle 10 Sekunden senden? Das ergibt eine mittlere Stromaufnahme 
um 50mA. Dazu brauchst du im Winter ein ziemlich großes Solarpanel. Und 
wer macht den Schnee weg?

Matthias schrieb:
> https://github.com/martin-ger/esp_wifi_repeater
> Dass sieht interessant aus

Wirklich? Fertige vollwertige WLAN Repeater bekommst du ab 20€. Willst 
du dafür riskieren, viele Stunden für die Fehleranalyse in eine 
womöglich problematische Firmware zu stecken?

von Basti (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wirklich? Fertige vollwertige WLAN Repeater bekommst du ab 20€. Willst
> du dafür riskieren, viele Stunden für die Fehleranalyse in eine
> womöglich problematische Firmware zu stecken?

Da ist überhaupt nichts problematisch, das ist auf der Github-Seite 
genau erklärt: der ESP wird mit ESPTOOL programmiert, eingerichtet und 
fertig. Läuft hier seit einigen Monaten perfekt. Draufgekommen bin ich 
durch einen Artikel in der c't

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dazu brauchst du im Winter ein ziemlich großes Solarpanel. Und
> wer macht den Schnee weg?

Um der Dynamik in der Stromerzeugung durch die unterschiedliche Höhe des 
Sonnenstandes über das Jahr etwas entgegen zu wirken, muss das Panel 
sowieso relativ steil stehen. Spannend wird es im Winter, wenn 
zusätzlich noch wochenlang grauer Himmel ist ;-)

von Matthias (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Und dann alle 10 Sekunden senden? Das ergibt eine mittlere Stromaufnahme
> um 50mA. Dazu brauchst du im Winter ein ziemlich großes Solarpanel. Und
> wer macht den Schnee weg?

Nein, der aktuell laufende Balkon-ESP braucht im schnitt grade mal 
~2-3mA wenn ich's noch recht im Kopf habe. Ist 9,5Sekunden im PowerDown, 
erwacht, wandelt, sendet das Ergebniss ab. Insgesamt nur im niedrigen 
1-stelligen mA Bereich.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wirklich? Fertige vollwertige WLAN Repeater bekommst du ab 20€. Willst
> du dafür riskieren, viele Stunden für die Fehleranalyse in eine
> womöglich problematische Firmware zu stecken?

Genau da sehe ich eben die Probleme dieser Lösung, deshalb dass wohl 
ziemlich einfache HC-12 (hab ich allerdings auch noch nie genutzt). 
Scheint aber ohne komplexen Code, ohne Repeater... recht gut geeignet zu 
sein um die Daten direkt zum RPI zu senden.

Basti schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Wirklich? Fertige vollwertige WLAN Repeater bekommst du ab 20€. Willst
>> du dafür riskieren, viele Stunden für die Fehleranalyse in eine
>> womöglich problematische Firmware zu stecken?
>
> Da ist überhaupt nichts problematisch, das ist auf der Github-Seite
> genau erklärt: der ESP wird mit ESPTOOL programmiert, eingerichtet und
> fertig. Läuft hier seit einigen Monaten perfekt. Draufgekommen bin ich
> durch einen Artikel in der c't

Andererseits ist der ESP-Repeater doch so interessant dass ich es bei 
gegegenheit auch mal versuchen werde. Bzw. ist dieser ESP dann rein ein 
Repeater, oder kann er auch ohne großen Eingriff in die Repeater SW 
zusatzfunktionen (Temp-Messen+selbst senden) übernehmen.

Wolfgang schrieb:
> Um der Dynamik in der Stromerzeugung durch die unterschiedliche Höhe des
> Sonnenstandes über das Jahr etwas entgegen zu wirken, muss das Panel
> sowieso relativ steil stehen. Spannend wird es im Winter, wenn
> zusätzlich noch wochenlang grauer Himmel ist ;-)

Ja, ich habe ein 20W Pannel bereits da, welches im Sommer an der 
Brunnenpumpe (5W) läuft und im Winter bisher keine Aufgabe hatte. Ich 
werde es etwas weiter kippen, auf ca 70-75Grad und dann sollte es für 
den Winterbetrieb recht gut passen, dann rutscht auch der Schnee ganz 
gut runter. Ich bin gespannt und fordere auch keine < 2 Ausfalltage/Jahr

von 100Ω W. (tr0ll) Benutzerseite


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Matthias schrieb:
> Andererseits ist der ESP-Repeater doch so interessant dass ich es bei
> gegegenheit auch mal versuchen werde. Bzw. ist dieser ESP dann rein ein
> Repeater, oder kann er auch ohne großen Eingriff in die Repeater SW
> zusatzfunktionen (Temp-Messen+selbst senden) übernehmen.

Der ESP ist dann nur ein Repeater.

von Matthias (Gast)


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100Ω W. schrieb:
> Der ESP ist dann nur ein Repeater.

OK, dass würde natürlich sie SW einfach halten :)
Dann sind aber 2 ESP auf dem Balkon nötig, einer welcher direkt im Netz 
hängt und die Temp ermittelt+sendet, der andere rein als Repeater.

Werde ich ausprobieren...

von Olaf (Gast)


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> Wäre schönn wenn ihr da ein paar Lösungsvorschläge hättet :)

Kuckst du:

http://www.dl2jas.com/antennen/biquad/biquad.html

Olaf

von Stefan F. (Gast)


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Matthias schrieb:
> Ist 9,5Sekunden im PowerDown

Dass heißt, dein ESP braucht nur 0,5 Sekunden zum Aufwachen, Anmelden am 
Netz, und Senden der Daten? Das ist ungewöhnlich schnell. Sehr schnell 
sogar. Wie hast du das geschafft?

Matthias schrieb:
> ist dieser ESP dann rein ein
> Repeater, oder kann er auch ohne großen Eingriff in die Repeater SW
> zusatzfunktionen (Temp-Messen+selbst senden) übernehmen.

Mit Sicherheit musst du in die Firmware eingreifen, irgendwer muss ja 
die Zusatzfunktionen programmieren.

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