Süßes oder Saures mit LoRaWAN® – Eine Halloween Hauseingangsüberwachung
Letzte Änderung am 11.04.2024
Vor Kurzem war wieder Halloween und natürlich hieß es auch dieses Mal „Süßes oder Saures“. Da wir dieses Jahr wieder selbst mit den Kindern um die Häuser gezogen sind und sie später nicht durch das ständige Klingeln an der Haustür geweckt werden sollten, habe ich mit Hilfe von LoRaWAN® basierten IoT-Sensoren aus dem Büro eine kleine Hauseingangsüberwachung realisiert. Wie das Ganze im Detail aussah und welche Erkenntnisse ich daraus ziehen konnte, erfahrt ihr nun endlich wie angekündigt in diesem Beitrag.
Ziele meiner Halloween Hauseingangsüberwachung
Bevor es an die Umsetzung ging, habe ich mir überlegt, was meine Hauseingangsüberwachung überhaupt beinhalten sollte. Dies waren in erster Linie:
Alte Apfelkiste als Basis
Als Basis für meinen Aufbau diente eine alte Apfelkiste, von denen wir noch einige unten im Keller hatten. An dieser konnte ich schließlich die im Büro ausgewählten Sensoren so anbringen, dass die Überwachung der Süßigkeitenbox auch wie geplant funktionierte. Die richtige Platzierung der Geräte ergab sich zum einen aus den Angaben in den jeweiligen Handbüchern beziehungsweise Montageanleitungen und zum anderen aus einigen Testmessungen im Vorfeld. Die Box selbst wurde einfach unten auf den Boden der hochkant stehenden Kiste gestellt. Auf die Kiste stellte ich noch unser kleines Batsignal, das durch Anstrahlen des gegenüberliegenden Nachbarhauses für etwas mehr Aufmerksamkeit sorgen sollte. Um welche Sensoren es sich konkret handelte und wo genau sie an der Kiste angebracht waren, zeige ich euch im Folgenden.
Hier schon mal Fotos von meiner finalen Installation am Hauseingang:
Lichtsensor zur Überwachung des Hauseingangs
Da ich bereits den mir zur Verfügung stehenden ELSYS ERS Co2 für die Bewegungserfassung an der Süßigkeitenbox verwendet hatte (mehr dazu weiter unten), entschied ich mich, die Bewegungserfassung an der Haustüre über das automatische Einschalten der Beleuchtung zu realisieren. Dazu benötigte ich also ein Gerät mit Lichtsensor, in diesem Fall ein Sensative Strips Multisensor +Drip. Positiver Nebeneffekt: Dank der Leckageerkennung konnte ich mich auch darüber benachrichtigen lassen, falls es an der Kiste zu nass werden sollte. Schließlich war der 31. Oktober in diesem Jahr zumindest bei uns sehr regnerisch.
Platzierung an der Kiste
Angebracht habe ich den Strips +Drip einfach oben auf der Außenseite der Apfelkiste. Die dazugehörige Montageplatte konnte ich einfach mit zwei Schrauben befestigen und der Sensor selbst wird dann in die Platte eingehängt.
Wie sich später herausstellen sollte, hatte ich bei der Platzierung des Lichtsensors jedoch einen kleinen Aspekt übersehen, aber dazu später mehr.
Mess- und Sendeverhalten des Lichtsensors
Konfiguriert habe ich den Sensor so, dass er zum einen immer dann sendet, sobald der gemessene Lux-Wert größer als 0 ist und zum anderen, wenn Wasser erkannt wird. Alle anderen nicht benötigten Parameter habe ich deaktiviert. Als Messintervall habe ich das Standardintervall von 0,5 Minuten beibehalten, um eine Veränderung möglichst schnell zu erkennen. Die für diese Konfiguration benötigte Payload habe ich einfach mithilfe der Strips Configurator App generiert und dann über den ZENNER Datahub als Downlink an das Gerät gesendet.
Füllstands- und Bewegungssensor zur Überwachung der Süßigkeitenbox
Kommen wir nun zum eigentlich wichtigsten Teil, der Überwachung der Süßigkeitenbox.
Füllstandsmessung mit Sensoneo Single v3.0
Für die Erfassung des Füllstandes habe ich auf den Ultraschallsensor Sensoneo Single v3.0 zurückgegriffen. Dieser erkennt den aktuellen Füllstand anhand der gemessenen Distanz der Süßigkeiten zum Sensor.
Platzierung an der Kiste
Der Sensoneo Single v3.0 wurde einfach oben an die Innenseite der Kiste geschraubt, so dass sich der „Tranceiver“, der die Ultraschallimpulse zur Messung aussendet, mittig über der Süßigkeitenbox befindet.
Mess- und Sendeverhalten des Füllstandsensors
In der Standardkonfiguration ab Werk misst und sendet der Sensor nur zu bestimmten Zeiten, normalerweise in einem Intervall von 2 Stunden. Aus diesem Grund habe ich über die Sensoneo Configurator Smartphone App das Mess- und Sendeintervall auf alle 10 Minuten geändert. Aus irgendeinem Grund hat sich diese Einstellung jedoch zwischenzeitlich wieder geändert, weshalb ich am Ende leider weniger Messwerte hatte als ursprünglich geplant.
Bewegungserkennung mit ELSYS ERS Co2
Für die Bewegungserkennung an der Süßigkeitenbox beim Hineingreifen habe ich den ELSYS ERS Co2 Sensor verwendet, der neben dem Co2 Sensor auch einen Bewegungssensor verbaut hat.
Platzierung an der Kiste
Um die richtige Platzierung für den ELSYS ERS zu finden, musste ich ein wenig herumprobieren. Wenn der Sensor zum Beispiel zu weit vorne an der Kiste angebracht war, wurde ein bloßes Vorbeilaufen an der Kiste bereits als Bewegung erfasst und nicht erst ein tatsächlicher Griff in die Box. Mit der Montage hinter dem Sensoneo hatte ich dann schließlich Erfolg.
Dashboard zur Datenvisualisierung und -Auswertung
Um die Daten zu visualisieren und sie nach Halloween besser auswerten zu können, habe ich mir, wie schon bei der Bodenfeuchteüberwachung in meinem Garten, ein Grafana Dashboard erstellt. Wie ihr im Screenshot unten zu sehen, bestand mein Dashboard aus den folgenden 9 Panels, wobei die für mich wichtigsten vor allem für die komfortable Darstellung auf dem Smartphone natürlich ganz oben angeordnet waren:
E-Mail-Benachrichtigungen via B.One Gallery
Zuletzt richtete ich noch die gewünschten E-Mail-Benachrichtigungen über die B.One Gallery ein, was wesentlich einfacher und schneller geht als zum Beispiel über Grafana und einen Telegram Bot. Für folgende Ereignisse habe ich mir Benachrichtigungen erstellt:
- Einer der Sensoren sendet mehr als 1 Stunde keine Daten mehr
- Der Lux-Wert des Lichtsensors ist > 0 = Bewegung am Hauseingang
- Der Bewegungssensor an der Süßigkeiten Box löst aus = Bewegung an der Box
- Der Füllstand der Süßigkeitenbox ist <= 50 %
- Der Füllstand der Süßigkeitenbox ist <= 25 %
Datenauswertung und weitere Erkenntnisse
Nachdem ihr nun gesehen habt, wie ich meine LoRaWAN Halloween Hauseingangsüberwachung realisiert habe, möchte ich noch die Ergebnisse der Datenauswertung sowie weitere Erkenntnisse beziehungsweise Learnings mit euch teilen.
Datenauswertung
Stoßzeiten an Süßigkeitenbox
Wie zu sehen ist, wurden die Bewegungen an der Süßigkeitenbox hauptsächlich in der Zeit zwischen 19:00 und 21:30 Uhr registriert. Die meisten davon fanden zwischen 19:40 Uhr und 20:00 Uhr statt. Vor 19:00 Uhr wurden nur zwei Bewegungen registriert. Dies kann vermutlich damit erklärt werden, dass das Um-die-Häuser-Ziehen und Süßes oder Saures sammeln eher etwas für die „kleineren“ Kinder ist, die danach aber ins Bett müssen. Die letzten drei nicht selbstausgelösten Bewegungen an der Box fanden zwischen 23:40 Uhr und 00:00 Uhr statt.
Stoßzeiten am Hauseingang
Was die Stoßzeiten am Hauseingang selbst betrifft, also die Zeiten, zu denen das automatische Licht eingeschaltet wurde, so korrelieren diese logischerweise grundsätzlich auch mit denen der Süßigkeitenbox. Allerdings ist hier auch zu sehen, dass es Bewegungen am Hauseingang gab, ohne dass auch eine Bewegung an der Box stattfand. Daran konnte ich erkennen, dass ich eine mögliche Lichtquelle übersehen hatte, nämlich das automatische Licht bei Bewegung in unserem Treppenhaus, das durch die Glasscheibe am Eingang ebenfalls vom Sensor erfasst wurde.
Füllstandsentwicklung in der Süßigkeitenbox
Wie oben schon erwähnt, hatte ich leider weniger Messpunkte für den Füllstand als geplant. Dennoch ist der Verlauf nachvollziehbar und ich wurde auch informiert, wenn wenig oder nichts mehr in der Box war. Durch das anfangs stündliche Mess- und Sendeintervall sah es aber zunächst so aus, als würde sich am Füllstand gar nichts ändern, bis dieser um 20:24 Uhr plötzlich bei 0 % lag. Nachdem wir mit unseren eigenen Kindern wieder zu Hause waren, füllte ich die Box wieder auf knapp 25 % auf, was einer gemessenen Distanz zum Sensor von 38 cm entsprach. Nach den letzten Bewegungen zwischen 23:40 Uhr und 00:00 Uhr war die Box dann auch wieder leer. Auffällig bei der Füllstandsmessung war auch, dass der Füllstand nach 23:00 Uhr zunächst wieder auf 0 % sank und dann wieder auf knapp unter 25 % stieg, obwohl die Box weder noch einmal leer noch erneut aufgefüllt wurde. Dies zeigte, dass die Messung auch stark davon beeinflusst wurde, wie genau die Süßigkeiten tatsächlich in der Box lagen und ob es Lücken zum Boden gab oder nicht.
Weitere Erkenntnisse und Learnings
Neben den ausgewerteten Daten konnte ich noch weitere Erkenntnisse und Learnings aus dem Anwendungsfall ziehen, die ich hier kurz zusammenfasse:
- Durch das Batsignal wurde mehr Aufmerksamkeit generiert als im Vorjahr, als es lediglich eine einfache Box gab
- Bei der Platzierung des Lichtsensors sollten keine Lichtquellen vergessen werden, vor allem dann wenn der Sensor wie in diesem Fall nur auf eine bestimmte Lichtquelle reagieren soll
- Alle drei der verwendeten Sensoren ließen bzw. lassen sich einfach und schnell umkonfigurieren, ein Teil per App + NFC und ein Teil per App + Bluetooth. Lediglich für die Sensoneo Configurator App benötigt man zunächst Zugangsdaten vom Hersteller/Anbieter und hier war es zudem wichtig, mit dem Smartphone möglichst nah am Gerät zu bleiben, damit die Bluetooth-Verbindung nicht zwischenzeitlich abbricht
- Alle drei der verwendeten Sensoren haben an sich zuverlässig gemessen und gesendet, mit den folgenden zwei kleinen Ausnahmen:
- Der Sensoneo hatte sich, wie bereits beschrieben, i-wie von selbst wieder auf ein stündliches Sendeintervall zurückgestellt. Warum genau konnte ich leider nicht herausfinden, aber ich konnte es dann schnell wieder korrigieren
- Der Sensoneo hatte hier und da etwas Schwierigkeiten mit der korrekten Messung, wenn die Süßigkeitendichte nicht mehr so hoch war und die ausgesendeten Ultraschallstrahlen durch kleine Lücken den Boden der Box erreichen konnten. In einem kleinen Folgetest zeigte sich, dass z. B. der Pepperl+Fuchs WILSEN für das nächste Jahr eine gute Alternative wäre, da er damit besser zurecht kam
- E-Mail-Benachrichtigungen über die One Gallery haben zuverlässig funktioniert und sind deutlich einfacher einzurichten, als bspw. über Grafana
Erweiterungs- und Anpassungsideen für 2024
Last but not least noch drei Erweiterungs-/Anpassungsideen für 2024:
- Auslösen einer Aktion bei erkannter Bewegung, evtl. durch Einbindung von IFTTT und Nutzung der ZENNER Datahub RuleEngine. Zum Beispiel:
- Abspielen von gruseligen Halloween Sounds über meine Alexa, z. B. Schreie beim Griff in die Süßigkeitenbox oder beim Gang zur Haustür
- Einschalten einer Funksteckdose, an die ein gruseliges oder lustiges Halloween-Gadget angeschlossen ist
- Erfassung der Zufriedenheit mit der Süßigkeitenauswahl über einen Sensor wie den Skiply Smilio Action Multiservices Button
- Wie oben erwähnt evtl. Verwendung des Pepperl+Fuchs WILSEN als alternativen Füllstandssensor
Habt ihr weitere Ideen für eine Halloween Hauseingangsüberwachung, selbst schon mal einen ähnlichen Anwendungsfall umgesetzt oder Erfahrungen mit der Verarbeitung von LoRaWAN®-Paketen über IFTTT? Dann freue ich mich über eure Kommentare und einen gegenseitigen Austausch! 🙂
Kommentare