Feinstaubsensor – Teil 9: Konfiguration

Der mechanische Aufbau des Feinstaubsensors ist abgeschlossen, die Feinstaub-Firmware ist geflasht und die Komponenten sind verkabelt. Bevor nun das Gehäuse aus zwei Abwasserrohrbögen geschlossen wird, sollten wir die Schaltung unter Strom setzen, die Konfiguration vornehmen und die Funktion des Feinstaubsensors prüfen. Viel ist nicht zu konfigurieren, im wesentlichen geht es um den WLAN-Zugang. Für die Konfiguration stellt der Feinstaubsensor eine komfortable Weboberfläche zur Verfügung und so lange der Sensor noch keinen WLAN-Zugang hat, bietet er sich selbst als WLAN-Accesspoint an, mit dem wir uns verbinden können. Zum Beispiel mit dem Smartphone.

Ich verweise hier wieder auf die originale Anleitung des Stuttgarter Feinstaub Projekts, die auch die Konfiguration der Messstation beschreibt.

Vorbereitung

Bevor wir zur Konfiguration der Messstation schreiten, sollten alle mechanischen und elektrischen Arbeiten so weit abgeschlossen sein, dass wir den Sensor unter Strom setzen können. Insbesondere gilt das für:

Zusätzlich brauchen wir zur Konfiguration ein WLAN-fähiges Gerät, also einen Laptop, ein Tablet oder im einfachsten Fall ein Smartphone.

Mit dem Feinstaubsensor verbinden

WLAN

Wir halten am besten das Smartphone schon bereit, wenn wir den kompletten Feinstaubsensor, das erste Mal an die Spannungsquelle anschließen. Wenn noch keine Konfiguration vorgenommen wurde, weiß der Feinstaubsensor nicht, wie er ins WLAN und damit ins Internet kommen kann. In diesem Fall und falls aus irgendeinem anderen Grund kein WLAN für den Sensor möglich ist, wird der Mikrocontroller für eine gewisse Zeit selbst zum WLAN-Accesspoint, zu dem wir uns connecten können. Der Name des Accesspoints ist Feinstaubsensor-xxxxxx. Die Folge xxxxxx steht dabei für eine mehrstellige Zahl, die der internen Chip-ID des Mikrocontrollers entspricht. Im Falle meiner eigenen NodeMCU im Beispiel rechts ist die Chip-ID 534958.

Wir versuchen nun, das Smartphone mit diesem Accesspoint zu verbinden – ein Passwort ist dafür nicht erforderlich. Beim Connect kann es zu Warnhinweisen am Smartphone kommen, wenn dieses erkennt, dass über diesen Accesspoint kein Internetzugang möglich ist. Das können wir ignorieren. Sollte der Accesspoint des Feinstaubsensors aus der Liste der WLAN-Netze verschwinden, was nach einer gewissen Zeit passieren soll, so können wir den Mikrocontroller neu starten. Entweder per Reset-Taste am NodeMCU-Board oder durch kurzes Wegnehmen der Stromversorgung.

Konfigurations-Webseite

Sobald wir mit dem WLAN-Accesspoint des Feinstaubsensors verbunden sind können wir die Konfigurationsseite aufrufen. Dazu den Browser starten und in der Adresszeile folgende IP-Adresse eingeben:

http://192.168.4.1/

Das http:// kann man im Normalfall weglassen, so dass auch die Eingabe von 192.168.4.1 genügt.

WLAN Zugang des Sensors konfigurieren

Damit kommen wir auf die Konfigurationsseite des Feinstaubsensors. Dort wird im Kopfbereich noch einmal die Chip-Id angezeigt, darüber hinaus die MAC-Adresse und der Versionsstand der Firmware. Der Feinstaubsensor gibt uns nun alle WLAN-Netzwerke zur Auswahl, die er empfangen kann und wir wählen das richtige aus. (Bild links)

Jetzt muss nur noch das WLAN-Passwort gesetzt werden. Alle anderen Konfigurationsmöglichkeiten können wir unverändert lassen, die Vorgaben stimmen für unserem Feinstaubsensor bereits, so dass nichts weitet gemacht werden muss, außer auf
Speichern zu drücken.

Ganz unten wird nun der Hinweis „Sensor wird gestartet“ eingeblendet und dann verlieren wir den Kontakt zum WLAN-Accesspoint des Feinstaubsensors. Nach dem Neustart wird der Sensor versuchen, mit den eingegebenen Daten ins WLAN und ins Internet zu kommen. Wenn ihm das gelingt – was zu erwarten ist, wenn die Zugangsdaten stimmen – denn wird er keinen eigenen WLAN-Accesspoint mehr anbieten. Folglich können wir die Konfigurations-Webseite unter der eben benutzten IP-Adresse auch nicht mehr aufrufen. Die Webseite des Feinstaubsensors gibt es aber weiterhin und zwar im eigenen Heim-WLAN (also in dem WLAN, das wir dem Sensor eben einkonfiguriert haben).

Funktionskontrolle

Der Sensor sollte nun vollständig konfiguriert sein und nach dem Neustart seinen Dienst aufnehmen. Das können wir durch die folgenden Maßnahmen überprüfen:

Sensor Webseite aufrufen

Die einfachste Möglichkeit zu überprüfen, was der Feinstaubsensor gerade macht, ist der Aufruf der Feinstaubsensor-eigenen Web-Seite. Die haben wir zum Konfigurieren bereits benutzt, nun ist sie aber ins eigene WLAN gewandert und hat dementsprechend eine neue IP-Adresse bekommen. Die Sensor-Webseite rufen wir auf mit:

http://feinstaubsensor-ID.local/

wobei ID durch die jeweilige Chip-ID zu ersetzen ist. Im Falle meines Sensors also:

http://feinstaubsensor-534958.local/

Alternativ dazu, oder wenn es mit diesem Namen nicht funktioniert, kann man natürlich auch direkt die IP-Adresse des Sensors verwenden. Um die in Erfahrung zu bringen, müssen wir unseren WLAN-Router (z.B. Fritz-Box) befragen.
Aktuelle Werte

Im Beispiel sieht man links die Startseite des Feinstaubsensors. Hier lässt sich die Konfiguration ändern oder der Sensor neu starten. Und selbstverständlich können wir auch die aktuellen Messwerte auslesen (rechte Seite).

Ins Internet gemeldete Daten abrufen

So bald der Sensor konfiguriert und im Netz ist, wird er die gemessenen Daten auch an die (vor-)konfigurierten Datenbanken ausliefern und die kann man dort abrufen. Dazu gibt es die folgenden beiden Seiten. Die listen alle Sensoren auf, so dass man mit der Suchfunktion des Browsers nach der eigenen Chip-ID (bei mir 534958) suchen muss.

Sensor aufstellen

Wenn das alles funktioniert, kann der Sensor endgültig zusammengebaut und im Außenbereich aufgestellt werden. Ein Stück Kabelbinder reicht dazu in der Regel aus. Der eigene Feinstaubsensor ist somit funktionsfähig und liefert seine Daten ins Netz. Damit er auch in der Feinstaubkarte von luftdaten.info erscheint, muss er dort angemeldet werden. Wie das geht, zeige ich im nächsten Artikel.


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22 Kommentare

  1. Peter

    Mein Sensor bekommt keine Verbindung zur Fritzbox. Danach zeigt er im Display Feinstaubsensor xyz an. Mit den oben beschrieben Mittel bekomme ich aber kein Verbindung.
    Ich bin mit meine Latein am Ende

  2. Peter

    Ich muss ergänzen, dass ich das oben angezeigt Bild zum Konfigurieren niemals gesehen habe. Ich kann überhaupt keine Zugangsdaten für den Router eingeben

  3. Helmut (Beitrag Autor)

    In welchem Display?

  4. Helmut (Beitrag Autor)

    Da ist Fehlerdiagnose leider schwierig, weil Du nicht schreibst, was Du bereits gemacht hast und an welcher Stelle genau ein Fehler passiert. Wenn Du aber die Konfigurationsmaske nie gesehen und ausgefüllt hast, dann kann sich der Feinstaubsensor natürlich auch nicht mit Deiner Fritzbox verbinden. Der Feinstaubsensor baut dann ein eigenes WLAN-Netz auf, mit dem Du Dich z.B. mit dem Smartphone verbinden musst. Geh noch mal oben im Text an die Stelle, wo es heißt „Mit dem Feinstaubsensor verbinden“, dann sollte es schon klappen.

  5. Kai

    Hallo Helmut (oder wer sonst noch mitliest),
    du schreibst, dass man auf die Sensor-Website auch nach dem Starten noch über die Fritzbox zugreifen kann.
    Aus Sicherheitsgründen habe ich dem Sensor nur über mein Gastnetz den Internetzugang gewährt. Er taucht auch in der Netzwerkliste in der Fritzbox als EPS-XXXXXX (XXXXXX =3xMAC-Adresse) mit einem Koffersymbol auf und Daten werden übertragen, aber ich kann nicht darauf zugreifen.
    Gibt es einen Trick? Muss ein Passwort übergeben werden? Oder die Einstellungen der Fritz-Box ändern?

  6. Helmut (Beitrag Autor)

    Das kommt darauf an, wie Du aus Deinem WLAN Zugriff auf Dein Gastnetz hast. Ich bin jetzt kein Fritzboxexperte, aber ich könnte mir gut vorstellen, dass da keine Kommunikation möglich ist. Wozu bräuchte man sonst auch ein separates Gastnetz. Vielleicht kann Dir noch jemand einen Trick verraten, den ich nicht kenne, aber ich kann nur allen empfehlen, die auch im Betrieb noch auf ihren Sensor zugreifen wollen (und das dürften alle sein), den Feinstaubsensor im eigenen WLAN zu betreiben.

  7. Kai

    Diese Empfehlung würde ich nicht teilen. So sinnvoll auch das Projekt insgesamt ist, aber es gibt nun mal keine fehlerfreie Software und es bleibt somit eine Schwachstelle fürs heimische Netzwerk. Ich verweise in diesem Zusammenhang mal – ohne nähere Beschreibung – auf diverse Artikel des Heise-Verlags (ggf. bitte die Suchmaschine bemühen).

    Für den Zugriff auf den Sensor per Smartphone kann man natürlich den Gastzugang an der Fritzbox sperren und den Sensor neu starten. Ich suche aber nach einer Lösung über den PC. Hat noch jemand eine Idee?

  8. Harald

    Hallo Helmut,
    danke für deine gute Erklärungen, hat alles gut geklappt.
    Ich habe nur ein Problem mit dem dem Zugriff auf meinem Sensor.
    Der Sensor öffnet die Web-Seite so wie beschrieben, sendet auch die Daten ins Netz und auf der Seriellen-Schnittstelle. Dort kann ich das auch alles mit lesen. Wenn ich jetzt aber die Aktuellen Werte oder die Konfiguration ab rufen möchte hängt er sich auf. Der Zugriff erfolgt, es sieht auf dem Seriellen- Port auch gut aus, das es eine Rückantwort gibt, aber die Web- Oberfläche Reagiert nicht mehr. Ich habe den Sensor mit der Arduino- IDE geflasht. Hast du sowas schon mal gehabt, oder hast du eine Idee.

  9. Helmut (Beitrag Autor)

    Anderer Meinung kann man natürlich immer sein, für eine Diskussion wäre es aber befruchtend, wenn Du kurz erklärst, wo Du denn die Schwachstelle für das heimische Netz genau siehst. Liegt es daran, dass mit dem Sensor ein WLAN-Teilnehmer außerhalb der eigenen Wohnung platziert ist? Oder siehst Du den Sensor als Zielpunkt für einen Angriff aus dem Internet trotz vorgelagerter Fritzbox?

  10. Helmut (Beitrag Autor)

    Der Sensor sendet Daten ins Netz – damit sollte er korrekt konfiguriert sein. Du kannst aber nicht mehr direkt auf ihn zugreifen? Hängt er sich dabei wirklich auf oder kannst Du ihn nur nicht erreichen? Hast Du die neue IP-Adresse des Sensors verwendet, die er von Deinen Router nach der initialen Konfiguration erhalten hat?

  11. Harald

    Hallo Helmut,
    danke für deine Antwort.
    ich habe die neue IP-Adresse des Sensors genutzt. Ich kann ihn ja ansprechen aber nicht in die Unter- Menüs wechseln. Bei dem Versuch die Unter- Seiten auf zurufen bleibt er hängen, die Daten werden dann auch nicht mehr ins Netz gesendet. Über USB sieht es so aus als ins Unter- Menu springt oder auf dem Weg da hin ist. Ich muß den Sensor dann mit Reset wieder neu Starten.

  12. Helmut (Beitrag Autor)

    Danke für die Erklärung Harald,
    jetzt hab ich es verstanden. aber ich kann es leider nicht nachvollziehen. Ich hab es eben bei meinem nochmal probiert, da funktioniert das einwandfrei. Meine Firmware ist NRZ-2018-123B. Falls Du die selbe hat, dann sollte es an der Software nicht liegen.

  13. Harald

    Hallo Helmut,
    Danke für deine dein mühe.
    habe das Problem auch mit einem zweiten Sensor gehabt.
    Jetzt habe ich die Firmware mit ohne Arduino-IDE eingespielt, diese hat sofort geklappt.
    Es wir wohl mit der Arduino-IDE Unstimmigkeiten geben (Versionen) die ich nicht finden kann.

  14. Helmut (Beitrag Autor)

    Hab ich es richtig verstanden. Du hast jetzt die fertig kompilierte Version aus dem Internet abgerufen und mit dem Commandline-Befehl geflasht. Diese Variante hat funktioniert. Vorher hattest Du meine „Methode B“ verwendet und alle Sourcen in die Arduino IDE geladen, dort kompiliert und geflasht. Diese Variante hat nicht funktioniert. Vielleicht gibt es dann im Moment eine Unstimmigkeit mit den verwendeten Modulen.

  15. Harald

    Hallo Helmut,
    ja du hast das richtig Verstanden.
    Ich habe auch den Verdacht das es Unstimmigkeiten gibt, kann aber auch an mir liegen bei meinen Glück, ich benutze zur Zeit die Arduino-IDE 1.88.
    Danke für deine Hilfe, es ist eine schöne Wegbeschreibung die du ausgearbeitet hast.

  16. Helmut (Beitrag Autor)

    Sehr gerne.
    Vielleicht ist das wirklich eine Unstimmigkeit unter den verwendeten Softwaremodulen, die in der nächsten Version schon wieder bereinigt sein wird.

  17. Andreas

    Hallo Helmut, gute Seite! Bei mir läuft alles, allerdings ist das WLAN Modul sehr schwach. Wo mein Smartphone -54 DB anzeigt, hat der Sensor -83 DB. Wenn ich die Rohre drumherum baue, wird es schon grenzwertig. Ist das normal?

  18. Helmut (Beitrag Autor)

    Bei mir sind es auch mal -88dB (=24% Qualität) aber das sind auch ca. 15m quer durch die Wohnung auf die Dachterrasse. Für meine Raspberry Kameras habe ich dort schon einen Repeater gebraucht, der Feinstaubsensor schafft das noch ohne Verstärkung. Ich würde jetzt auf den Zahlenwert nicht so viel geben, sondern eher schauen, ob die Verbindung stabil arbeitet.

  19. Franz

    Hallo, ich habe ein FSensor für ein offenes WLAN (Hotel) konfiguriert (WLAN ausgewählt, Passwort keines) Der Sensor mißt u. loggt sich auch alle 2min ein. Daten kommen aber nicht bei madavi an?
    Wenn ich dieses offene WLAN nutze (surfen, email) muss ich mich mit dem Browser erst einmal mit Nutzer und Kennwort anmelden, erst dann habe ich Internet Zugang gewährt.
    Ich müsste also mich mit dem FS einmal mit Nutzer+Kennwort anmelden. Das kann ich mit FS aber nicht, weil FS kein Browser hat. Lösung/Hilfe/Tipp?

  20. Helmut (Beitrag Autor)

    Browseranmeldung kann der Feinstaubsensor meines Wissens nicht. Du brauchst ein offenes WLAN oder eins mit Name / Passwort.

  21. Franz

    Hallo, ich habe ein FeinstaubSensor für ein offenes WLAN (Hotel) konfiguriert (WLAN ausgewählt, Passwort keines). Der FSensor mißt u. loggt sich auch alle 2min ein. Die Daten kommen aber nicht bei madavi.de an?
    Wenn ich dieses offene WLAN nutze (surfen, email) muss ich mich mit dem Browser erst einmal mit Nutzer und Kennwort anmelden, erst dann habe ich Internet Zugang gewährt.
    Ich müsste mich also auch mit dem FS einmal mit Nutzer+Kennwort anmelden. Das kann ich mit FS aber nicht, weil FS kein Browser hat, sondern nur die AccessPoint Konfig Seite. Lösung/Hilfe/Tipp?

  22. Franz

    Danke für die schnelle Antwort, hatte ich befürchtet.
    (Sorry für die wiederholte Frage)
    LG franz

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