Fernbedienung für MQTT.

Die Bedieneinheit als Batteriebetriebenes IoT Device dient dazu beliebige MQTT Botschaften auf Knopfdruck manuell zu versenden und MQTT Botschaften zu empfangen und auf der eingebauten Anzeige darzustellen.

MQTT als Protokoll für IoT und IIoT erfreut sich steigender Beliebtheit in der Automatisierung von Prozessen und Anlagen. Mit unserer MQTT Fernbedienung können wir die nach unserem Kenntnisstand erste und einzige Fernbedienung liefern welche als direkt MQTT Botschaften versenden und empfangen kann.
Für jede der 4 Tasten der Fernbedienung lassen sich Aktionen programmieren, welche beim drücken und loslassen der Taste ausgeführt werden sollen.

Produktbild MQTT Fernbedienung
Produktbild MQTT Fernbedienung mit aufgestecktem LiIon-Akku

Natürlich können MQTT Botschaften auch von jedem PC oder Smartphone abgesendet werden. Diese Fernsteuerung ist für Situationen gedacht, in welchen unabhängig von einem Rechner einfache Befehle gesendet werden sollen. Weiter ist der Handsender sehr schnell einsatzbereit: Wenige Sekunden nach dem Einschalten können Fernsteuervorgänge mit dem mobilen MQTT Client ausgeführt werden.

Besonderheiten

Die Besonderheit dieser Fernbedienung besteht darin, dass sie hoch konfigurierbar ist. Die Grundkonfiguration kann hierbei über eine eigene Web-Oberfläche vorgenommen werden. Die Konfiguration kann ergänzend auch über MQTT selbst vorgenommen werden. Dies bedeutet MQTT extrem: Über ein MQTT Backend lassen sich  Funktionen und Aufgaben der Fernbedienung während des Betriebs dynamisch zuordnen und zuweisen.

Zielsetzung

In der Praxis kommt es vor, dass bestimmte MQTT Aufgaben zur Steuerung oder Regelung manuell angestoßen werden sollen. Normalerweise werden solche MQTT Topics dann über einen MQTT Client auf einem PC oder Smartphone abgesetzt. Speziell im mobilen Einsatz ist dies jedoch unter umständen ungünstig, umständlich oder schlicht nicht möglich. Mit einem sehr kleinen batteriebetriebenen MQTT Sender wie unserer MQTT Fernbedienung ist es problemlos möglich, auch unterwegs und ohne expliziten Rechner manuell MQTT Aktionen durchzuführen.

Einsatzbereiche

Die Einsatzbereiche sind im praktischen Industrieumfeld einer MQTT Infrastruktur. Auch für Test-Szenarien oder Versuchsaufbauten ist der MQTT Sender als Fernsteuerung einsetzbar.

Funktionsweise

Bei jedem Druck und bei jedem Loslassen einer Taste wird eine zuvor konfigurierte MQTT Botschaft (Publish) abgesetzt. Sowohl die verwendete Adresse (Token) der Botschaft also auch der Inhalt der Botschaft (Payload) kann für jede Taste konfiguriert werden.

Inbetriebnahme und Konfiguration

Die IoT Device kann im laufenden Betrieb dynamisch konfiguriert werden. Die Konfiguration kann sowohl über eine eigene Web-Oberfläche von jedem Browser aus vorgenommen werden oder auch über MQTT durchgeführt werden.
Beim ersten Einschalten ist noch kein WLAN Netzwerk und noch kein MQTT Broker zur Kommunikation festgelegt. Wenn noch keine Konfiguration festgelegt ist geht die Fernbedienung ein einen alleinigen Konfigurationsmodus. In diesem Modus öffnet das Gerät einen eigenen WLAN-Accesspoint. Über diesen kann dann die Grundkonfiguration vorgenommen werden.

Konfigurationsansicht für den MQTT Sender
Hauptbildschirm der Konfigurationsansicht des MQTT Handsender

Wurde eine Grundkonfiguration durchgeführt verbindet sich die Device mit dem angegebenen WLAN-Netzwerk und dem angegebenen MQTT Broker. Über das WLAN Netzwerk erhält die Device eine IP Adresse (DHCP). Über diese Adresse kann dann wieder die Konfigurationsseite von jedem Browser aus aufgerufen werden.

Bedienung

Die Fernbedienung wird mit dem Hauptschalter Ein- und Ausgeschaltet.
Nachdem die Funkverbindung mit WLAN und Broker hergestellt ist kann über die 4 Tasten jeweils eine Botschaft versendet werden. Mehrere Tasten können gleichzeitig gedrückt werden. Eingehende Botschaften werden auf dem Display angezeigt.
Auf dem eingebauten OLED Display können neben den Beschriftungen der Tasten bis zu 3 weitere Textzeilen angezeigt werden. Die letzte Zeile im Display zeigt den Status der Device und die zuletzt gesendete Botschaft. Lange Texte werden über den Bildschirm gescrollt.
Über 3 Symbole auf der linken Seite werden Zusatzinformationen zum Gerät angezeigt:

  • WLAN Signalstärke, durchgestrichenes WLAN Symbol wenn die Anmeldung am WLAN Netzwerk nicht erfolgreich war.
  • MQTT Broker Status. Ein „M“ Symbol zeigt an, dass die Verbindung zum MQTT Broker noch nicht hergestellt ist.
  • Batteriesymbol mit Ladestandanzeige des angeschlossenen Akkus bzw. der externen Stromversorgung.

Die Fernbedienung wird im Normalfall mit einem Lithium-Ionen Akku mit Energie versorgt. Dies ist im Vergleich zu einer Infrarot-Fernbedienung ungewöhnlich – jedoch sendet die IoT Fernbedienung auch in einem WLAN mit einer Reichweite von bis zu 300 Metern anstatt über eine sehr kurze Distanz mit Infrarot-Licht. Entsprechend ist der Stromverbrauch der Fernbedienung höher. Das Li-Ion-Wechselakku-System ermöglicht ein einfaches Tauschen der Akkus zur Spannungsversorgung. Mit mehreren Akkus und unseren Ladestationen kann ein kontinuierlicher Betrieb einfach sichergestellt werden.
Über den 10 poligen Universal-Anschluss kann neben einem Akku auch eine andere Stromversorgung z.B. in Form eines Netzteils angeschlossen werden. Weiter können Daten über eine serielle Schnittstelle ausgelesen und weiterverarbeitet werden.

Sicherheit

Das WiFi Modul des Senders arbeitet mit 2.4GHz. Eine prinzipielle Sicherheit ist durch eine WPA2 Verbindung gegeben. Zusätzlich kann die MQTT Verbindung über einen Benutzernamen und ein Passwort abgesichert werden.
Optional kann eine Firmware geliefert werden welche die Verbindung zusätzlich über eine SSL Verschlüsselung weiter absichert.

Referenz

Weitere Informationen zu unserem MQTT Handsender (mobiler MQTT Client) finden Sie in der Dokumentation zum Produkt.

Zum Produktvideo: MQTT RemoteControl bei YouTube.

Die Control-Messe in Stuttgart wurde nun auch für das Jahr 2021 abgesagt. Für uns wäre es im Jahr 2020 die erste Teilnahme gewesen. Die Absage trifft uns daher besonders hart, ist jedoch aufgrund der immer noch andauernden Corona-Pandemie verständlich.

Als kleinen Trost haben wir hier unsere kleine virtuelle Hausmesse für Qualitätssicherung mit Handmessmittel zusammengestellt.
Zusätzlich laden wir Sie – sobald das Covid-19 Thema überstanden ist – gerne uns nach Heidelberg ein. Dann können Sie unsere Entwicklung und Produktion direkt bei uns begutachten.
Als Alternative vereinbaren wir auch gerne einen Vor-Ort Termin bei Ihnen um unsere Produkte vorzustellen.

Was wir können und was wir tun ist die Digitalisierung von Messdaten.
Einen besonderen Schwerpunkt legen wir hierbei auf die Übertragung der Daten direkt per WLAN. Als bevorzugtes Protokoll der Übertragung kommt hier das offene Übertragungsformat MQTT zum Einsatz.
Im Gegensatz zu einer Punkt-zu-Punkt Funkverbindung über Ant+, Zigbee oder Bluetooth wird das Messmittel zu einem wirklichen IoT Gerät.
Dieser Ansatz bietet einige Vorteile.
Vor allem die sehr flexible Anbindung nicht nur an ein einzelnes Programm sondern eben an das Internet bieten eine sehr dynamische Anbindung an beliebige Prozesse und Systeme.
Der offene MQTT Standard bedeutet niedrige Kosten für die Implementation und bietet eine maximale Investitionssicherheit.

Beispiele aus unserem aktuellen Produktportfolio:

Produktserie M4

Modul M4

M4 WLAN Messuhr-Modul für Mitutoyo Messuhr.
Optional / Neu: M4-Mahr WLAN Messuhr-Modul für Mahr Messuhr.

Zubehör:

Steckmodul Akku 650mAh

Steckmodul 5.5mm Hohlbuchse

Option: Steckmodul mit USB Micro oder USB Mini Anschluss.

Steckmodul OLED Display

M4 Ladegeräte für Steckakkus:

Ladegerät 1 fach Micro USB
Ladegerät 1 fach Mini USB

Mehrfachladegerät mit 5.5mm Hohlbuchse, Mini-USB und Micro-USB

Ausführung Lademodul 2 fach

Ausführung Lademodul 3-fach

Konfigurationsbeispiel für ein einfaches Mess-Set:

Messkoffer mit 2 x WLAN Messuhr und verschiedenen Zubehörteilen.

Produktserie M3

WLAN Modul mit OLED Display für Mitutoyo Messschieber mit Digimatic Datenausgang.
Das Display zeigt nicht nur den Betriebszustand des Moduls an sondern dient auch dazu beliebige Informationen für den Bediener an der Messuhr anzuzeigen.
Beispielsweise könnten Messpunkte genannt oder Messfolgen beschrieben werden:
„Bitte jetzt Messpunkt 2 messen.“
Auf dem Display können 3 Zeilen Text angezeigt werden.
Lange Texte können über eine Scrollfunktion dargestellt werden.

M5 – Modul für Messschieber

Das Modul für den Messschieber wird direkt am Messschlitten verschraubt. Ein Lithium-Ionen Akku versorgt die Elektronik und den Sender mit der nötigen Energie. In den Messpausen erfolgt die Aufladung des Moduls in der Ablage mit integrierter Ladefunktion.

Zeigt den WLAN Messschieber in der Ladeschale. Diese ist auf einem Lochblech montiert.
WLAN Messschieber in Ladeschale

M6 – Modul für Bügelmessschraube

WLAN Bügelmessschraube mit WLAN/Wifi Modul für Mitutoyo Bügelmessschrauben.

Komplettset incl. Bügelmessschraube, Ladestation und Aufbewahrungsbox.

MQTT2File

Universalsoftware zur Konfiguration von IoT Devices und zum einfachen Speichern von Messwerten.
Die Messwerte können z.B. in einer CSV-Datei gespeichert werden, so dass diese direkt in Excel auswertbar sind.

Übersicht über die Messsoftware für WLAN-Messuhr Module. Übertragen der Messwerte per MQTT. Anzeige und speichern der Messwerte in CSV auf MS Windows oder Android Betriebssystem.
Messsoftware für WLAN Messmodule

Messablaufsteuerung und Prüfplanverwaltung

Komplexe Messsoftware zur Prüfplanverwaltung und Prüfplanabarbeitung mit SQL-Datenbankanbindung.

Durch unsere agile Entwicklung und agile Fertigung können wir sehr schnell auf neue Anforderungen und spezielle Kundenwünsche reagieren.

Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen zu unseren Produkten.

Rechtliches

Bluetooth ist eine eingetragene Marke der Bluetooth SIG, Inc.
Wi-Fi ist eine eingetragene Marke der Wi-Fi Alliance.
Mitutoyo und Digimatic sind vermutlich eingetragene Warenzeichen von Mitutoyo. Wir verwenden diese Bezeichnungen hier zur Erklärung des IoT Moduls (der Hardware und Software).
Wir stehen in keiner Verbindung zu Mitutoyo – setzen aber sehr gerne und wo immer möglich deren gute und zuverlässigen Messuhren ein.

Kontakt

rAAAreware GmbH – Steigerweg 49 – D-69115 Heidelberg – tel 06221 136110 – e-mail: info@raaareware.de