Die Software mqtt2file ist die Basissoftware zum Betrieb unserer Funkmodule.

Die Software soll 2 Aufgaben erfüllen:

  • Das MQTT Funkmodul bei der ersten Inbetriebnahme zu konfigurieren.
  • Messwerte welche über das WLAN Funkmodul gesendet wurden anzuzeigen und bei Bedarf in eine Datei zu schreiben.

Diese beiden Aufgaben decken den Mindestbedarf an Software ab, um mit einem MQTT Modul zu arbeiten.

Die beiden Aufgaben sind prinzipiell unabhängig. Da MQTT Funkmodule oft in einer übergeordneten und externen MQTT Infrastruktur betrieben werden, wird die Software häufig nur dazu verwendet um die MQTT Module zu konfigurieren und Tests für den Datenempfang mit den Modulen durchzuführen.

Die Software ist kostenlos und lauffähig unter MS Windows und Android. Das Installationspaket bzw. die ausführbare Datei kann auf unserer Service/Downloadseite heruntergeladen werden.

Nach dem Start der Sofware wird die Hauptauswahl zur Konfiguration angezeigt.

Wenn beim Start der Anwendung bereits eine gültige Konfiguration gefunden wird, wird nach einer kurzen Pause direkt in den Mess-Modus geschaltet. Ist noch kein Modul konfiguriert bleibt der Startbildschirm stehen. Die einzelnen Menüpunkt zeigen durch einen grünen Haken dass dieser Punkt bereits konfiguriert und betriebsbereit ist.

Durch Klick auf ein Menüpunkt wird dieser Bereich geöffnet und die darunter enthaltenen Einstellungspunkte werden sichtbar.

Der Menüpunkt „MQTT“

Im Menüpunkt MQTT kann die Verbindung zu einem MQTT Broker eingestellt werden. MQTT kommuniziert über das Internet. Entsprechend wird unter „Server“ die IP Adresse des MQTT Servers eingetragen. Der verwendete Port ist normalerweise 1883. Optional können zur Absicherung der Verbindung die im MQTT Broker vergebenen Zugangsdaten (Benutzername und Passwort) eingegeben werden. In optionalen Firmware-Varianten ist eine zusätzliche Absicherung durch SSL möglich.

Basis Topic definiert den Basis-MQTT-Topic welcher für die Erfassung von Messwerten verwendet wird. Dies ist normalerweise der Topic einer zuvor konfigurierten Messuhr oder anderen IoT-Device.

Der Abschnitt „Messuhr Einrichten“

Eine fabrikneue Messuhr oder anderes MQTT-Funkmodul muss vor der ersten Verwendung dahingehend konfiguriert werden, dass es sich mit einem vorhandenen WLAN Netzwerk und einem vorhandenen MQTT Broker verbinden kann.

Ist diese Verbindung einmal hergestellt, kann jeder Client in dieser MQTT Infrastruktur – auch gleichzeitig – auf die Ergebnisse und Messwerte des Messgerätes zugreifen.

Ebenso über MQTT werden Konfigurationsparameter wie Standby-Zeit oder die Warnmeldung bei niedrigem Batteriestand eingestellt.

Das Handbuch zum Betrieb und zur Konfiguration der MQTT Funkmodule kann hier als PDF Datei heruntergeladen werden.

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.

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.

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.

Anleitung zur Installation unserer MQTT-Programme auf einem Android Smartphone.

Die Installation von Software auf Smartphones mit dem Android Betriebssystem geschieht meist über einen oft über einen Android App Store. Der Store hat die Berechtigungen die dort hinterlegten Anwendungen direkt auf das Smartphone zu laden und zu installieren.
Die Bereitstellung von Anwendungen für Stores wie Google Play sind mit etwas Aufwand verbunden. Zudem sind unsere Anwendungen nicht für einen breiten Markt gedacht, sondern lediglich für die professionellen Anwender unserer Module. Daher ist es für uns zweckmäßiger diese Anwendungen direkt über unsere Internetseite zu beziehen und direkt zu installieren. Dies ist sehr einfach und wird in dieser Anleitung genau gezeigt.

Zuerst wird das Programm in der gewünschten Version auf unserer Service-Seite ausgewählt und angeklickt.

Die Programmdatei (APK-Datei) wird dann vom Browser heruntergeladen.
Nachdem die Datei heruntergeladen wurde kann sie direkt geöffnet werden.
Abhängig vom verwendeten Browser (Crome, Firefox, Opera, Vivaldi,…) kann der Downloadbereich unterschiedlich angezeigt werden. Es ist in jedem Fall möglich, die heruntergeladene Datei zu öffnen.

Wenn von diesem Internetbrowser noch nie eine Anwendung installiert wurde, kann es sein, dass die Installation zunächst verhindert wird. Über die Einstellungen können diese Berechtigungen jedoch einfach vergeben werden.

Auf älteren Android Versionen wird diese Berechtigung pauschal für das gesamte Gerät gegeben (Bereich „Sicherheit“, „Anwendungen aus unbekannten Quellen installieren“). Bei neueren Android-Versionen wird diese Berechtigung nur für eine einzelne Anwendung gegeben.
Nachdem die Einstellung verändert wurde geht es über den „Zurück“ Pfeil oben links wieder zurück zur geplanten Installation.

Nun kann mit der eigentlichen Installation des Programms begonnen werden.

Abhängig von der Android-Version und den Systemeinstellungen kann es sein, dass eine erneute Bestätigung eingeholt wird, dass diese Datei wirklich installiert werden soll.

Zusätzlich kann zur Sicherheit die Datei zu Google zur Überprüfung gesendet werden.

Spätestens nun sollte die Anwendung installiert werden.

Der Installationsvorgang selbst dauert dann nur einige Sekunden.

Nach der Installation kann die WLAN-MQTT-Anwendung direkt geöffnet werden.

Ein Laser Entfernungsmesser wird verwendet um schnell und zuverlässig den Abstand zwischen 2 Objekten zu bestimmen. Voraussetzung für eine Messung über einen Laserstrahl ist die freie Sichtverbindung zwischen den Messpunkten. Laser-Entfernungsmesser sind in vielen unterschiedlichen Ausprägungen am Markt erhältlich. Das verwendete LIDAR Messprinzip ist für die gebräuchlichen Modelle gemeinsam. Das Alleinstellungsmerkmal des von uns hergestellten Entfernungsmessers ist die direkt Anbindung des Messgerätes über WLAN an ein Netzwerk bzw. an das Internet. Als WLAN-Übertragungsprotokoll wird hierbei MQTT eingesetzt. Dies ermöglicht den sehr einfachen Zugriff auf die Messwerte und auf die Funktionen des IoT-Device von jeder Anwendung welche MQTT-fähig ist.

Zum Vergleich: Entfernungsmesser mit Bluetooth-Schnittstelle können zwar auch die Messwerte per Funk übertragen, der Empfänger muss jedoch speziell auf dieses Gerät zugeschnitten sein. Eine Übertragung in ein beliebiges Programm oder in eine Datenbankanwendung ist hier – wenn überhaupt – nicht ohne großen Zusatzaufwand möglich.

Ein weiteres besonderes Feature unseres Lasermessgerätes ist es, dass es nicht mit Batterien sondern mit einem LiIon-Akko (Lithium-Ionen-Akku) betrieben wird. Die Akkus können zudem über einen Standard-Stecker schnell und einfach gewechselt werden. Über Wechselakkus ist somit ein kontinuierlicher Betrieb des IIoT Messgerätes möglich.

Die verwendeten Akkus sowie die Ladegeräte sind kompatibel zu unseren WLAN-Modulen für unsere Messuhren der Modellreihe M4 sowie zu unserem WLAN-PIR-Temperatur-Messgerät.

Download der Dokumentation und Software zu unseren WLAN MQTT Produkten sowie Links zu Support Informationen.

WLAN MQTT Module

(M3 und M4 WLAN Messuhr, M5 WLAN Messsschieber, M6 WLAN Bügelmessschraube)

Schnellstartanleitung und Kurzreferenz

Download als PDF Datei:

https://dl.raaareware.de/messuhr/Messuhr_Modul_QuickStart_and_Cheatsheet.pdf

WLAN Modul Dokumentationen

https://dl.raaareware.de/messuhr/Messuhr_Modul_Doku_Benutzer.pdf
https://dl.raaareware.de/messuhr/Messuhr_Modul_Doku_Technik.pdf

WLAN module documentation in english

https://dl.raaareware.de/messuhr/EN_Wlan_Mqtt_Module_Doc_Technical.pdf

Service-Videos

Durchführen eines Werksreset an einem MQTT WLAN Funkmodul: YouTube Video

Software

MQTT 2 File

Test- und Konfigurationssoftware für unsere MQTT WLAN Module.
Doku: https://dl.raaareware.de/messuhr/Messuhr_Software_MQTT2File.pdf
Windows: https://dl.raaareware.de/messuhr/mqtt2file.zip
Android: https://dl.raaareware.de/messuhr/mqtt2file.apk

Version / BetriebssystemMS WindowsAndroid 32BitAndroid 64 Bit
1.3 (Support Android 11)APKAPK
1.2 (Support Fix-IP Config)ZIPAPK
1.1 (Initial Version)ZIPAPK

Installation des Programms Mqtt2file:
Unter Windows: Einfach in ein beliebiges Verzeichnis entpacken und exe Datei ausführen.
Unter Android: Die apk-Datei wird auf dem Android Smartphone ausgeführt und dadurch installiert. Eventuell muss die Einschränkung zur Ausführung externer Anwendungen deaktiviert werden. Eine genaue Anleitung zur Installation ist hier zu finden.

MQTT 2 Key

Die Software MQTT2Key ermöglicht die Übernahme von MQTT Daten in eine nicht-MQTT-Windows Anwendung wie z.B. LibreOffice oder Excel.

Download der Windows Software

Pressematerial

Firmenlogo rAAAreware GmbH als PNG, TIFF, EPS und JPG.
Das Logo besteht aus 4 Farben:

Rand: Orange = 0xf48f0d (r=244,g=143,b=13)
Schrift: schwarz = 0x0
AAA: Grau = 0x808080
Hintergrund: Weiß = 0xffffff

Einleitung und Übersicht

Eine MQTT Infrastruktur für industrielle Anwendungen zu betreiben ist genauso wie MQTT an und für sich: Einfach und flexibel. Trotzdem ist es wie für alle Vorhaben empfehlenswert einige Vorüberlegungen anzustellen und zu entsprechend zu planen. Dies verhindert, dass die erstellte Infrastruktur direkt nach der Fertigstellung angepasst werden muss. Weiter ist es notwendig, angrenzende Bereiche vor allem aus dem Bereich der Netzwerkinfrastruktur in die Überlegungen und Entscheidungen mit einfließen zu lassen.

Grundsätzlich lässt eine MQTT Infrastruktur in 3 Teile unterteilen: Die Sensoren oder Aktoren (IoT Devices) als primäre Datenlieferanten, den MQTT Broker als Vermittler der Daten und das Backend als primärer Abonnent der Daten. Dies ist eine logische Aufteilung. MQTT-Technisch gibt es Publisher (= Datenlieferanten) und Subscriber (=Datenabonnenten) – doch jeder Publisher kann auch selbst Daten beziehen und jeder Subscriber kann auch Daten senden (und macht dies normalerweise auch). Trotzdem ist es eher so, dass im Datenbackend eher mehr Subscriber von Nutzdaten sitzen und die Devices als Sensoren und Aktoren die primären Datenlieferanten des Systems sind.

Das Bindeglied zwischen den 3 Komponenten des Systems ist das Netzwerk. Bei einer MQTT Infrastruktur geht es also um klassische TCP/IP Netzwerktechnik.

Eine MQTT Device ist normalerweise über WLAN an das Netzwerk angebunden. Wir haben in unserer Netzwerkinfrastruktur also ein WLAN Netzwerk integriert.

Lokale Infrastruktur

In dieser einfachen Infrastruktur befindet sich alles in einem einzigen Netzwerk (LAN, Local area network). Es kommt keine spezielle industrielle Hardware zum Einsatz. Vielmehr dient ein einfacher Accesspoint als Zugangspunkt zum Netzwerk mit MQTT Broker und Backend.

Einfache MQTT Client / MQTT Broker Infrastruktur

Der MQTT Broker kann hierbei auf irgendeinem Rechner des Netzwerks laufen. Möglich ist es sogar, sowohl Broker als auch Accesspoint auf einem einzigen Android Endgerät zu betreiben. Somit besteht die gesamte Infrastruktur z.B. nur aus der IoT Device und einem Tablet. Dieser Spezialfall einer minimalen MQTT Architektur ist in unserem Artikel MQTT Broker auf Android beschrieben.

Gateway als MQTT Broker

Eine fast genauso einfache Infrastruktur setzt einen MQTT Broker als Gateway zwischen 2 LAN Netzwerken ein. Dieser Broker kann als proprietäres System oder als Linux System umgesetzt sein.

MQTT Infrastuktur mit Gateway zwischen Produktionsnetzwerk und Firmennetzwerk.

Firmen wie die Wiesemann & Theis GmbH (www.wut.de) bieten einen einfachen MQTT Broker als fertige Komponente an. Alternativ kann ein kleiner Linux Rechner wie z.B. ein Raspberry Pi Rechner als MQTT Broker eingesetzt werden. Die erste Option bietet eventuell einen etwas leichteren Einstieg in die Konfiguration, da diese komplett über eine WEB Oberfläche vorgenommen werden kann.
Der Raspberry Computer bietet dagegen eine maximale Flexibilität durch ein komplett offenes und frei konfigurierbares System welches mit Sicherheit über viele Jahre gepflegt und weiterentwickelt wird.
Mit dem von uns entwickelten und angeboten Raspberry Industrierechner können wir ein System liefern welches eine sehr einfache Konfiguration ermöglicht und trotzdem die maximale Flexibilität eines quelloffenen und freien Linux Systems bietet.

MQTT Broker im WAN Netzwerk

Eine für nicht-industrielle Anwendungen häufig umgesetzte Konfiguration ist die Verwendung des MQTT Brokers als Service in einer Cloud, also auf einem entfernten Rechner in einem WAN (wide area network; Internet).
Dies vereinfacht die Gesamtkonfiguration und den Betrieb etwas, da ein MQTT Broker eben überhaupt gar nicht erst installiert und konfiguriert werden muss. Dies ist natürlich auch für Industrielle Anwendungen denkbar.

MQTT Infrastruktur mit einem MQTT Broker in der Cloud

Meist kommt diese Konfiguration aus mindestens 2 Gründen nicht zum Einsatz:

Erstens ist die Grundanforderung der Unabhängigkeit einer Industrieanlage nicht gewährleistet. Sollte der externe Dienst des MQTT Brokers aus irgendeinem Grund nicht mehr erreichbar sein ist eine Produktion im schlimmsten Fall nicht mehr oder nur noch deutlich eingeschränkt möglich.

Ein zweiter Grund ist, dass Daten der Anlage außerhalb des lokalen Netzwerkes oder Firmennetzwerkes gespeichert werden. Zwar können die Datenverbindungen und Übertragungen unter MQTT z.B. Passwort oder über eine TLS/SSL Verschlüsselung geschützt werden, ein Risiko zur Einsicht oder Manipulation der Daten auf dem Server selbst bleibt jedoch bestehen.

Wenn man bedenkt, wie einfach ein MQTT Server installiert, administriert und betrieben werden kann ist es empfehlenswert den MQTT Server in einem lokalen Firmen-LAN zu betreiben.

Infrarot Thermometer (PIR Thermometer, Passive Infra Red Thermometer oder Pyrometer) werden in der Industrie eingesetzt um Temperaturen berührungslos zu messen. Im Gegensatz zu unseren Messmodulen für lineare Längenmessung gibt es hier eine große Auswahl an Produkten am Markt. Jedoch gilt auch hier: Die meisten Geräte besitzen keine Möglichkeit die erfassten Messwerte per Funk an einen PC oder ein Smartphone weiterzugeben. Einige wenige Modelle besitzen ein eingebautes Bluetooth Funkmodul über welches sich die Daten an eine proprietäre Software übertragen lässt. Dies alles ist nicht wirklich industrietauglich oder Industrie 4.0. Gleichzeitig ist es jedoch die Gelegenheit für uns, auch hier ein entsprechendes Infrarot Thermometer zu entwickeln.

Ansicht des WLAN Infrarot-Thermometers von oben
Ansicht des WLAN-PIR-Thermometers von unten
  1. PIR Sensor (90° um die Y-Achse drehbar)
  2. Bildschirm (OLED Display)
  3. Anzeige der Funkverbindung (WLAN Signalstärke)
  4. Anzeige des Akku-Ladestandes
  5. Lithium-Ionen oder Lithium-Polymer Akkumodul
  6. Multifunktionssteckverbindung für Akku oder Peripherie
  7. Hauptschalter für die Spannungsversorgung
  8. Messtaste für manuelle Messungen und Multifunktionstaste

Die Alleinstellungsmerkmale unseres Infrarot Thermometer für industriellen Einsatz sind:

  • Echtes WLAN. Direktes Verbinden des Infrarot Thermometers mit einem WLAN/WiFi Netzwerk.
  • Sichere Funkübertragung auch unter schwierigen Bedingungen.
  • MQTT Datenprotokoll.
  • Sehr kleine Bauweise durch hohe Integration der Bauteile.
  • Sensorausrichtung um bis zu 90° drehbar.
  • Montagemöglichkeiten für Wandmontage oder Montage auf Lochblech.
  • Lange Laufzeit durch Lithium-Ionen Akku (LiIon).
  • Schnellwechselsystem für den Akku.
  • Große Auswahl an Ladestationen für den Akku.
  • Hohe Konfigurationsmöglichkeit durch den Kunden durch unsere agile Fertigung.

Die Authentifizierung des Thermometers am WLAN Netzwerk erfolgt über Angabe der SSID und des Passwortes. Über WPA2 werden die übertragenen Daten sicher vor unbefugtem Zugriff geschützt.

Die Weitergabe der Daten erfolgt im offenen MQTT Protokoll. Das MQTT Protokoll wurde entwickelt, um Messdaten einfach und zuverlässig auch über große Distanzen sicher zu übertragen. Die MQTT „Empfangsstation“ wird MQTT Broker oder MQTT Server genannt. Diese Software ist als freie Software kostenlos auf für die kommerzielle Nutzung verfügbar. Über einen MQTT Client lassen sich sämtliche Anwendungen zur Messdatenverarbeitung realisieren: Sei es die Weiterverarbeitung in einem nachgelagerten Prozess für die Qualitätssicherung oder auch nur die direkte Eingabe der Messwerte in z.B. eine Tabellenkalkulation wie LibreOffice oder Excel.

Funktionsweise des PIR Funkthermometer

Das Funk-Thermometer kennt 2 Betriebsarten:

  • Konfiguration
  • Messen

In der Betriebsart [Konfiguration] öffnet das Thermometer einen WLAN Access Point. Über diesen kann ein beliebiger Client eine Verbindung zum Thermomenter herstellen. Über diese Verbindung kann dann die gewünschte Konfiguration auf das Messgerät übertragen werden.
Der primäre Sinn der Konfiguration besteht darin, das Modul für den Zugriff auf einen MQTT Server zu konfigurieren.
Die Konfiguration wird normalerweise über unser Konfigurationsprogramm durchgeführt. Dort können alle erforderlichen Parameter eingestellt werden.

Nach erfolgreichem Laden einer Konfiguration startet das Modul in der Betriebsart [Messen]. Der eigene WLAN Accesspoint wird hierzu dann deaktiviert.
Stattdessen versucht das Modul sich mit dem konfigurierten WLAN Accesspoint zu verbinden. Die Authentifizierung erfolgt hierbei über WPA2/PSK.
Nach erfolgreicher Verbindung mit dem Accesspoint wird versucht eine Verbindung mit dem konfigurierten MQTT Server herzustellen.
Ist diese Verbindung erfolgreich kann das Messgerät direkt über MQTT Botschaften versenden und empfangen.

Über eine Softwarefunktion oder über die Servicetaste am Messmodul lässt sich das Messgerät wieder in den Konfigurationsmodus versetzen [Factory Reset].

Aktualisierung der Firmware

Die Firmware der Messgeräte-Erweiterung kann über WLAN aktualisiert werden (OTA-Update/Over The Air Update).
Der Aktualisierungsvorgang wird auf dem Display angezeigt.
Die Aktualisierung wird nur dann aktiviert wenn die gesamte Firmware fehlerfrei über das WLAN in das Modul übertragen werden konnte.
Die Aktualisierung der Firmware wird über verschiedene optionale Mechanismen geschützt:

  1. Über eine explizite geschütze Freischaltung über eine entsprechende MQTT Botschaft.
  2. Über eine Tastenkombination am Modul.

Technische Daten

WertEinheit
Länge (PIR Sensor auf 0°)110mm
Breite (incl. Akku-Modul)38mm
Höhe (PIR Sensor auf 0°)26mm
Gewicht (incl. Akku-Modul)90g
Akkukapazität des Akku-Moduls650mAh

Unser Know-how und unsere Leidenschaft ist Funktechnik, WLAN und MQTT. Für die Sensorik der Temperaturmessung vertrauen wir auf bewährte Hersteller von Industriellen Sensoren zur Temperaturerfassung. In der Standardausführung verwenden wir Infrarotsensoren der Baureihe MLX90614 der Fa. Melexis N.V aus Belgien.

Die Daten dieser Sensoren sind:

MLX90614 VarianteWertEinheit
Messbereich (Objekttemperatur)-70 – 380°C
Umgebungstemperatur (Variante E)-40 – 85°C
Umgebungstemperatur (Variante K)-40 – 125°C
Messauflösung0,02°C
Genauigkeit (0-50°C)0,5°C

Die exakten Daten der Sensoren können direkt im Datenblatt des Herstellers abgerufen werden.

Wir freuen uns über Kundenwünsche und können auch andere Sensoren in unser Funkthermometer integrieren.

Einleitung

Das Programm mqtt2key (MQTT to Keyboard – MQTT zu Tastatur) dient zur Datenübertragung von MQTT Messwerten in eine beliebige Anwendung.
Werte, welche über MQTT empfangen werden können damit direkt über die Tastaturschnittstelle an ein beliebiges Programm weitergegeben werden. Damit eignet sich das Programm zur Übertragung von Messwerten oder Eingabedaten an praktisch jede Anwendung zur Messdatenverarbeitung.

In IIoT Anwendungen, also industriellen Anwendungen für IoT, wird bevorzugt das MQTT Protokoll eingesetzt. Normalerweise „sprechen“ dann alle verbundenen Programme MQTT. Die Werte können von jedem Programm direkt und einfach verarbeitet werden.

Es sind verschiedene Szenarien denkbar und in unserer Erfahrung schon aufgetreten, in welchen ein Programm MQTT Messwerte verarbeiten soll, jedoch nicht direkt auf einen MQTT Server zugreifen kann.

MS Excel

In sehr einfachen Szenarien kann es sein, dass der Messwert nur in einem Tabellenkalkulationsprogramm wie LibreOffice oder Excel gespeichert werden soll. Zwar wäre es prinzipiell sicherlich möglich, auch hier eine MQTT Ankopplung zu realisieren – ein sehr einfacher Weg ist es jedoch, einfach die Werte direkt in eine Tabellenzelle einzutragen.
Der Vorteil gegenüber einer manuellen Eingabe liegt auf der Hand: Durch die automatisierte Übertragung ist sichergestellt, dass der Wert auch korrekt übernommen wurde. Die Prozesssicherheit und Qualität der Messwerte steigt, da ein Ablesefehler oder Eintragefehler (z.B. Zahlendreher) sicher vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Übertragung deutlich schneller geht, als den Wert manuell abzulesen und einzutippen.

WEB Anwendungen

Eine weitere Anwendung ist die Verarbeitung der Daten durch ein Programm welches in einem Web-Browser betrieben wird.

Zwar kann ein Web-Browser einfach und direkt über eine Ajax-Web-Schnittstelle auf einen MQTT Broker zugreifen, jedoch ist es nicht immer möglich, das verwendete Programm dahingehend zu erweitern oder zu verändern, dass die Messwerte direkt eingetragen werden.

Auch hier kann über das einschleusen der MQTT Werte in die Tastaturschnittstelle einfach eine automatische Übernahme der Messwerte umgesetzt werden.

Sonstige Anwendungsbereiche

Weitere Anwendungsfälle sind unendlich verfügbar. Jedes Programm, egal ob Konsolenprogramm, Browserprogramm oder Windows-Programm, welches Tastatureingaben entgegennimmt kann mit dem MQTT Hilfsprogramm mqtt2file als Empfänger von MQTT Messwerten verwendet werden.

Die weitere Verwendung von MQTT ist hierbei nicht relevant. Es ist gut vorstellbar, über das Programm schlicht und einfach eine Messuhr, ein Messschieber oder eine Bügelmessschraube per WLAN drahtlos mit dem Computer zu verbinden um die Werte dann direkt in einem beliebigen Programm weiter zu verarbeiten.

Funktionsweise

Das Programm läuft normalerweise im Hintergrund. Es verbindet sich mit dem konfigurierten MQTT Broker und nimmt die Messwerte des konfigurierten Messmittels entgegen. Diese Werte werden dann direkt an die Tastaturschnittstelle weitergegeben.

Optional kann ein systemweiter Hotkey oder Shortcut („Direkttaste“) definiert werden: Über diesen lässt sich dann eine Messung oder ein Messwert direkt vom PC aus über MQTT anfordern.

Konfiguration

Das Programm muss nicht installiert werden. Es wird einfach an einem beliebigen Ort auf der Festplatte (oder auch einem USB-Stick) abgelegt und kann direkt ausgeführt werden.

Der Hauptbildschirm der Anwendung

Nach dem Start des Programms erscheint der Hauptbildschirm der Anwendung.

Die Einstellungen sind selbsterklärend und werden beim Beenden des Programms gespeichert.

Die Messwerte werden wie von z.B. der Messuhr geliefert weitergegeben. Z.B. „-12.34“. Wenn ein Programm die Werte in einer anderen numerischen Notation erwartet kann der Wert in die Notation des Landes anpassen, auf welchem das Programm aktuell ausgeführt wird. Auf einem Computer mit deutschem Gebietsschema würde dann z.B. „-12,34“ an die Tasttatur ausgegeben werden.

Beim schließen des Programms wird das Programm lediglich in die TNA (Taskbar Notification Area) minimiert. Dort ist es dann weiter als kleines Symbol sichtbar und läuft im Hintergrund.

Wenn ein Messwert übertragen wird blinkt dieses Symbol kurz auf.

Durch klick auf das Symbol wird der Hauptbildschirm wieder dargestellt.

Durch klick mit der rechten Maustaste kann das Programm endgültig geschlossen werden.

Auf der 2. Registerseite der Anwendung sind Details zu MQTT zu sehen.

Download und Installation

Das Programm ist Freeware und kann kostenlos hier heruntergeladen werden. Das Programm sollte auf jedem neueren Windows Rechner problemlos laufen. Wir übernehmen hierbei keine Garantie für die Funktion – siehe auch unten unter „Rechtliches“. Das Programm muss nicht installiert werden. Entpacken Sie die Dateien einfach in ein beliebiges Verzeichnis. Zum Starten rufen Sie das Programm „mqtt2key.exe“ auf.

Rechtliches

© rAAAreware GmbH

Diese Software wird zur Verfügung gestellt, so wie sie ist, ohne
ausdrückliche oder implizite Garantie.
Keinesfalls ist der Autor verantwortlich für etwaigen Schaden, der durch die Verwendung dieser Software auftritt.

Es wird allen Nutzern des Programms bewilligt, diese Software für
jeden möglichen Zweck einzusetzen, kommerzielle Nutzung inbegriffen,
solange folgende Bedingungen erfüllt werden:

  1. Jegliche Weitergabe des Pakets muss alle Angaben obiger Copyright
    Nennung und die Webadresse beinhalten.
  2. Die Herkunft der Software darf nicht falsch dargestellt werden, es
    darf also nicht fälschlicherweise behauptet werden, der Autor dieser
    Software zu sein.
  3. Veränderte Versionen müssen als solche deklariert und nicht als
    Originalsoftware dargestellt werden.
  4. Jegliche Weitergabe des Pakets hat unentgeltlich zu erfolgen.
    Eine kommerzielle Weitergabe ist nicht ausgeschlossen, bedarf
    jedoch einer Rückfrage beim Autor.

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Our page in english language

           Our product WLAN MQTT Module for dial gauge in english language.

Notre site en français

Il nostro sito in italiano

Nuestro sitio web en español

Nosso site em português

 

We announce the probably first real WLAN module for digital gauges, calipers and outside micrometers.

Starting in 2018 with a development study for a big German automotive manufacturer we improved and extend our modules for a quite wide range of use cases.

All IIoT modules communicate using the MQTT IoT protocol.

Currently we deliver primary the german speaking market. This page has been created to spread the information about the module to English speaking international customers.

Beside of our WLAN modules we extended our portfolio of products with some other items requested by our industrial partners. Those modules are for example some MQTT or serial displays or some electromechanical lifts for gauges.

Our philosophy: Agile development and production

Our philosopy is to provide simple but relieable modules in industrial strength for professional usage. Our roots are in the software business – where we like to do agile software development. We transform this knowledge to our hardware and electronic development and production process. This means:

  • All product cases are printed with a 3D printer. This allows very fast product improvements and reaction on individual customer requests.
  • We only use very standard electronic components. This allow a very long time support of our products.
  • All software and firmware of the modules is developed agil and therefore hast the benefits of agile software development.
Agile development and production: All cases are printed individual in 3D PLA/ABS/SLA

Those software development principles we extend or define more precisely as:

  • Keep it simple. As simple as possible. As complex as necessary.
  • Be modular. Keep functionality together by specific modules.
  • Be autarkic. Keep modules independend and stand-alone operative.
  • Reuse what you have. Do not invent things wich are already there.
  • Enable simulation. To improve product quality beyond simple testing.
  • Be open. Use open and transparent interfaces.

M3 / M4 – WLAN dial gauge module

Modul M3

The module is either simply placed around an digital gauge. An additional OLED diplay give information about the current measurement and/or the module and gauge state.

Module M4

Module M4 replace the back of a electronic gauge and give the gauge direct access to a WLAN network using MQTT communication. The module is quite small. Different additional modules can extend the functionality or extend the power of the module. The shown display is optional to maintain the module or to show additional informations about the measurement process.

M5 – WLAN caliper module

The Module M5 is mounted on a sliding caliper to extend the functionality of a calliper with real WLAN (not Bluetooth or ZigBee!).

Digital caliper with WLAN Module mounted
Module M5
Zeigt den WLAN Messschieber in der Ladeschale. Diese ist auf einem Lochblech montiert.
WLAN caliper in charge station

The WiFi caliper module come with a specific loading station which always ensure the caliper is fully loaded prior usage and send his data to a WLAN network.

M6 – WLAN micrometer module

Module M6 at a digital micrometer

The module M6 give a digital outside micrometer screw the ability to send direct within a WiFi / WLAN Network. The rechargeable battery (Li-Ion) of the device can be charged by cable or in a charging station.

Micrometer WLAN module M6 with power station

M2 – electronic dial gauge elevator

In situations where a automatic elevation of a dial gauge measuring sensor is requested our electro-mechanical measuring sensor elevator can be used. The range to lift is 12.5 or 25 mm (0.5″ – 1″ / inch).

MQTT or USB displays

Probably the smallest independend computer display you will find. The display can receive MQTT messages to display text, shapes or pictures. Every single pixel of the display is accessable by MQTT or using an USB interface.

Externe Anzeige für eine Messuhr
Externe Messwertanzeige mit Digimatic Schnittstelle

Just a bit bigger this display is usefull for example to display a measurement value of a MQTT gauge.

Disclaimer

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Registered names are just used to describe our products and their functionalities. We do not claim any rights to those names.