[PYTHON] J'ai comparé les capteurs IoT sans fil d'une extrémité (édition des capteurs de température et d'humidité)

IoT et communication sans fil

En parlant d'IoT, des capteurs! Tarte aux framboises! Donc, comme vous pouvez le voir en l'utilisant réellement,

** Quoi qu'il en soit, le câblage gêne! ** (L'image est ma jambe de poulpe)

Si le nombre augmente un peu, cela ressemblera à une salle de piratage et il y a un risque de se faire prendre dans le code. Avec le sans fil, vous pouvez gérer de nombreux capteurs avec RaspberryPi sans compromettre l'apparence ou la sécurité!

Comparaison des capteurs IoT sans fil

Alors, quel capteur sans fil dois-je acheter? J'y ai pensé, mais il n'y a presque aucun site que j'ai comparé. Donc, dans l'esprit des piliers humains, j'ai acheté un capteur avec une connexion Bluetooth Low Energy (BLE) et je l'ai comparé.

Capteur utilisé pour la comparaison

Nous avons choisi le capteur de température et d'humidité qui semble être le plus demandé, et celui qui peut acquérir des données par API. ・ Type de sac de capteur d'environnement Omron (2JCIE-BL01) ・ Type USB du capteur d'environnement Omron (2JCIE-BU01) ・ [Inkbird IBS-TH1 mini](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%88%E3% 82% A5% E3% 83% BC% E3% 82% B9-% E6% B8% A9% E6% B9% BF% E5% BA% A6% E3% 82% BB% E3% 83% B3% E3% 82 % B5% E3% 83% BC-Android-IBS-TH1 / dp / B07D74CQLJ) ・ [Inkbird IBS-TH1](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-IBS-TH1-Bluetooth-%E5%A4%96%E9%83%A8%E3%83%97%E3%83 % AD% E3% 83% BC% E3% 83% 96% E4% BB% 98% E3% 81% 8D-% E3% 82% B9% E3% 83% 9E% E3% 83% 9B% E3% 81% A8% E9% 80% A3% E6% 8E% A5% E3% 81% A7% E3% 81% 8D / dp / B07D75H734 / ref = pd_aw_sbs_201_3 / 356-7389076-5979439? _Encoding = UTF8 & pd_rd_i = B07D75H_rd 4e16-8524-c984893af9bd & pd_rd_w = Ip0MD & pd_rd_wg = lcDuD & pf_rd_p = bff3a3a6-0f6e-4187-bd60-25e75d4c1c8f & pf_rd_r = 939W116VQ9B4Ar = 939W116VQ9B4A ・ Thermo-hygromètre SwitchBot (* A titre de comparaison: Nature Remo ‥ Télécommande intelligente avec connexion Wifi)

Capteur d'environnement Omron type de sac (2JCIE-BL01)

(2JCIE-BL01 à gauche)

Prix: 9 350 ¥ @ [Chip One Stop](https://www.chip1stop.com/view/dispDetail/DispDetail?mpn=2JCIE-BL01&partId=OMRO-0134726&keyword=%E3%82%AA%E3%83%A0% E3% 83% AD% E3% 83% B3% E3% 80% 80% E7% 92% B0% E5% A2% 83% E3% 82% BB% E3% 83% B3% E3% 82% B5) * Prix Sont toutes taxes comprises Taille: 46 x 39 x 15 mm Poids: 19g (piles comprises) Batterie: CR2032 (pile bouton) Commentaire: Fabriqué par Omron de renommée mondiale! Le prix est un peu plus élevé

Capteur d'environnement Omron type USB (2JCIE-BU01)

(2JCIE-BU01 à droite) Prix: 10 902 ¥ @ Digikey Taille: 29 x 14 x 7 mm Poids: 3g Alimentation: alimentation USB Commentaire: Omron of the world part 2! Ceci est câblé (USB) uniquement pour l'alimentation

Inkbird IBS-TH1 mini Prix: 2 899 ¥ @ [Amazon](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%88%E3% 82% A5% E3% 83% BC% E3% 82% B9-% E6% B8% A9% E6% B9% BF% E5% BA% A6% E3% 82% BB% E3% 83% B3% E3% 82 % B5% E3% 83% BC-Android-IBS-TH1 / dp / B07D74CQLJ) Taille: 35 x 35 x 10 mm Poids: 13g Batterie: CR2032 (pile bouton) Commentaire: la compacité est attrayante

Inkbird IBS-TH1 Prix: 3 399 ¥ @ [Amazon](https://www.amazon.co.jp/Inkbird-IBS-TH1-Bluetooth-%E5%A4%96%E9%83%A8%E3%83%97%E3% 83% AD% E3% 83% BC% E3% 83% 96% E4% BB% 98% E3% 81% 8D-% E3% 82% B9% E3% 83% 9E% E3% 83% 9B% E3% 81 % A8% E9% 80% A3% E6% 8E% A5% E3% 81% A7% E3% 81% 8D / dp / B07D75H734 / ref = pd_bxgy_3) Taille: 56 x 56 x 17 mm Poids: 31g Batterie: pile AAA Commentaire: Avec sonde. Peut être utilisé sans sonde

Thermo-hygromètre SwitchBot

Prix: 1 980 ¥ @ [Amazon](https://www.amazon.co.jp/SwitchBot-%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%E3% 83% 9C% E3% 83% 83% E3% 83% 88-% E3% 82% B9% E3% 82% A4% E3% 82% B9% E8% A3% BD% E3% 82% BB% E3% 83 % B3% E3% 82% B5% E3% 83% BC% E3% 82% B9% E3% 83% 9E% E3% 83% 9B% E3% 81% A7% E6% B8% A9% E5% BA% A6 % E6% B9% BF% E5% BA% A6% E7% AE% A1% E7% 90% 86-GoogleHome-IFTTT% E5% AF% BE% E5% BF% 9C / dp / B07L4QNZVF) Taille: 55 x 55 x 24 mm Poids: 69g Batterie: pile AAA x 2 Commentaire: performances de coût écrasantes malgré un écran

Méthode de comparaison

Une expérience a été menée pour comparer les performances suivantes. Pour plus d'informations sur l'obtention des données, ** Voir cet article **

Performances à considérer avec les capteurs sans fil

J'ai comparé les 6 éléments suivants

1. Précision de mesure

Si la précision est mauvaise, il ne peut pas fonctionner comme un capteur. ** Différence par rapport à la moyenne de tous les capteurs de température et d'humidité ** a été mesurée

2. Fiabilité

Si l'acquisition de données échoue et qu'il manque de nombreuses valeurs, l'analyse devient difficile. ** Nous avons mesuré la probabilité d'obtenir des données correctement ** (s'il s'agit d'une valeur manquante)

• Difficulté à arrêter = La disponibilité était également un problème, mais je l'omettrai car il a été effacé dans une certaine mesure dans cet article.

3. Temps de réponse

Si une mesure prend 10 minutes, vous ne pouvez pas vous connecter correctement. ** Combien de secondes il faut pour acquérir des données avec Rapsberry Pi ** a été mesuré comme référence

4. Autonomie de la batterie

Si la batterie s'épuise dans deux semaines, il sera difficile de la remplacer et le coût de la batterie sera élevé, ce qui rendra impossible son fonctionnement pendant une longue période. ** Mesuré le nombre de mois qu'il faudra pour que la batterie s'épuise ** (mis à jour de temps en temps)

5. Taille

Rien ne sert de sans fil avec un capteur trop gros! ** Décrivez la taille de 3 côtés **

• Pour le type Omron_USB avec alimentation filaire, l'évaluation a été définie sur négative.

6. Prix

Quelle que soit la qualité du capteur, le prix est de 100 000 yens! Si on vous dit: "Il suffit de mesurer la température et l'humidité, c'est un peu ..."! ** Prix à partir de juin 2020 **

méthode expérimentale

・ Période: 6 / 2-7 / 10 (interrompue en raison du remplacement de la batterie, du remplacement du routeur, etc.) ・ Intervalle de mesure: 1 fois / 5 minutes ・ Nombre de points de mesure: 8834 points ・ Emplacement de la mesure: comme indiqué sur la figure ci-dessous, la mesure est effectuée dans un boîtier installé à l'intérieur et la position du capteur est remplacée de manière aléatoire une fois par jour afin que la dépendance à l'emplacement ne se produise pas.

• Veuillez noter que la distance entre le Raspberry Pi récepteur et le capteur pendant l'expérience est d'environ 0,5 m, et si la distance est plus éloignée que cela, la fiabilité et le temps de réponse se détérioreront **. ** [Évaluez à quel point la situation empire à la fin de l'article](https://qiita.com/c60evaporator/items/675452d5de9587eed25c#%E8%BF%BD%E5%8A%A0%E6%A4%9C% E8% A8% BC% E8% B7% 9D% E9% 9B% A2% E3% 81% AB% E3% 82% 88% E3% 82% 8B% E6% 88% 90% E5% 8A% 9F% E7% 8E% 87% E3% 81% A8% E5% BF% 9C% E7% AD% 94% E6% 99% 82% E9% 96% 93% E3% 81% B8% E3% 81% AE% E5% A4% 89% E5% 8C% 96) **

résultat

J'expliquerai les résultats de la comparaison en détail. Pour ceux qui ne veulent connaître que les points principaux, je pense qu'il suffit de lire uniquement la "conclusion".

• Veuillez noter que les différences individuelles ne peuvent pas être prises en compte car un seul autre que Inkbird IBS-TH1 a été testé.

Conclusion

Une carte des étoiles a été créée pour chaque capteur. ◎: 2 points 〇: 1 point △: -1 point ×: -3 points (Évaluer moins dans une large mesure)

・ ** Impression que tout sauf Inkbird IBS-TH1mini peut être utilisé sans aucun problème ** (Inkbird IBS-TH1mini a une autonomie de batterie ...) ・ ** Recommandé est Inkbird IBS-TH1 ** (non-mini) ・ ** Type Omron BAG ** pour petite taille ou utilisation à une distance de 5 m ou plus ・ ** Si vous voulez une bonne affaire, Swithbot ** ・ ** Type USB Omron (+ batterie mobile) ** si vous souhaitez maximiser la durée de vie de la batterie -Le temps de réponse est légèrement plus rapide en mode connexion qu'en mode diffusion, mais compromis avec l'autonomie de la batterie ・ Si vous utilisez un ** routeur WiFi ** à proximité, le Bluetooth sera plus stable si vous utilisez ** 5 GHz comme principal ** (2,4 GHz interfère avec Bluetooth)

Détails de comparaison pour chaque performance

1. Précision de mesure

** Différence par rapport à la moyenne de tous les capteurs de température et d'humidité ** a été mesurée

·Température La différence de température par rapport à la moyenne sur toute la période est la suivante.

Pour déterminer si la différence ci-dessus est due à des différences de capteurs individuels La différence de température par rapport à la moyenne a été totalisée pour chaque jour pour faire une boîte à moustaches.

Nature_Remo_1 est loin des autres capteurs, et SwitchBot_Thermo_1 est également un peu éteint. Ce sont des différences qui dépassent les variations du diagramme des moustaches de boîte, et peuvent être considérées comme des différences individuelles des capteurs.

Dans tous les cas, sauf pour Nature_Remo, la différence de température est de 0,2 ° C, même au quadrant. Considérant que même les thermomètres analogiques sont principalement garantis d'avoir une température absolue de ± 1 ° C. ** Cela semble être une valeur assez fiable ** (Nature_Remo a une résolution de mesure de température d'environ 0,7 ° C en premier lieu, et il est indéniable qu'elle est légèrement insuffisante par rapport aux autres capteurs.)

** · Humidité **

Comme pour la température, la différence de température par rapport à la moyenne est tabulée pour chaque jour pour créer une boîte à moustaches.

IBS-TH1mini et Omron_USB sont déconnectés des autres capteurs, En particulier, l'IBS-TH1mini a une différence de près de 4%, ce qui nous met un peu mal à l'aise quant à la précision absolue.

** ・ Comparaison de la précision de la température et de l'humidité ** Différence de quadrant de température 0,2 ℃ ÷ Température absolue 20 ℃ = 1% ordre Différence entre les quadrants d'humidité 4% ÷ Valeur absolue d'humidité 40% = ordre de 10% Comme vous pouvez le voir, l'humidité a une plus grande différence individuelle à un chiffre, et on peut dire que la précision est médiocre. Si la précision de l'humidité est requise, il semble que l'étalonnage (correction à l'aide d'un humidimètre de haute précision ou la différence par rapport à la moyenne ci-dessus) soit nécessaire.

2. Fiabilité

** Nous avons mesuré la probabilité d'obtenir des données correctement ** (s'il s'agit d'une valeur manquante)

Dans l'ensemble, il existe une nette différence de prix, mais l'Inkbird IBS-TH1, relativement bon marché, se porte bien. Je suis surpris que les capteurs vendus sur Amazon pour 3000 yens dépassent 99,9%, ce qui serait une ligne directrice pour l'industrie.

** ・ Impact des interférences avec le WiFi ** De plus, au cours de cette expérience, j'ai remplacé le routeur le 15/06 et changé la ligne WiFi dans la maison de la bande principale de 2,4 GHz à la bande principale de 5 GHz, Comme le montre la figure ci-dessous, le taux de réussite (axe vertical) a tendance à augmenter après 6/15 (en particulier les deux capteurs d'Omron).

Ce qui suit est un résumé des taux de réussite avant et après le remplacement du routeur. À l'exception de l'Inkbird IBS-TH1mini presque inchangé, le taux de réussite est nettement plus élevé (le gras est supérieur à 99,9%).

[Ce site](https://houwa-js.co.jp/blog/2018/06/20180629/#:~: text =% E3% 81% BE% E3% 81% 9F% E9% 9B% BB % E6% B3% A2% E5% 88% B0% E9% 81% 94% E8% B7% 9D% E9% 9B% A2% E3% 82% 82,% E3% 81% 95% E3% 81% 9B% E3% 82% 8B% E3% 81% 93% E3% 81% A8% E3% 81% 8C% E5% 87% BA% E6% 9D% A5% E3% 81% BE% E3% 81% 99% E3% Comme indiqué dans 80% 82) Il semble que le WiFi 2,4 GHz et le Bluetooth soient sujets aux interférences, mais on pense que l'effet se reflète également dans le taux de réussite de cette expérience.

Ainsi, afin d'améliorer la fiabilité du capteur, ** "Si vous utilisez le routeur WiFi au même endroit que le capteur Bluetooth, il est préférable d'utiliser 5 GHz comme principal" ** Peut être dit

3. Vitesse de réponse

** Combien de secondes il faut pour acquérir des données avec Rapsberry Pi ** a été mesuré comme référence

Le type Omron USB répond rapidement, et le type Omron BAG et Switchbot, qui doivent attendre la valeur du délai d'attente, sont légèrement plus lents. Dans tous les cas, je pense que c'est assez rapide pour se connecter toutes les quelques minutes.

4. Autonomie de la batterie

** Mesuré le nombre de jours qu'il faudra pour que la batterie s'épuise ** (mis à jour de temps en temps)

Cela fait environ 2,5 mois depuis le début de l'opération, mais les piles ne sont pas épuisées sauf pour l'Inkbird IBS-TH1mini.

En revanche, ** Inkbird IBS-TH1mini est à court de batterie 4 fois **, et la batterie est épuisée en moins de 3 semaines en moyenne. La période est inférieure à 1/4 du type Omron BAG qui utilise la même pile bouton CR2032. La critique d'Amazon indique également que la batterie sera bientôt épuisée, Ce seul fait m'a fait sentir que l'Inkbird IBS-TH1 mini était un choix délicat.

5. Taille

** Décrivez la taille de 3 côtés **

• Pour le type Omron_USB avec alimentation filaire, l'évaluation est ici négative.

Je ne pense pas que ce soit assez grand pour gêner, sauf pour le type Omron USB, qui a une alimentation filaire.

6. Prix

** Le prix le plus bas au moment de l'enquête (juin 2020) ** est indiqué.

Fiable et fiable OMRON coûte toujours cher. Il semble qu'il n'y ait pas d'autre choix que de vous convaincre que c'est une garantie et des frais de support. Même s'il est le moins cher, Switchbot avec un écran à cristaux liquides se distingue par ses bonnes performances en termes de coûts.

Validation supplémentaire: évolution du taux de réussite et du temps de réponse avec la distance

En fait, il semble qu'il soit souvent utilisé à distance du Raspberry Pi côté réception, j'ai donc expérimenté l'effet de la distance et des obstacles sur le taux de réussite et le temps de réponse. [Conditions expérimentales] ・ Période: 7 / 11-7 / 17 (interrompue en raison du remplacement de la batterie) ・ Intervalle de mesure: 1 fois / 5 minutes ・ Nombre de points de mesure: 1462 points

taux de réussite

• Veuillez noter que la valeur du délai d'attente pour Omron BAG et Switchbot a été augmentée de 4 secondes à 5 secondes (car le taux de réussite est tombé à moins de 95% s'il reste à 4 secondes).

Le taux de réussite dans l'ensemble se détériore et il semble que la distance et les obstacles soient affectés. D'autre part, le mode de diffusion Omron BAG et Switchbot utilisent l'astuce de prolonger la valeur du délai d'attente, Le taux de réussite ne s'est pas détérioré. ** Si la distance ou les obstacles sont serrés, vous pouvez choisir un capteur de mode de diffusion qui peut être ajusté avec une valeur de temporisation **.

Temps d'acquisition

Le type Omron BAG et Switchbot avec des valeurs de délai d'attente plus longues, ainsi que d'autres, sont plus longs en fonction de la distance. Cependant, je pense que c'est un niveau qui n'est pas un problème pour la journalisation toutes les quelques minutes **

C'est tout pour cet article. Merci d'avoir regardé jusqu'au bout!