Originally published on November 20, 2017 by Paessler Editorial Team
Last updated on März 03, 2022
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Nachdem PRTG bei mir zu Hause bereits 24/7 läuft, stellt sich natürlich die Frage, was sich neben der heimischen IT (also Fritzbox, diverse Router, Switches) noch in das Monitoring mit einbeziehen lässt. Gerade in der Sommerzeit ist ein gemütliches BBQ nicht wegzudenken. Und für ein ordentliches Grillerlebnis benutze ich bei sogenannten "Long Jobs" (Ribs, Pulled Pork etc.) neben dem 57" Weber Kettle natürlich einen Water Smoker. In meinem Fall einen Smokey Mountain 57" von Weber.
Der prinzipielle Aufbau eines Watersmokers sowie die spezielle Funktionsweise seien hier genauer erklärt.
Essenziell wichtig bei einem in BBQ-Kreisen genannten "Long Job" ist neben vielen anderen Faktoren vor allem die Temperatur. "Low and Slow" bedeutet eine angepeilte Temperatur von 105-120 °C im Garraum. Möglichst konstant in einem Zeitraum von mindestens 6 Stunden bis hin zu 18 Stunden. Hier ein nützlicher Getting Started Guide.
Temperaturanzeige
Um die Temperatur zu überwachen, gibt es das Deckelthermometer sowie externe Probes. Externe Probes sind ganz klar vorzuziehen, da man so nicht vom Standort des Smokers abhängig ist, und wer will schon 6 Stunden neben einem Smoker sitzen? Hier benutze ich neben Maverick sehr gerne den iGrill2 mit App-Integration für das iPhone.
Vorteil
Der entscheidende Vorteil liegt darin, dass man bequem andere Dinge erledigen kann und jederzeit sein BBQ im Blick hat.
Nachteil
Nachdem man bereits PRTG nutzt, braucht man für das BBQ eine weitere App. Zudem wäre es ja deutlich bequemer, PRTG würde per Push-Nachricht warnen, sobald die Temperatur den gewünschten Temperaturbereich über- bzw. unterschreitet. Auch die Darstellung in einem Graphen sowie auf einem Dashboard, bequem im heimischen Wohnzimmer, ist ganz klar der App vorzuziehen. Ein weiterer Nachteil ist die Kommunikation per Bluetooth, sodass die Reichweite schon recht eingeschränkt ist. Bei einem performanten heimischen WLAN mit Abdeckung des kompletten Gartens ist eine Kommunikation über WiFi ganz klar die bessere Wahl. Vor allem wenn der heimische PRTG-Server über einen DNS-Dienstleister auch außerhalb der Domäne erreichbar ist und man kurz noch weg muss, um eventuell vergessene Zutaten für das abendliche BBQ besorgen will. Per PRTG App hätte man in diesem Fall alle nötigen Temperaturen stets im Blick.
Wie soll das Ergebnis aussehen bzw. was ist eigentlich das Ziel eines Monitorings in Bezug auf BBQ?
Die folgenden Bilder sollten den nötigen Anreiz schaffen, die Hardware dafür zu entwickeln und die Frage zu beantworten, wieso ein perfektes Ergebnis ein ebensolches Monitoring benötigt.
Hardware
Grundsätzlich müssen Aufwand / Nutzen / Kosten gegeneinander abgewogen werden. Ein SNMP-Thermometer mit WLAN und 2 Probes liegt bei ca. 167 EUR. Somit muss die erste Entscheidung getroffen werden: Hardware "ready to use" oder: DIY und IoT. Nach reiflicher Überlegung entschied ich mich für den Weg IoT, der zwar kostengünstiger, jedoch auch aufwendiger (und dadurch spannender) sein wird. Ein weiterer wichtiger Schritt war, die passende Hardware zu finden. Hier musste zuerst die richtige Plattform definiert werden.
Raspberry PI
Arduino UNO
ledunia
Dank der Unterstützung meines Kollegen Christian Zeh fiel die Entscheidung sehr schnell auf ledunia. Gründe: Kosten, Bauform → Integration in ein outdoorfähiges Gehäuse (IP55/65), WLAN integriert. Ein weiterer, wichtiger Punkt sind die Temperatursensoren, auch Thermoelemente genannt. Hier war etwas mehr Recherche nötig, um die passende Hardware zu finden. Anforderung: Temperaturbereich wenigstens bis 200 °C, K-Type bevorzugt.
Grundlagen zu Thermoelementen
Ein Thermoelement ist ein Sensor zur Messung von Temperaturen. Wegen ihrer geringen Kosten, weiten Temperaturbereiche, hohen Temperaturgrenzen und ihrer Verfügbarkeit in vielen unterschiedlichen Typen und Größen haben Thermoelemente in Industrie und Wissenschaft eine große Verbreitung gefunden.
Wie funktioniert ein Thermoelement?
In den 1820er-Jahren entdeckte der estnisch-deutsche Physiker Thomas Johann Seebeck, dass eine Spannungsdifferenz erzeugt wird, sobald zwischen zwei unterschiedlichen elektrischen Leitern ein Temperaturunterschied auftritt. Dieser Effekt wird als „Seebeck-Effekt“ oder „thermoelektrischer Effekt“ bezeichnet. Der Seebeck-Effekt bildet die Grundlage des Verhaltens von Thermoelementen.
Um eine elektrische Spannung an den beiden Leiterenden messen zu können, muss der Rückleiter aus einem andersartigen Material als der Hinleiter ausgeführt sein, wie in unten stehender schematischer Messschaltung dargestellt. Bei demselben Material in beiden Leitern entstünden jeweils betragsmäßig gleich hohe Potenzialdifferenzen, die sich in einem geschlossenen Stromkreis gegenseitig aufheben würden. Die Verbindungsstelle eines Thermoelements, die der zu messenden Temperatur ausgesetzt ist, bekommt die Funktion einer Messstelle, der Übergang auf die zum Spannungsmessgerät führenden (Kupfer-)Leitungen bekommt die Funktion einer Vergleichsstelle. Jede weitere temperaturbedingte Potenzialdifferenz längs der Zuleitungen fällt bei gleichen Leitungen aus der Spannungsmessung heraus. Jede Thermospannung steht für eine Temperaturdifferenz zwischen Mess- und Vergleichsstelle. Um die tatsächliche Temperatur der Messstelle bestimmen zu können, muss die Temperatur der Vergleichstelle bekannt sein, siehe weiter. Diese Temperatur muss auch deshalb bekannt sein, weil wegen des nicht linearen Zusammenhangs je nach Vergleichsstellentemperatur zu jeder Thermospannung eine andere Temperaturdifferenz gehört.
Theoretisch hängt diese Spannungsmessung also nur vom Temperaturunterschied (T1 – T2) ab. Bei einer Änderung an T1 ändert sich die Ausgangsspannung des Thermoelements proportional zur Temperaturänderung, jedoch nicht linear. Die Ausgangsspannung liegt im Bereich von ca. -10 mV bis 77 mV (je nach Typ des Thermoelements und der gemessenen Temperatur).
Thermoelement-Typen
Thermoelemente werden aus verschiedenen Kombinationen von Metallen hergestellt. Diese Kombinationen werden als Thermoelement-Typ bezeichnet. Am weitesten verbreitet ist Thermoelement-Typ K sowie Thermoelement-Typ J, T, E und N, die aus unedlen Metallen bestehen. Außerdem gibt es auch Thermolement-Typen für besonders hohe Temperaturen, die meistens aus Edelmetallen bestehen. Dies sind die Typen R, S, B, C und G.
Die Entscheidung fiel hier für die Ambient-Temperaturmessung (siehe Skizze: "prinzipieller Aufbau eines Watersmokers") auf: Thermoelement Typ-K (Glasgeflecht, isolierte Edelstahlspitze) des Herstellers Adafruit, Hersteller-Artikelnummer: 3245.
Die meisten preiswerten Thermoelemente haben eine Vinylabdeckung, die bei etwa 200 °C schmelzen kann. Bei diesem Thermoelement wird ein Glasfasergeflecht verwendet, so dass es bei Hochtemperaturmessungen (z.B. Heizungen und Öfen) eingesetzt werden kann. An einem Ende der Drähte gibt es ein kleines Stück Hitzeschrumpfschlauch, um das Fiberglas vor dem Ausfransen zu schützen und eine 2 cm lange Edelstahlsonde am anderen Ende.
- K-Typ Thermoelement mit Glasgeflecht
- Arbeitet bis 500 °C (900 °F)!
- Farbcodierte Drähte
- 1 Meter lang
- Funktioniert am besten mit einem Thermoelementverstärker wie dem MAX31855, AD8495 oder MAX31856
Adafruit Thermoelement-Verstärker MAX31855 breakout board (MAX6675 upgrade) - v2.0, Breadboard, diverse Kabel.
Für einen ersten Testlauf, sozusagen als "proof of concept", sollte dies genügen: erstes Layout, um die grundsätzliche Funktion zu überprüfen.
Um auch eine lokale Darstellung bieten zu können, wurde noch ein OLED-Display 128 x 64 ergänzt.
Um die Daten des Microcontrollers nun in PRTG darstellen zu können, legen wir hierfür einen RESTCustom BETA Sensor an. Dieser Sensor ruft nun innerhalb des gewählten Abfrageintervalls die Temperaturdaten vom Microcontroller ab und stellt diese in der Sensorübersicht entsprechend dar. Sehr praktisch ist hier die Möglichkeit, Grenzwerte zu setzen und somit eine Alarmierung auszulösen, sofern die Temperaturwerte über- bzw. unterschritten werden. Auch sehr schön ist die Möglichkeit, mittels der PRTG App die Temperaturen im Smoker jederzeit mobil einsehen zu können.
Fazit
Jeder, der PRTG bereits im Einsatz hat, kann mittels der Möglichkeit, IoT-Geräte abzubilden, das Einsatzspektrum von PRTG beliebig erweitern. Umgebungsmonitoring muss sich somit nicht nur auf Serverräume beziehen, sondern kann auch gerne das abendliche BBQ beinhalten.
Hier findet ihr den Quellcode zum Projekt, inkl. grafischer Ausgabe via Mini-OLED-Display (i2c): Quellcode
Zum Autor
Christian Gügel arbeitet seit Januar 2017 als Senior System Engineer im Regional Presales der Paessler AG und ist zuständig für die DACH-Region sowie die Niederlande. In seiner Freizeit interessiert er sich neben Homeautomation, IoT unter anderem auch für BBQ, was sich in diesem Projekt wunderbar miteinander verbinden ließ.
You there!
