Die Zisterne lernt MQTT

Die Zisterne lernt MQTT

Mit der Version 1.017 bekommt der NodeMCU mit dem Sensor für die Füllstandsmessung der Zisterne (siehe auch die beiden anderen Artikel hier und hier) das MQTT-Protokoll beigebracht. Was MQTT ist, erfahrt ihr ausführlich hier in der Wikipedia oder hier mit weiterführenden Erklärungen wie das ganze z.B. in FHEM genutzt werden kann. Im Heise-Artikel wird MQTT auch sehr anschaulich erklärt.

Benötigt wird ein MQTT-Server (z.B. Mosquitto) dessen IP in die Konfiguration eingetragen werden muss. Optional kann ein Benutzername und ein Passwort genutzt werden. Dann noch das Topic unter dem der Sensor seinen Wert (Füllstand in %) an den MQTT-Broker veröffentlichen soll. Unter “Intervall” dann noch die Zeit in Sekunden zwischen den Veröffentlichungen angeben.

http://www.bubux.de/heimautomatisierung/ota/zisterne_aktuell.bin

Gruß Chris

Füllstandsmessung der Zisterne mittels EPS8266 – UPDATE

Heute ein kleines Update für die Füllstandsmessung der Zisterne mittels Ultraschall und dem ESP8266.

In der neuen Version v1016 gibt es jetzt eine Abfragemöglichkeit der gemessenen Werte mittels JSON.

Dazu einfach /json hinter die Web-Adresse eures ESP hängen (z.B. http://zisterne/json). Folgende Werte werden aktuell übermittelt:

Hier der Link zum aktuellen BIN: www.bubux.de/heimautomatisierung/ota/zisterne_aktuell.bin. Im vorherigen Artikel werden die restlichen Funktionalitäten und das Flashen auf den ESP erklärt.

Auf der Todo-Liste steht jetzt noch MQTT und eine Implementierung zur (groben) Berechnung der Regenmenge pro Zeiteinheit.

Gruß Chris

Füllstandsmessung der Zisterne mittels ESP8266 (NodeMCU) und Ultraschallsensor

Heute nochmal ein Update bzw. eine vollständige Zusammenfassung zur Messung des Füllstands der Zisterne mittels Ultraschall. Ich habe den Sketch für den ESP8266 (den ich immer noch in Form eines NodeMCU betreibe) mal etwas aufgebohrt.

Zu den alten Artikeln geht es hier und hier.

Im folgenden werden alle notwendigen Schritte beschrieben um die Firmware auf den ESP8266 zu flashen und den Sensor in Betrieb zu nehmen.

Benötigte Hardware

Die benötigte Hardware besteht aus einem NodeMCU mit ESP8266 und einem HC-SR04 Ultraschallsensor. Die Beschaltung folgt weiter unten.

NodeMCU
HC-SR04 Ultraschallsensor

Dann noch ein mindestens vieradriges Kabel und ein Gehäuse zur Unterbringung des Ultraschallsensors in der Zisterne z.B. eine kleine Aufputzdose aus dem Baumarkt.

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Füllstandmessung der Zisterne (2ter Ansatz)

Füllstandmessung der Zisterne (2ter Ansatz)

 

Die aktuelle Trockenheit zum Anlass genommen, habe ich den schon länger nicht mehr funktionierenden Füllstandsensor der Zisterne von Homematic gegen eine Eigenbaulösung ausgetauscht. Leider scheint der eigentlich recht teure Homematic-Sensor “Hm-Sen-Wa-Od” den klimatischen Gegebenheiten in der Zisterne auf Dauer nicht gewachsen zu sein. Zudem hatte ich immer Empfangsprobleme bzw. war es auch extrem nervig das Ding zu eichen. Jedenfalls hat der Sensor an Undichtigkeit gelitten und hat seinen Dienst eingestellt.

Oxidiertes Homematic Funkteil

Die Bilder zeigen die Platine, nachdem ich sie von Grünspan befreit hatte. Speziell das Funkmodul sieht etwas mitgenommen aus.

Da ich nicht nochmal soviel Geld zur Füllstandmessung der Zisterne ausgeben wollte, musste eine andere Lösung her.

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Webseite zur Darstellung der Sensordaten

Webseite zur Darstellung der Sensordaten

Da ich in der letzten Zeit sehr oft bezüglich der Erstellung einer Webseite zur Darstellung der Sensordaten (Heizung, Strom, Wasser, Gas, …) angesprochen wurde, habe ich mich entschlossen eine abgespeckte Variante meiner internen Webseite zu veröffentlichen. Die Webseite nutzt eine ältere Version der Metro UI-Oberfläche als “Framework” zur Darstellung der HTML-Seiten, sowie pChart zum Zeichnen der Graphen in den Detailansichten.

Meine Implementierung ist schon etwas älter und auch mit der Zeit gewachsen. Da es sich bei dieser Webseite um ein recht überschaubares Projekt handelt und ich mit dem Ergebnis zufrieden bin, habe ich mir nie die Mühe gemacht die Seite generischer zu gestalten. Daher muss bei nötigen Anpassungen der Code direkt geändert werden und es gibt auch keine Trennung von HTML und PHP, keine durchgehende allumfassende Fehlerbehandlung, evtl. “unschönes” HTML usw.

Der Code soll als Anregung und Grundlage für eine eigene Seite dienen…nicht mehr, nicht weniger. Wem´s ausreicht kann es natürlich auch 1:1 übernehmen. Positiv an meiner Lösung finde ich immer noch die Flexibilität in den Auswertungen die direkt auf der Datenbank mittels SQL ausgeführt werden können.

Die Startseite

Übersicht Webseite Sensordaten

Die Startseite wird mittels “Meta-Refresh” alle 180 Sekunden neu geladen und dient der Übersicht der wichtigsten Sensordaten. Mit Klick auf die (verlinkten) Boxen gelangt man jeweils zu einer detaillierteren Übersicht der Sensordaten. In der Übersicht werden keine komplizierten Datenbankauswertungen gemacht. Hier werden die Snapshot-Tabellen mit den aktuellen Werten ausgelesen und einige SQL-Aggregat-Funktionen genutzt. Das ging auch auf einem alten Raspi einigermaßen schnell. Das hängt natürlich von den Tabellengrößen in den Datenbanken ab. Da bei mir einige Tabellen mit den Jahren relativ groß geworden sind (~500k Zeilen), bin ich irgendwann auf einen Odroid umgestiegen.

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Windsensor TX20 mit ESP8266

Windsensor TX20 mit ESP8266

Update am 28.05.2018 (Rot gekennzeichnet)

Heute nochmal was zum Thema Hausautomatisierung bzw. Messung von Umweltdaten.

Von Homematic gibt es eine komplette Wetterstation die wahrscheinlich ohne größeres Zutun in meine bestehende FHEM-Installation integriert werden kann. Allerdings ist das Ding recht teuer und schaut dafür noch nach viel Plastik aus. Auf der Suche nach einem günstigeren Windsensor bin ich über den TechnoLine TX20 gestolpert (auch Plastik, aber weniger und preislich günstiger). Diesen gibt es ab 30€ im Netz. Allerdings ist der Sensor zum kabelgebundenen Anschluss an eine Wetterstation gedacht (z.B. WS 2300, WS 2307, WS 2350).

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Feinstaub messen und der Dutch Oven

Heute nur ein kurzer Artikel über eine Entdeckung von gestern. Wegen Bau einer Werkbank und kleineren Projekten im Garten, komme ich aktuell nicht zu mehr Hausautomatisierung & Co.

Gestern gab es Dutch Oven. Der Anzündkamin für die Kohlebriketts stand etwa 2m neben dem Feinstaubsensor. Beim Auflegen der Briketts auf den Dopf wirbelte es ein dann ein bisschen Asche auf.

Erstaunt habe ich in der Grafik der Feinstaubmessung auf meiner Intranetseite den riesigen Peak gesehen, der zeitlich genau mit dem Auflegen der Kohlen übereinstimmt (die Beschriftung der x-Achse muss ich noch korrigieren aber es war gegen 17:30 Uhr). Da war ich schon etwas überrascht, dass das solche Auswirkungen hatte! Wären wir in Stuttgart, hätte ich den Verkehr lahm gelegt.

Der Peak zerhaut mir den Maßstab der y-Achse. Jetzt muss ich ein paar Tage warten bis man aus dem aktuell geraden Graph wieder etwas brauchbares abzulesen kann (oder den Peak aus der Datenbank löschen).

Feinstaubmessung
Dutch Oven -Feinstaub

Schönes Wochenende!

Chris

Odroid C2 – Update 1 (Gas- und Wasserzähler)

Ich habe zwei Raspberry Pi´s laufen. Einer “spricht” mit der Heizung, ließt den Stromzähler aus, beherbergt die MySQL-Datenbanken und präsentiert die Daten auf einer Webseite. Der zweite Raspi ließt den Wasserzähler aus, zählt die Umdrehungen des Gaszählers, beherbergt den Werbeblocker Pi-Hole und ist Videorecorder mit tvheadend im Backend.

Einer der beiden Raspis soll nun dem neuen Odroid weichen. Dabei entschied ich mich für den zweiten Raspi, da die ganzen PHP-Scripte erstmal nicht anzupassen sind. Das scheint mir der meiste Aufwand zu werden.
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Odroid C2 (vs Raspberry PI 2)

Zuerst einmal noch ein frohes neues Jahr an alle!

Die Tage habe ich ein neues Spielzeug bekommen (nein, nicht zu Weihnachten). Es ist ein Odroid C2 mit eMMC-Speicherkarte. Den gab es im Komplettpaket mit Odroid, eMMC, Gehäuse und Netzteil für 70€. Der Odroid besitzt einen Quad-Core mit 1,5 GHz, 2 GB RAM und ein Gigabit-LAN welches er sich, im Gegensatz zur Raspberry-Architektur, nicht mit den USB-Ports teilen muss. Somit sollte die Gesamtleistung in allen Belangen deutlich höher ausfallen als die des Raspberry 2 oder 3. Auf der eMMC war ein Ubuntu 16.04 LTS mit Mate Desktop vorinstalliert.

Odroid Oberseite
Odroid Oberseite

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Amazon Kindle als Statusdisplay – Update

Amazon Kindle als Statusdisplay – Update

Nachdem das Statusdisplay für Wetter- und Temperaturdaten sowie weitere Informationen auf dem Kindle nun ein paar Tage in Betrieb ist und soweit gut funktioniert, habe ich noch ein paar Veränderungen vorgenommen. Grundlage dafür sind die Arbeiten aus dem vorherigen Artikel.

Anpassungen am Kindle als Statusdisplay

WLAN aktivieren/deaktivieren

Um die Laufzeit der Batterie des Kindle zu verlängern, schalte ich das WLAN in dem Script zeige_daten.sh zum holen des Statusbild am Beginn des Scriptes ein und am Ende wieder aus. Nachteil an der Sache ist, das man sich per SSH nicht mehr mit dem Kindle verbinden kann, da das Kindle UI-Framework beim Booten mit dem Aufruf des Scriptes init_daten.sh deaktiviert wird und der Kindle nicht mehr auf irgendwelche Tastendrücke reagiert. D.h der automatische Aufruf dieses Scriptes beim Booten muss wieder deaktiviert werden (Stichwort “Kite -> onboot”). Nach einem Reboot des Kindle (~40 Sek. auf den Knopf an der Unterseite drücken) kann man dann wieder per SSH über WLAN zugreifen. Dann besteht die Verbindung solange der Cron nicht das Script zeige_daten.sh aufruft. Bei längeren Arbeiten muss daher der Cron auskommentiert, oder ifdown wlan0 im Script zeige_daten.sh auskommentiert werden. Das Script init_daten.sh rufe ich dann manuell auf bevor ich die SSH-Sitzung beende.

Hier mein aktuelles zeige_daten.sh Script. Die Änderungen gegenüber der vorherigen Version sind in Zeile 3, 4 und 18 zu finden:

 

Uhrzeit stellen

Da der Kindle bei mir nicht am Internet hängt und auch kein Amazon-Konto konfiguriert ist, wurde die Uhrzeit nicht synchronisiert bzw. lief immer aus dem Ruder. Daher erstmal Uhrzeit kontrollieren und ggf. manuell einstellen:

Anschliessend die neue Uhrzeit/Datum in die Hardware-Uhr schreiben:

Dann noch in folgender Datei anstelle des NTP-Servers von Amazon den von meiner Fritzbox (in der Regel fritz.box) eintragen:

 

Batterieanzeige des Kindle

Während der Anzeige des Statusbild gibt es keine Möglichkeit mehr den Ladezustand der Batterie des Kindle zu sehen. Mittels SSH kann man den Ladezustand der Batterie (in %) mit dem Befehl:

abfragen. (Dieser Befehl kann übrigens noch verschiedene anderer Werte der Batterie des Kindle abfragen).

Um diese Information auch im Statusbild verfügbar zu machen, nutze ich das Tool eips welches im Kindle zum Löschen des Bildschirmes, dem Schreiben von Zeichen, dem Scrollen der Anzeige und der Anzeige von PNG-Bildern genutzt werden kann. Also einfach ein kleines Shell-Script mit folgendem Inhalt erstellt und per Cron (vi /etc/crontab/root) alle 5 Minuten ausgeführt.

Der Ladezustand des Kindle-Akkus wird dann in der rechten unteren Ecke angezeigt. Beim aktualisieren des Statusbild wird die Information erstmal wieder überschrieben, dann nach 5 Minuten durch Starten des obigen Scriptes durch den Cron jedoch wieder angezeigt.

Mit eips kann das %-Zeichen der Ausgabe nicht geschrieben werden. Es erscheint eine entsprechende Fehlermeldung. Diese wird nach /dev/null geleitet. 47 und 39 sind die Zeilen- und Spaltennummer zur Ausgabe des Textes.

Im Ergebnis schaut es dann mit 42% Akkustand wie im folgendemn Bild aus. Das mit der 42 war Zufall 🙂

kindle_batteriestand

Anpassungen an der Serverkomponente

Neben den Änderungen am Kindle habe ich auch noch einige Anpassungen des Python-Scriptes bzgl. der Anzeige weiterer Daten vorgenommen. Dazu habe ich auch ein paar zusätzliche SVG erstellt. Im Python-Script werden auf Basis verschiedene IF-Abfragen unterschiedliche SVG-Templates geladen. Das aktualisierte Python-Script ist am Ende des Artikels zu finden.

Batterieanzeige der Fensterkontakte

kindle_batterie Der Batteriezustand der Homematic-Fensterkontakte kann über FHEM abgefragt werden.

Zum Thema Batteriestatus von Homematic-Geräten gibt es übrigens auch einen netten Artikel in meintechblog.de.

Jedenfalls werden im Python-Script die Statis der Batterien aller Homematic-Fensterkontakte abgefragt. Alle Namen der Fensterkontakte die den Status “low” melden, werden aneinandergereiht in eine Variable geschrieben. Ist diese Variable ungleich “leer”, wird anstelle des Statusbild mit den Temperaturen etc. ein entsprechender Hinweis mit der Liste aller Batterie-schwächelnder Fensterkontakte angezeigt. Und das so lange, bis die Batterien gewechselt wurden. Im linken Bild ist der Hinweis über zwei leere Batterien zu sehen. Für diese Anzeige gibt es ein eigenes SVG.

Temperatur Warmwasserspeicher

kindle_puffertempDie Anzeige des Luftdruckes und der Windgeschwindigkeit ist nett, für mich aber nicht wirklich informativ. Wie schon im vorherigen Artikel angedeutet ist die Temperatur des Warmwasserspeicher wesentlich hilfreicher. Diese Daten lese ich schon seit längerem aus und schreibe sie in eine Snapshot-Tabelle. Übersteigt die untere Temperatur im Pufferspeicher die Marke von 28°C, wird anstelle des Luftdruck/Wind die oberer und untere Temperatur des Warmwasserspeicher angezeigt.
In der Praxis sehe ich so morgens den Luftdruck und nach Anfeuern des Kamins oder Aufheizen der Solarpanel irgendwann die Puffertemperatur. Auch für diese Anzeige gibt es ein eigenes SVG.

 

Status der Heizung

kindle_heizungZum guten Schluss noch eine weiteres SVG welches zur Anzeige kommt, sobald die Viessmann-Gastherme einen anderen Status als “kein Fehler” meldet. Dies kann neben echten Fehlern in der Anlage z.B. auch eine anstehende Wartung sein. Auch diese Anzeige wird solange angezeigt bis der Status der Heizung wieder OK ist.
Während ich das hier schreibe kommt mir gerade der Gedanke, das die Anzeige der Wartung ggf. relativ lange angezeigt wird da der Heizungsbauer die nächsten 5 Monate keinen Termin frei hat. Hier muss noch ein Reset-Mechanismus her…

Da ich keinen echten Fehler der Heizung als Beispiel für das Bild provozieren konnte, habe ich im Python-Script die Abfragen nach “kein Fehler” testweise so verändert, das die Gut-Meldung der Heizung angezeigt wird. Diese ist auch im Bild zu sehen.
 

Abgeändertes Python-Script

Hier noch das versprochene Python-Script in der neuen Version. Neben den oben besprochenen Punkten habe ich das Auslesen der Fensterkontakte (für “Offen/Geschlossen”- und den Batteriestatus) noch in eine While-Schleife gepackt die über eine Liste aller Fensterkontakte läuft. Diese Copy&Paste-Faulheit wie beim ersten Anlauf rächt sich irgendwann immer…

Viel Spaß mit den neuen Ideen, SVGs und dem Script. Falls ihr noch weitere Ideen habt den Kindle als Statusdisplay zu nutzen, lasst es mich wissen.

Gruß
Chris