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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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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Gaszähler auslesen – Darstellung der Daten

Gaszähler auslesen – Darstellung der Daten

Jedes Jahr im Januar ist es wieder soweit – die Daten des Gaszähler müssen an den Lieferanten übermittelt werden. Dabei ist mir aufgefallen, das meine Darstellung der Daten aus der MySQL-Datenbank noch verbesserungswürdig sind. So hatte ich z.B. nur den Verbrauch der letzten 7 Tage wie im Artikel http://blog.bubux.de/gaszaehler-auslesen/ beschrieben ausgewertet. Da fehlt doch noch eine monatliche und jährliche Übersicht!

Nochmal zur Erinnerung: Ich speichere jede gezählte Umdrehung des Gaszählers als separate Zeile in einer MySQL-Datenbank.

Gaszaehler mySQL Datenbank

Daher müssen die einzelnen Zeilen nach den jeweiligen Kriterien gruppiert und dann das Ergebnis der Spalte “zaehlerstand” summiert werden. Beim Stromzähler wird hingegen immer der aktuelle Gesamtverbrauch in die Datenbank geschrieben und aus den Datenbankeinträgen für die Tages-, Monats- und Jahresverbräuche die Differenz gebildet um entsprechende Auswertungen zu erzeugen.

Auswertung der letzten 12 Monate

Folgendes SQL-Statement ermittelt aus den einzelnen Datenbankeinträgen die Summe gruppiert nach Jahr und Monat. Dabei werden die letzten 12 Monate mittels “INTERVAL” betrachtet.

Auswertung der Jahresverbräuche

Fehlt noch der jährliche Verbrauch. Das SQL-Statement ist einfacher aufgebaut als vorheriges und summiert den Verbrauch pro Jahr für alle in der Datenbank enthaltenen Daten an.

Im Ergebnis sieht das Ganze dann wie folgt aus. Die Grafik zur Anzeige der Daten der letzten 12 Monate erstelle ich wie in diesem Artikel beschrieben

Gaszaehler Uebersicht

Viel Spaß bei der Kontrolle des Gasverbrauchs 🙂

Gruß

Chris

c´t Schlagseite 8/2015

Eben lag die neue c´t im Briefkasten. Die Schlagseite ist mal wieder wunderbar und paßt gut zu den Themen in diesem Blog.

Über Sinn und Unsinn bei der Heimautomatisierung kann man ja vortrefflich diskutieren. Wenn für das Aufwecken des Tablet/Handy, dem Öffnen der App oder Intranet-Seite und anschliessendem Klick auf “Licht Wohnzimmer an” mehr Zeit benötigt wird als den Lichtschalter an der Wand zu betätigen, ist man meistens schon am Ziel der (intelligenten) Hausautomation vorbei geschossen…

Vor- und Rücklauf vom Kachelofen mittels 1-wire Temperatursensoren messen

Unser Kachelofen von Brunner hat einen Wärmetauscher (HKD2.2) und versorgt damit den Wasserspeicher im Keller mit warmem Wasser. Aus diesem wird dann die Fußbodenheizung und das Warmwasser versorgt. Die Steuerung des Kachelofens übernimmt die EAS (Elektronische Abbrandsteuerung). Leider hat Brunner in der EAS keine mir bekannte Schnittstelle um die verschiedenen Temperaturen, die Statis der Abbrandsteuerung oder den Schalter der Kachelofentüre abzufragen.

IMG_5564

Die Abbrandsteuerung selber ist unabhängig von der eigentlichen Hydraulik zum Anschluss des Kachelofens an den Warmwasserspeicher. Hier nutzen wir eine Steuerung der Fa. ÖkoCentro mit einer SHR 10-Steuerung von EnergieControl. Aber auch diese hat keine mir bekannte Schnittstelle die man einfach abfragen kann.

IMG_7931

Als eine einfache Möglichkeit zumindest schon mal die Vorlauf- und Rücklauftemperatur zu messen, dachte ich an 1-Wire Temperatursensoren der Firma DALLAS (DS18B20). Diese sind günstig (z.B. 1,85€ bei Reichelt) und einfach am Raspberry PI zu implementieren. Die Vorbereitungen zur Nutzung der 1-Wire Sensoren ist nicht aufwändig und schnell passiert.

Sollen die 1-wire Sensoren nur parasitär versorgt werden, folgendes in der Shell eingeben um das entsprechende Kernelmodul zu laden:

oder wenn ein Pullup zur externen Stromversorgung genutzt wird, folgendes Kommando:

Sollen Temperaturen über 70°C gemessen werden, wird zwecks der Genauigkeit der Sensoren die zusätzliche Stromversorgung mittels Pullup-Widerstand angeraten.
Mehr zum Thema Anschlussarten gibt es z.B. hier.

Unabhängig ob Pull-Up oder nicht wird noch ein weiteres Kernelmodul benötigt:

Ab der Kernelversion 3.18.3 muss noch eine Anpassung gemacht werden. Die Kernelversion wird wie folgt bestimmt:

Ist die Kernelversion > 3.18.3 muss in der Datei

folgende Zeile eingefügt werden

Ich habe die Sensoren mit separater Versorgung am Raspberry Pi angeschlossen. Wie das funktioniert, ist im Internet in verschiedensten Foren etc. zu lesen. Ich hatte mal eine kleine Platine rs232_raspi.fzz mit einem MAX3232 für eine RS232-Schnittstelle für das M-Bus-Projekt in Fritzing aufgebaut. Da hat auch noch der eine 4.7K Widerstand und eine Steckerleiste für 1-wire drauf gepaßt (oben Links zu sehen).

fritzing_1wire_rs232

Sind die Kernelmodule geladen, alle Konfigurationen gemacht und alles angeschlossen, sollten die 1-wire Sensoren nach einem Neustart des Raspberry PI unter

auftauchen.

Die Sensoren werden z.B. per “cat” mit folgendem Befehl ausgelesen

Das Ergebnis sollte dann ähnlich wie folgt aussehen:

08 03 4b 46 7f ff 08 10 9e : crc=9e YES
08 03 4b 46 7f ff 08 10 9e t=48500

Die Temperatur wird hinter dem “t=” in der zweiten Zeile ausgegeben. Um diese Temperatur z.B. mit PHP abzufragen und für weitere Verarbeitung nutzen zu können, folgendes PHP-Code-Schnipsel

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<?
$ausgabe= shell_exec("cat /sys/bus/w1/devices/28-000005db9cea/w1_slave");
preg_match("/t=([0-9]{5})/",$ausgabe,$ergebnis);
$temperatur=round($ergebnis[1]/1000,1);
print $temperatur;
?>

Die Temperatur schreibe ich dann per Script, welches 10-minütig per Cron aufgerufen wird, in eine MySQL-Datenbank und stelle das Ergebnis in einer Webseite dar.

kachelofen_webseite

Soviel zum Thema 1-wire. Die größere Herausforderung wird es aber, an die Werte der EAS heran zu kommen. Diese sind in soweit auch interessanter, als das diese Steuerung den Abbrand überwacht und informiert ob das Feuer heiß genug ist (>450°C) um den geregelten Abbrand zu starten, zu heiß (>750°C) und eine Gewisse Panik zu erzeugen, der Abbrand beendet ist und Holz nach gelegt werden könnte oder die Türe des Kachlofens nicht richtig geschlossen ist.

Ein Anfang ist aber gemacht und die EAS eine neue Herausforderung.

Gruß
Chris

M-BUS – Wasserzähler

Von einem Freund habe ich einen M-Bus (Meter-Bus) Wasserzähler und einen Wärmemengenzähler bekommen. Der M-BUS ist ein Feldbus der über eine Zweidrahtleitung über sehr lange Strecken genutzt werden kann. Ein M-BUS Master fragt dabei alle Slaves im Strang oder Stern ab. Die Slaves werden teilweise vom M-Bus-Master mit Spannung versorgt. Mehr Details im Wiki.

Techem Wärmemengenzähler Techem Wasserzähler

Der M-Bus-Master sollte in meinem Fall aus dem Raspberry und einem Pegelwandler bestehen. Pegelwandler gibt es fertig von verschiedenen Herstellen (Relay, Wachendorff). Diese sind aber, je nachdem für wieviele Slaves sie ausgelegt sind, relativ teuer.

Mein erster Ansatz war daher der Selbstbau eines Pegelwandlers inkl. RS232-Schnittstelle zum Anschluss an den Raspberry Pi. Im Netz gibt es verschiedene Beschreibungen einer einfachen Schaltung und einige wenige Forumseinträge die sich mit dem Selbstbau eines Pegelwandlers bzw. generell mit M-Bus beschäftigen. Leider habe ich in keinem Forum eine Diskussion gefunden die bis zu einem funktionierenden System verfolgt wurde. Egal, ich habe es trotzdem mal versucht…

 

Selbstbau Pegelwandler

Auf der Platine ist der Pegelwandler inkl. einer RSA232 Schnittstelle die aus einem MAX3232 besteht. Die +/-15 Volt für den Pegelwandler habe ich mittels DCDC-Wandler IH0515S der Fa. XP Power erzeugt. Dieses Bauteil kann man z.B. bei Farnell beziehen. Dann das Ganze auf Lochraster zusammen gelötet und mit dem Raspi und dem Wärmemengenzähler verbunden.

IMG_7707 IMG_7708

max3232Lochrasterplan

Damit der Raspberry das M-Bus Protokoll versteht bzw. auch den Pegelwandler korrekt anspricht, habe ich die Bibliotheken von rSCADA genutzt. Die Quellen liessen sich problemlos auf dem Raspberry kompilieren. Im Ergebnis wurden verschiedene Binaries erzeugt um mit Slaves im Bus zu kommunizieren.

Meine ersten Versuche waren jedoch nicht von Erfolg gekrönt. Es wurde kein M-Bus-Gerät gefunden. Bei der Fehlersuche habe ich zuerst die serielle Schnittstelle separat getestet und mit Minicom über den Raspberry mit einem anderen Linux-Rechner kommuniziert. Das hat funktioniert. Die weitere Fehlersuche z.B. am M-Bus-Ausgang sind allerdings am fehlenden Oszilloskop gescheitert, da das Multimeter mich nicht wirklich weiter brachte.

Etwas niedergeschlagen habe ich dann nach drei Tagen erfolgloser Fehlersuche nochmal nach fertigen Pegelwandlern gesucht und ein relativ preiswertes Gerät gefunden und kurzerhand gekauft. Damit fiel die Fehlerquelle “Pegelwandler” schon mal weg.

 

Versuch mit gekauftem Pegelwandler

Der neue Pegelwandler benötigt zum Anschluss an den Raspberry Pi auch eine RS232 Schnittstelle. Um mir diesmal das Löten zu ersparen, hab ich erstmal den kompletten Versuchsaufbau auf einem Breadboard gesteckt. Der Pegelwandler läuft mit einer Spannung von 12-24 V DC weshalb ich den DCDC-Wandler aus dem ersten Versich auch nicht benötige.

IMG_7739

Die Binaries von rSCADA unterscheiden zwischen TCP- und seriell angeschlossenen M-Bus-Pegelwandlern. Da meiner seriell angeschlossen ist, benutze ich “mbus-serial-scan” um nach angeschlossenen Slaves im Bus zu suchen.
Als Argumente übergebe ich “-d” für den Debugmodus, “-b 2400” um 2400 Baud zu nutzen und “/dev/ttyAMA0” als serielle Schnittstelle des Pi.

Zu meiner Überraschung wurde direkt ein Slave (der Wasserzähler) erkannt. Sehr schön…

Hat man alle angeschlossenen M-Bus-Geräte per Scan identifiziert, können mit einem weiteren Programm die Daten des Gerätes ausgelesen werden. Auch hier gibt es wieder das Argument “-d” für den Debugmodus, “-b” zur Einstellung der Baudrate, das Device der seriellen Schnittstelle und die vom Scan ermittelte Device-Nummer. Im Fall meines Wasserzählers ist das die “0”. Die Daten der Slaves werden in einer einfachen XML-Struktur zurück geliefert.

Da es auf Anhieb funktioniert hat, habe ich die serielle Schnittstelle auf Lochraster gebannt und der Pegelwandler wird mittels kleinem 12V-Netzteil betrieben. Dann Raspberry Pi, Pegelwandler und Platine im Netzwerkschrank verstauen…

MAX3232

 

Software

Den Stand des Wasserzählers protokolliere ich nun einmal täglich um 23:59 Uhr. Das wird per Cronjob und einem kleinen PHP-Script erledigt. Warum PHP? Weil ich zu ungeduldig war und das schnell umsetzen wollte und schon das ein oder andere ähnliche PHP-Script fertig hatte.

Das Script ruft das Binary wie oben erklärt per shell_exec auf. Ab dem XML-Teil parse ich die Ausgabe und extrahiere die relevanten Informationen die dann in eine MySQL-Tabelle geschrieben werden.

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<?
//***********************************
//Wasserzaehler mit der ID:0 auslesen
//***********************************
$output = shell_exec("sudo /home/odroid/libmbus-0.7.0/bin/mbus-serial-request-data -d -b 2400 /dev/ttyS1 0");
$xmloutput=substr($output,strpos($output,'<MBusData>'));
$xmloutput = new SimpleXMLElement($xmloutput);
$zaehlerID=$xmloutput->SlaveInformation->Id;
$zaehlerStand=$xmloutput->DataRecord[1]->Value/10000;

$mysqlhost="";
$mysqluser="";
$mysqlpwd="";
$connection=mysql_connect($mysqlhost,$mysqluser,$mysqlpwd) or die ("Verbindungsversuch fehlgeschlagen");
$mysqldb="";
mysql_select_db($mysqldb,$connection) or die("Konnte die Datenbank nicht waehlen.");
$sql = "INSERT INTO wasserzaehler (timestamp,zaehlerid,zaehlerstand) VALUES (CURRENT_TIMESTAMP,$zaehlerID,$zaehlerStand)";
$query = mysql_query($sql) or die("Anfrage 1 nicht erfolgreich");
?>;

Da ich auf meiner Webseite aber nicht nur den absoluten Wasserverbrauch darstellen möchte sondern auch den Tagesverbrauch, kommt folgendes SQL zum Einsatz. Hier werden die Einträge aus zwei aufeinanderfolgenden Zeilen subtrahiert um die Differenz zum Vortag zu bestimmen.

Das Ergbnis sieht dann wie folgt aus. Ich war etwas erschreckt wieviel Wasser man an machen Tagen verbraucht!

wasserzaehler_screenshot

 

Selbstgebauter Pegelwandler

Da ich ja nun weiß das es generell funktioniert und der Fehler meiner ersten Lösung definitiv im selbstgebauten Pegelwandler liegt, werde ich den Versuch mit dem Selbstbau demnächst nochmal angehen.

 

Sobald der Wärmemengenzähler in den Wasserlauf des Kachelofens eingebaut ist, werde ich nochmal einen kurzen Beitrag schreiben. Das Prinzip des Auslesens ist ja analog zum Wasserzähler aber vielleicht gibt es in den zurückgelieferten Daten unterschiede.

 

Viel Spaß mit dem M-Bus!

Chris

Gaszähler auslesen

Nachdem meine Versuche den M-BUS Wärmemengen- und Wasserzähler auszulesen vorerst beendet sind und ich auf den bestellten M-BUS-Pegelwandler warte, habe ich mich dem Auslesen des Gaszählers gewidmet. Das sollte erfolgsversprechender sein…

Als ich dann endlich den vor langer Zeit bestellten Reed-Kontakt mk 471 b (z.B. bei Reichelt) wieder gefunden habe, konnte es losgehen.

Der Gaszähler hat an der letzten Stelle des Zählwerkes bei der “0” einen Magneten wodurch der Reedkontakt bei jeder vollen Umdrehung einmal geschlossen wird. Diese Impulse gilt es mit einem Raspberry über einen GPIO zu zählen.

IMG_7735

Den Reedkontakt habe ich natürlich wieder professionell mit Klebeband fixiert…hält!

IMG_7734

Angeschlossen ist der Reedkontakt über eine Zwillingslitze direkt an einen GPIO und Ground des Raspberry PI. Pull-Up braucht es keinen. Dieser wird per Software aktiviert.

Den GPIO lese ich mit einem Python-Script aus welches in einer Endlosschleife ausgeführt wird und den GPIO (im Beispiel Pin “21”) jede Sekunde abfragt. Sekundenweise sollte reichen, da ich nicht hoffe das unser Gaszähler so schnell läuft. Immer wenn der Reed geschlossen wird, wird eine “1” und der Zeitstempel in die Spalten “timestamp” und “zaehlerstand” einer MySQL-Tabelle geschrieben. Das passiert immer nur beim Wechsel des Reed von “Offen” nach “Geschlossen”. Sollte der Zähler genau mit dem Magnet am Reed stehen bleiben, passiert nichts.

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import RPi.GPIO as GPIO
import time
import MySQLdb

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setwarnings(False)

# GPIO definieren
REED_gas = 21
# definierten GPIO als Eingang setzen
GPIO.setup(REED_gas, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

status_alt=1
while True:
    status_aktuell = GPIO.input(REED_gas)
    # REEDKONTAKT geoeffnet
    if status_aktuell == 1:
        #print "Kontakt offen"
        status_alt=GPIO.input(REED_gas)
        # REEDKONTAKT geschlossen
    elif status_aktuell==0:
        #print "Kontakt geschlossen"
        if status_alt!=status_aktuell:
            status_alt=GPIO.input(REED_gas)
            # Datenbankverbindung
            db = MySQLdb.connect(host="<host>", user="<benutzer>", passwd="<passwort>", db="<datenbank>")
            # Impuls in Datenbank eintragen
            cursor = db.cursor()
            cursor.execute("""INSERT INTO gaszaehler (timestamp,zaehlerstand) VALUES (CURRENT_TIMESTAMP,1)""")
            db.commit()
            cursor.close()
    time.sleep(1)

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Da das Python-Script sich ab und an mal verabschiedet, starte ich es per Cronjob wieder neu falls der Prozess nicht mehr vorhanden ist. Ich sollte vielleicht lieber das Problem im Python-Script suchen und das ein oder andere Try&Catch einbauen, aber es geht auch erstmal so…

Zur Auswertung benutze ich dann folgende SQL-Querys:

Hiermit werden alle gespeicherten “Ticks” summiert. Dazu muss noch ein Startwert addiert werden da der Gaszähler ja schon eine zeitlang lief.
Dieser Startwert muss ggf. ab und an mal korrigiert werden falls der Raspi mal einen Umlauf des Zählers nicht mitbekommt weil z.B. der unwahrscheinliche Fall eintritt, dass das Klebeband nicht gehalten hat oder wahrscheinlicher, das Python-Script bzw. der ganze Raspi nicht mehr läuft. Den Startwert gebe ich als eine Zahl inkl. der drei Nachkommastellen an und addiere das Ergebnis der SQL-Query dazu. Um die richtige “Einheit” kümmere ich mich in der Ausgabe auf der PHP-Seite mit folgender PHP-Zeile:

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$sql = "SELECT sum(zaehlerstand) FROM gaszaehler";
$query = mysql_query($sql) or die("Anfrage nicht erfolgreich");
while ($wert = mysql_fetch_array($query)) {
    $gesamtwert=($wert[0]*10)+$gas_startwert;
}
$gesamtwert=substr($gesamtwert,0,-3).".".substr($gesamtwert,-3,2);

Der Faktor 10 muss hier beachtet werden, da ja nur alle 0,01m³ Impulse gezählt werden und ich den Startwert mit allen drei Nachkommastellen angegeben habe. Die zweite Zeile setzt das Komma in der Ausgabe an die richtige Stelle.

Eine tägliche Auswertung funktioniert z.B. mit folgender SQL-Query:

Auch hier bekommt man den korrekten Wert in m³ durch einfache Kommaverschieberei in der Ausgabe. Den Faktor 10 benötigt man bei der täglichen Auswertung nicht:

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substr(($wert[1]),0,-2).".".substr(($wert[1]),-2)

In der Webseite sieht das folgendermaßen aus:

gaszaehler_screenshot

Das alles läuft erst drei Tage und es gibt bestimmt noch Verbesserungspotential aber ein Anfang ist gemacht.

Gruß
Chris

Homematik – Zisterne

Update 27.08.2018: Zur Messung des Füllstands der Zisterne habe ich einen neuen Artikel mit einem anderen Ansatz zur Messung verfasst. Dieser ist hier zu finden.

Wieder eins von diesen Projekten wo viele sagen: “Das braucht doch kein Mensch!”. Richtig, das braucht man auch nicht nicht. Es macht aber Spaß (zumindest mir), den Füllstand meiner Zisterne zu wissen ohne das ich den Betondeckel rausheben muss und mir dabei die Finger quetsche.

Im Homematik-Sensor-Park gibt es einen kapazitiven Füllstandssensor (Hm-Sen-Wa-Od) als Bausatz der diese Aufgabe übernehmen kann. Wobei “Bausatz” nicht wirklich schwierige Lötarbeiten erfordert, sondern nur ein paar wenige Teile auf die Platine gelötet werden müssen (Batteriehalter, Funkmodul) und das Ganze in dem mitgelieferten Gehäuse verpackt werden muss.

IMG_3376

Nach dem Zusammenbau der Platine müssen die Messleitungen auf die entsprechende Länge (Tiefe der Zisterne und geplante Einbauhöhe des Sensors) angepaßt werden. Die Enden der Messleitungen müssen mit den beiligenden “Schrumpftüllen” die mit Kleber gefüllt sind wasserdicht verschlossen werden. Dazu reicht ein normaler Fön.

Alle 10 cm von unten beginnen müssen nun die Stege befestigt werden. Dieser Abstand  wird später für die Kalibrierung benötigt. Dann die Anschlussleitungen durch die Kabeldurchführungen an den beiden Klemmen befestigen.

Reichweite

Ich war zuerst skeptisch ob das mit dem Funk vom Kellerraum bis in die Zisterne funktioniert?! Immerhin ist der Sensor etwa 1m unter der Erde im Betonverlies gefangen… Bei mir sind es aber nur 10m Luftline zwischen Sensor und COC und es gibt keine Probleme mit der Funkverbindung.

Anlernen

Zum Anlernen des Sensors muss die Zentrale in den Anlernmodus gebracht werden

und danach am Füllstandssensor die “Sensor”-Taste für <1 Sekunde gedrückt werden. Die Setup-LED blinkt in der Anlernphase und erlischt bei Erfolg. Danach sollte in der fhem.cfg ein ähnlicher Eintrag wie folgt erstellt worden sein:

Ich hab im Beispiel den kryptischen Gerätenamen durch “Zisterne” ersetzt. Das neue Gerät sollte dann auch in der FHEM-Weboberfläche im Raum “Garten” zu finden sein.

Mit dem folgenden Befehl werden die Register des Füllstandsmessers ausgelesen:

Dabei sollte folgende Ausgabe zu sehen sein. Werden die Register nicht korrekt ausgelesen kann das u.a. mit einer zu alten Version von FHEM zusammenhängen. In der Version 5.3 war das Gerät anscheinend noch nicht implementiert . Mit der FHEM Version 5.5 funktionierte das Auslesen der Register korrekt.

Kalibrierung

Vor der Kalibrierung des Sensors müssen noch verschiedene Zisternen-spezifische Werte im Register gesetzt werden. Dazu gehören:

  • Behälterform
  • Behälterhöhe
  • Behälterdurchmesser
  • Länge der Messkabel
  • maximale Füllhöhe

Ich habe die maximale Füllhöhe und die Behälterhöhe auf die gleichen Werte gesetzt. Mit den folgenden Kommandos werden die Register gesetzt:

Danach sollten die Werte in der Geräteübersicht in den Readings angezeigt werden:

zisterne_readings

Das “set_” vor den Werten sollte dann nach mindestens 24 Stunden verschwinden. Bei Problemen mit dem korrekten Setzen der Register wurde u.a. hier behandelt.

Sind die Werte alle korrekt gesetzt, erfolgt die eigentliche Kalibrierung des Sensors die nur bei komplett gefüllter Zisterne erfolgen kann. Dazu wie in der Anleitung beschrieben verfahren:

ziosterne_kalibrierung

Falls die grüne LED nicht erlischt, d.h. die Tabelle noch nicht vollständig gefüllt ist, hat das evtl. mit einer falschen angabe der Messleitungslänge und/oder der maximalen Füllhöhe in den Registern zu tun.

Befestigung in der Zisterne

Ich habe den Sensor auf ein Brett geschraubt welches ich lose auf den Rand eines Betonringes in der Zisterne gelegt habe. Das sollte ausreichen!

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Daten loggen

Den Füllstand der Zisterne lasse ich wieder per Cron stündlich in eine MySQL-Datenbanktabelle schreiben. Dazu wird der Sensor wieder per Telnet abgefragt:

get_zisterne.php

<!--?
//Telnet-Verbindung zu FHEM aufmachen und Befehle absetzten...
$fhemhost = "localhost";
$fhemport = 7072;
$fhemsock = fsockopen($fhemhost, $fhemport, $errno, $errstr, 30);
$fhemcmd = "list Zisterne STATE\r\nquit\r\n";
$fenster = "";
$geschlossen = "";
fwrite($fhemsock, $fhemcmd);
while(!feof($fhemsock)){
$ergebnis=fgets($fhemsock, 128);
$zustand=preg_split("=( +)=", trim($ergebnis));
//falls das mit dem Füllen der Register nicht korrekt funktioniert, kann der Maximalwert
//auch "faktorisiert" werden :-)
//$zustand[1]=round($zustand[1]*2.5);
break;
}
fclose($fhemsock);

$mysqlhost="<rechner-->";
$mysqluser="";
$mysqlpwd="";
$connection=mysql_connect($mysqlhost, $mysqluser, $mysqlpwd) or die ("Verbindungsversuch fehlgeschlagen");
$mysqldb="";
mysql_select_db($mysqldb,$connection) or die("Konnte die Datenbank nicht waehlen.");
$sql = "INSERT INTO zisterne (timestamp,fuellstand) VALUES (CURRENT_TIMESTAMP,$zustand[1])";
$query = mysql_query($sql) or die("Anfrage 1 nicht erfolgreich");
?&gt;

Visualisierung

Die Visualisierung habe ich wieder in meine “Intranet”-Seite eingebaut und neben dem aktuellen Füllstand in % wird noch ein Graph der letzten 14 Tage gezeichnet.

zisterne

Da wir die Tage einen Rollrasen verlegt haben wo ich ordentlich gießen musste und es zwei Tage später geregnet hat, sieht man das auch schön im Graphen. Die Einheit der X-Achse muss noch angepaßt werden.

Und mal wieder viel Spaß beim Datenloggen

Chris