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Energiezähler

25. Mai 2021 / jjk1 / Keine Kommentare

Mit diesem simplen Programm, welches ich programmiert habe, lassen sich Zählerstände von unterschiedlichen Zählern (Stromzähler, Wasserzähler, …) manuell eintragen (später auch automatisch) und analysieren. Als Server dient hier ein Raspberry Pi (theoretisch funktioniert auch jeder andere Linuxserver, aber wenn Sensoren hinzugefügt werden, dann nicht mehr). Es gibt ein Webinterface und eine App. Das Projekt findet man auf Github: https://github.com/jjk4/energiezaehler

Installation

Installation über das Installationsskript

Lade dir das Installationsskript mit wget https://raw.githubusercontent.com/jjk4/energiezaehler/main/install.sh herunter und führe es mit sudo bash install.sh aus. Das Skript fragt dich nun ein paar Dinge, die du beantworten musst:

In welchem Ordner soll sich der Energiezähler befinden? Beispiel: Wenn du /energie eingibst, wird der Energiezähler unter http://IP_DEINES_RPI/energie erreichbar sein
Soll eine lokale oder entfernte Datenbank verwendet werden? Bei der lokalen Datenbank speichert der Energiezähler die Daten direkt auf dem Gerät, auf dem er läuft. Bei einer entfernten Datenbank kann das auch ein anderer Server sein. Dabei musst du aber selbst influxdb installieren und eine Datenbank erstellen

Bei lokaler Datenbank:

Wie soll die Datenbank heißen? Das ist der Name der Datenbank. du brauchst sie nicht zu erstellen. Das passiert automatisch

Bei entfernter Datenbank

Gib die IP oder den Hostname des Servers der Datenbank ein Die IP des Servers
Gib den Port des Servers der Datenbank ein Standard: 8086
Erstelle auf dem Server eine Datenbank und gib den Namen der Datenbank ein Name der Datenbank, die du erstellt hast

Das war’s. Du kannst jetzt den Energiezähler verwenden und einrichten.

Konfiguration

Unter „Einstellungen“ im Webinterface lassen sich verschiedene Einstellungen vornehmen. Die Datenbankeinstellungen hast du schon bei der Installation festgelegt und solltest du nur ändern, wenn man weiß, was man tut. Zähler lassen sich folgendermaßen Konfigurieren: Der technische Name darf nur aus Kleinbuchstaben und Unterstrichen (_) bestehen. Er wird intern als Erkennungsmerkmal verwendet. Der Anzeigename ist die Bezeichnung eines Zählers, die der Nutzer im Webinterface sieht. Die Einheit sollte selbsterklärend sein. zum Beispiel kWh für Strom- oder m³ für Wasserzähler. Die Art kann man bis jetzt noch nicht einstellen. Sie soll später dazu da sein, die Software mit einem Hardwarezähler zu verbinden, um Werte automatisch auszulesen. Wenn du bei Löschen? einen Haken setzt, dann wird der Zähler nach Bestätigen gelöscht. Hierbei werden keine Daten gelöscht. Wenn du einen Zähler mit dem gleichen technischen Namen erstellst, werden wieder die Daten vom gelöschten Zähler verwendet.

Daten importieren von Energiesparkonto

Der Datenimport ist nicht für absolute Anfänger geeignet. Es wird in einer späteren Version noch die Möglichkeit geben, die Daten direkt grafisch per Webinterface zu setzen.

Du kannst Daten von energiesparkonto.de importieren . Dazu muss man sie zuerst dort exportieren. Das geht folgendermaßen: Zunächst geht man auf die entsprechende Seite (Stromseite, Wasserseite, …) und wählt unter „Meinen Verbrauch entragen“ den Punkt „Hier können Sie Daten importieren oder exportieren“

Im darauffolgenden Menü wählt man „Exportieren“, seinen gewünschten Zähler und „Mac/Unix“. Nachdem man auf Ausführen geklickt hat, wird die Datei heruntergeladen, die im nächsten Schritt auf dem Energiezähler hochgeladen wird.

Kopiere die Datei ins Webverzeichnis (/var/www/html/energie). Um die Daten dann in die Datenbank zu schreiben, mit cd /var/www/html/energie ins Verzeichnis wechseln und dann folgendes eingeben:

sudo -u www-data python3 energiesparkonto.py localhost 8086 file.csv zähler

Dabei ist localhost und 8086 der Host/die IP und der Port der Datenbank. Wenn du bei der Installation „lokal“ gewählt hast, ist es wie hier localhost und 8086. Zähler ist der technische Name des Zählers. File.csv ist der Name der Datei. Nach wenigen Sekunden ist der Datenimport fertig. Damit die Daten auch zu 100% korrekt angezeigt werden, muss man evtl. noch auf Zwischenberechnungen warten, die nach jetzigem Stand einmal am Tag um 12 Uhr stattfinden.

Screenshot Galerie

7″ RaspberryPi Touchscreen Wandeinbau

14. Februar 2021 / jjk1 / 2 Kommentare

Dieser Blogeintrag hat mich dazu gebracht, auch so einen Touchscreen in die Wand einzubauen. Hier zeige ich dir, wie ich das Hardware- und Softwaretechnisch gelöst habe.

(Kleiner Tipp am Rande: Ich habe auch schon ein 13″ Display eingebaut: https://jojokorpi.ddns.net/wordpress/index.php/2021/08/17/13-touchscreen-wandeinbau/)

Mit dem Display kann ich das Bild der Überwachungskamera ansehen, die Lüftungsanlage steuern, die Produktion der Solaranlage überwachen, Meine Mobile Alerts Sensoren auslesen und den Wetterbericht lesen.

Hardware

Einkaufsliste:

Ein Netzteil, ich verwende dieses hier
Ein Gehäuse
Neodym Magnete
Ein RaspberryPi (Da das Projekt schon etwas älter ist, habe ich einen RaspberryPi 3 benutzt, aber ein RaspberryPi 4 wäre besser.)
Eine SD Karte
Der Touchscreen
Wenn der Touchscreen bei Bewegung an gehen soll, ein Bewegungsmelder
Ein paar Kabel

Einbau

Zum Einbau des Gehäuses gibt es nicht viel spannendes zu sagen. Ein Loch in die Wand machen, Gehäuse rein schieben und fixieren. Im Gehäuse habe ich dann noch Schrauben eingebaut, die später zur Befestigung mit den Magneten wichtig sind.

Im Keller direkt unter dem Display ist das Netzteil und eine LAN Buchse untergebracht. Von dem geht ein Kabel zu Stromversorgung und ein LAN Kabel nach oben. Zur Verkabelung habe ich im Gehäuse noch eine Lüsterklemme befestigt, um die Kabel, welche vom Bewegungsmelder und dem Netzteil kommen mit Jumperkabeln zu verbinden, die dann später auf die GPIO des Raspberry gesteckt werden können.

Um das Display mit Raspberry im Gehäuse zu befestigen, kann man dann einfach 4 Magnete auf den Schrauben platzieren, alle Kabel am Raspberry anstecken und das Display ins Gehäuse einsetzen. Es wird von den Magneten so fest gehalten, dass es nicht von selbst herausfällt, aber, dass man es mit etwas Kraft heraus holen kann.

Ich habe zusätzlich noch einen Bewegungsmelder eingebaut. Dieser ist in einer Blindabdeckung unter dem Display. Er ebenfalls mit einem Kabel mit dem Raspberry am Pin 10 angeschlossen.

Software

Skript für Bewegungsmelder

Folgendes Python Skript nutze ich, damit ich mit dem Bewegungsmelder das Display an- und ausschalten kann:

import sys
from RPi import GPIO
import os
from time import *
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(10, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
print("Starte Bildschirm.py...")
def motion(pin):
	print(asctime(),)
	os.system('echo 0 &gt; /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power')
	sleep(30)
	os.system('echo 1 &gt; /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power')
	return


GPIO.add_event_detect(10, GPIO.RISING)
GPIO.add_event_callback(10, motion)
try:
	while True:
		sleep(0.5)
except KeyboardInterrupt:
	GPIO.cleanup()
	sys.exit()

import sys

from RPi import GPIO

import os

from time import *

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

GPIO.setup(10, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

print("Starte Bildschirm.py...")

def motion(pin):

print(asctime(),)

os.system('echo 0 > /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power')

sleep(30)

os.system('echo 1 > /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power')

return

GPIO.add_event_detect(10, GPIO.RISING)

GPIO.add_event_callback(10, motion)

try:

while True:

sleep(0.5)

except KeyboardInterrupt:

GPIO.cleanup()

sys.exit()

Vielleicht müssen auch noch Rechte angepasst werden:

sudo chmod 644 /sys/class/backlight/rpi_backlight/bl_power

Grafische Oberfläche

Als Grafische Oberfläche nutze ich eine selbst geschriebene HTML Seite.

Nistkasten Überwachen mit dem RapberryPi

13. Februar 2021 / jjk1 / Keine Kommentare

Hier stelle ich dir vor, wie ich mit einem Raspberry Pi eine Kamera in einen Nistkasten gebaut habe.

Material

Für die Technik

Raspberry Pi Zero
Kamera
Kabel für die Kamera
USB Stick, damit die Aufnahmen gespeichert werden können (man kann die Aufnahmen auch z.B. auf ein NAS speichern, siehe weiter unten)
Netzteil
LAN Modul
SD Karte
Relais Modul
Ein Gehäuse (Ich werde meines mit dem 3D Drucker ausdrucken)
etwas Lötmaterial

Für den Nistkasten

Ein Brett der Größe 27×190, 1,8cm Dick
30 Schrauben 3x35mm oder 3x40mm, Senkkopf
2Schrauben 3x20mm, Senkkopf
2Schraubenhaken 4x30mm für die Verriegelung an der Front
2Nägel
1 Scharnier

Bau des Nistkastens:

Zunächst wurde der Höhlenbrüternistkasten des NABU so umgebaut, dass der Raspberry Pi darin Platz hat. Folgendes wurde verändert:

Das Seitenteil gibt es 2 Mal
Der Boden ist durchgehend
Es kommt ein weiteres Teil mit den Maßen 5x25cm hinzu
Das Dach und die Rückwand sind 5cm länger

Das Gehäuse

Das Gehäuse habe ich mit dem 3D Drucker ausgedruckt. In dieses Gehäuse passt der Raspberry und der enc28j60. Ich musste es, weil der Ethernet Adapter nicht rein passte, noch etwas abändern. Wenn man gerade keinen 3D Drucker hat, kann man sich natürlich auch eines kaufen. Wichtig ist dabei nur, dass es nicht dicker als 4cm sein darf. Ansonsten muss der Nistkasten umgeplant werden. Da ich meine Infrarot LEDs gerne schalten möchte, habe ich diese extra an einen GPIO angeschlossen. Da diese aber nicht genug Strom lieferten, musst ich ein Relais einsetzen. Dieses und natürlich auch die Kamera und die IR LEDs selbst brauchen auch Gehäuse. Diese habe ich ebenfalls mit dem 3D-Drucker ausgedruckt.
Gehäuse für Kamera und IR LEDs
Halterung zum Einstellen der Kamera
Gehäuse für das Relais

Verkabeln

Das LAN Modul habe ich nach diesem Tutorial so verkabelt:

LAN Modul	Raspberry
VCC	Pin 1
GND	Pin 6
CS	Pin 24
SI	Pin 19
SCK	Pin 23
SO	Pin 21
INT

Das Relais und die LEDs habe ich so verkabelt:

Relais Modul	Raspberry	LEDs
VCC	Pin 1
GND	Pin 6
In1	Pin 8
IN2	Pin 10
Ausgang1, Pin 1	Pin 1
Ausgang2, Pin 1	Pin 1
Ausgang1, Pin 2		+
Ausgang2, Pin 1		+
	Pin 6	–
	Pin 6

LAN Modul aktivieren

Nun geht‘s an die Software. Das LAN-Mudul habe ich aktiviert, indem ich in der raspi-config I2c aktiviert und in der /boot/config.txt die Zeile

 dtoverlay=enc28j60

1	dtoverlay=enc28j60

eingefügt habe.

Samba client einrichten

Alle meine Bilder, die ich mit der Kamera aufnehme, sollen auf einem Samba Server gespeichert werden. Dazu installiere ich einen Samba Client nach diesem Tutorial:
1. Updaten:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

2. Samba Client installieren:

sudo apt install smbclient

3. mountpoint erstellen:

sudo mkdir /media/bilder

4. rc.local öffnen

sudo nano /etc/rc.local

5. Folgende Zeile eintragen

sleep 20
sudo mount -t cifs -o user=root,password=XXXXX,rw,file_mode=0777,dir_mode=0777 //192.168.178.198/birdcam1 /media/bilder/

1 2	sleep 20 sudo mount -t cifs -o user=root,password=XXXXX,rw,file_mode=0777,dir_mode=0777 //192.168.178.198/birdcam1 /media/bilder/

Motion installieren und und konfigurieren

Ich orientiere mich hier an diesem Tutorial. Als Überwachungssoftware nutze ich motion. Diese kann ganz einfach installiert werden mit:

sudo apt-get install motion

Natürlich muss man in der raspi-config auch die Kamera noch aktivieren. Wenn das erledigt ist, muss man noch ein paar Einstellungen vornehmen. Als erstes braucht man ein paar Informationen über die Kamera:

v4l2-ctl -V

Hier sind die Informationen „Pixel Format“ und „Widht/Height“ wichtig. Diese werden wir später brauchen.
Nun muss man in der Datei

sudo nano /etc/motion/motion.conf

ein paar Dinge bearbeiten:
daemon on
Dadurch startet motion im daemon Modus
stream_localhost off
Damit man auch von anderen Geräten, außer dem Pi selber auf den stream von motion zugreifen kann.
target_dir /media/Bilder
Der Ort, an dem die Aufnahmen gespeichert werden sollen
v4l2_palette 17
Das Videoformat, das die Kamera hat. (siehe Befehl am Anfang) hier gilt:
# V4L2_PIX_FMT_SN9C10X : 0 'S910' # V4L2_PIX_FMT_SBGGR16 : 1 'BYR2' # V4L2_PIX_FMT_SBGGR8 : 2 'BA81' # V4L2_PIX_FMT_SPCA561 : 3 'S561' # V4L2_PIX_FMT_SGBRG8 : 4 'GBRG' # V4L2_PIX_FMT_SGRBG8 : 5 'GRBG' # V4L2_PIX_FMT_PAC207 : 6 'P207' # V4L2_PIX_FMT_PJPG : 7 'PJPG' # V4L2_PIX_FMT_MJPEG : 8 'MJPEG' # V4L2_PIX_FMT_JPEG : 9 'JPEG' # V4L2_PIX_FMT_RGB24 : 10 'RGB3' # V4L2_PIX_FMT_SPCA501 : 11 'S501' # V4L2_PIX_FMT_SPCA505 : 12 'S505' # V4L2_PIX_FMT_SPCA508 : 13 'S508' # V4L2_PIX_FMT_UYVY : 14 'UYVY' # V4L2_PIX_FMT_YUYV : 15 'YUYV' # V4L2_PIX_FMT_YUV422P : 16 '422P' # V4L2_PIX_FMT_YUV420 : 17 'YU12'
Da meine Kamera YU12 hat, nehme ich hier Nummer 17
widht 960 height 720
hier kann alles beliebige genutzt werden, was die Kamera maximal kann, nur das Seitenverhätnis muss stimmen. Ich empfehle aber dieses Format.
threshold 1500
Das ist die Anzahl der Pixel, die sich verändern müssen, damit ein Bild aufgezeichnet wird. Sozusagen die Empfindlichkeit der Bewegungserkennung. Hier muss man selbst ausprobieren, was das beste ist.
Als nächstes muss man noch die Datei
sudo nano /etc/default/motion
bearbeiten. Dort setzt man no auf yes.
Damit motion auch automatisch gestartet wird, habe ich in der
sudo nano /etc/rc.local
noch die Zeile sudo motion hinzugefügt.

Email Versand

Bis ein Vogel eingezogen ist, muss motion nicht die ganze Zeit laufen. Deshalb hätte ich gerne, dass mir der Pi jeden Tag eine Email sendet, sodass ich sehen kann, ob bereits jemand eingezogen ist. Dazu verwende ich folgendes Skript:

#!/usr/bin/python3
import picamera, smtplib, sys, os
from email.header import Header
from email.mime.image import MIMEImage
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
from email.mime.text import MIMEText
from time import asctime
from RPi import GPIO

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(8, GPIO.OUT)
GPIO.setup(10, GPIO.OUT)

frm = 'Vogelhaus &lt;sender@meinserver.de&gt;'
to = 'Johannes &lt;empfÃ¤nger@meinserver.de&gt;'
subj = "Nistkasten am " + asctime()
msg = "Bild vom Nistkasten"
fn = '/var/www/html/time.jpg'

GPIO.output(8, True)
GPIO.output(10, True)

try :
	# Foto erstellen
	print('erstelle Foto...')
	os.system("raspistill -o /var/www/html/foto.jpg -w 960 -h 720")
	#Zeitstempel erstellen
	print('erstelle Zeitstempel...')
	os.system("sudo /var/www/html/skript.sh")
	print('erstelle Email...')
	# E - Mail zusammensetzen
	mime = MIMEMultipart ()
	mime &#91;'From'] = frm
	mime &#91;'To'] = to
	mime &#91;'Subject'] = Header (subj, 'utf -8 ')
	mime.attach (MIMEText(msg, 'plain', 'utf -8'))
	# Bild hinzufÃ¼gen
	f = open (fn, 'rb')
	img = MIMEImage (f.read ())
	f.close ()
	mime.attach (img)
	#versenden
	print('versende Email...')
	smtp = smtplib.SMTP ("smtp.meinserver.de")
	smtp.starttls ()
	smtp.login ("sender@meinserver.de", "Meinpasswort")
	smtp.sendmail (frm, &#91;to], mime.as_string())
	smtp . quit ()


except :
	print (" Beim E-Mail-Versand ist ein Fehler aufgetreten : " ,
		sys.exc_info())
GPIO.output(8, False)
GPIO.output(10, False)

#!/usr/bin/python3

import picamera, smtplib, sys, os

from email.header import Header

from email.mime.image import MIMEImage

from email.mime.multipart import MIMEMultipart

from email.mime.text import MIMEText

from time import asctime

from RPi import GPIO

GPIO.setwarnings(False)

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

GPIO.setup(8, GPIO.OUT)

GPIO.setup(10, GPIO.OUT)

frm = 'Vogelhaus <sender@meinserver.de>'

to = 'Johannes <empfÃ¤nger@meinserver.de>'

subj = "Nistkasten am " + asctime()

msg = "Bild vom Nistkasten"

fn = '/var/www/html/time.jpg'

GPIO.output(8, True)

GPIO.output(10, True)

try :

# Foto erstellen

print('erstelle Foto...')

os.system("raspistill -o /var/www/html/foto.jpg -w 960 -h 720")

#Zeitstempel erstellen

print('erstelle Zeitstempel...')

os.system("sudo /var/www/html/skript.sh")

print('erstelle Email...')

# E - Mail zusammensetzen

mime = MIMEMultipart ()

mime ['From'] = frm

mime ['To'] = to

mime ['Subject'] = Header (subj, 'utf -8 ')

mime.attach (MIMEText(msg, 'plain', 'utf -8'))

# Bild hinzufÃ¼gen

f = open (fn, 'rb')

img = MIMEImage (f.read ())

f.close ()

mime.attach (img)

#versenden

print('versende Email...')

smtp = smtplib.SMTP ("smtp.meinserver.de")

smtp.starttls ()

smtp.login ("sender@meinserver.de", "Meinpasswort")

smtp.sendmail (frm, [to], mime.as_string())

smtp . quit ()

except :

print (" Beim E-Mail-Versand ist ein Fehler aufgetreten : " ,

sys.exc_info())

GPIO.output(8, False)

GPIO.output(10, False)

Dieses Skript macht als erstes die IR LEDs an, dann macht es ein Bild, schickt es mir per Email und schaltet die LEDs anschließend wieder aus.

Bild auf Webserver

Diese Bilder, die auch per Email versendet werden, sollen auf einem Webserver gespeichert werden, sodass man immer das letzte Bild sehen kann. Dazu muss erstmal ein Webserver, in diesem Fall apache2 installiert werden:
sudo apt-get install apache2
Dann muss die Zeile
os.system("raspistill -o foto.jpg -w 960 -h 720")
in
os.system("raspistill -o /var/www/html/foto.jpg -w 960 -h 720") und fn= ‘/var/www/html/foto.jpg‘
abgeändert werden. Das war‘s auch schon. Das Bild kann man jetzt im Browser mit http://IP_DES_RPI/foto.jpg anschauen.

Zeitstempel im Bild

Dieser Teil ist nicht mehr aktuell.

Um sicherzustellen, dass auch wirklich ein neues Bild und nicht ein altes verschickt wird, hätte ich gerne, dass auf dem Bild ein Zeitstempel angezeigt wird. Das mache ich nach diesem Tutorial.
Also eine neue Datei erstellen:
/var/www/html/skript.sh
Ausführbar machen:
sudo chmod +x skript.sh
Außerdem muss eine gewünschte Schriftart mit dem Namen „arial.ttf“ im Verzeichnis /var/ www/html liegen. Das einzige, was ich verändert habe, ist, dass die Datei immer den gleichen Namen bekommt und vorher gelöscht wird. Jetzt muss man noch die Zeile
os.system(„sudo /var/www/html/skript.sh“)
nach der Zeile os.system(„raspistill… in Datei mit dem Email Versandt schreiben.
Dann kann man das Bild mit Zeitstempel im Browser unter http://IP_DES_RPI/time.jpg angeschaut werden. Soll das Bild auch per Email versendet werden, muss man die Zeile
fn= ‘/var/www/html/foto.jpg‘
in
fn= ‘/var/www/html/time.jpg‘
abgeändert werden.

Das Vogelhaus ist fertig!

Das aktuelle Bild kann man sich https://jojokorpi.ddn.net/birdcam/bird.jpg oder auf der Startseite dieser Webseite anschauen.
Das ganze Projekt gibt es auch noch als PDF: raspberrypi_vogelhaus_kamera.pdf es ist allerdings etwas veraltet.

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