Schlagwort: Raspberry

Waveshare Modbus Relais in Homeassistant

17. Juni 2023 / jjk1 / Keine Kommentare

In diesem Beitrag möchte ich dir zeigen, wie ich ein 8-fach Modbus Relais von Waveshare in Homeassistant eingebunden habe.

Material

Aufbau

Der Aufbau ist nicht kompliziert. Die Anschlüsse A+, B- und GND müssen mit den entsprechend gleichnamigen Anschlüssen am Relais verbunden werden. Dann ist nur noch eine Spannungsversorgung für das Relais notwendig und man kann loslegen.

Mitgelieferte Software

Im Waveshare Wiki findet man neben zahlreichen Beispielen auch einen Beispielcode in Python. Dieser sendet die Daten direkt über „serial“ an das Modbus Relais und zur Berechnung der Paritätsbytes wird ebenfalls ein eigenes Pythonmodul mitgeliefert. Das ist etwas umständlich, da es für Modbus bereits fertige Pythonmodule wie minimalmodbus gibt.

Steuerung mit Minimalmodbus

Nach der Installation mit

pip3 install minimalmodbus

1	pip3 install minimalmodbus

kann das Modul verwendet werden. Folgendes wäre ein Beispielcode:

import minimalmodbus

modbusrelay_heizung = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 2, debug = True)
modbusrelay_heizung.serial.timeout  = 0.1

def set_relais(relay, state):
    if state == "on":
        modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 1)
    if state == "off":
        modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 0)

def get_relais():
    binary_relais = modbusrelay_heizung.read_bits(0, 8, 1)
    print("Relais:" + str(binary_relais))

import minimalmodbus

modbusrelay_heizung = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 2, debug = True)

modbusrelay_heizung.serial.timeout = 0.1

def set_relais(relay, state):

if state == "on":

modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 1)

if state == "off":

modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 0)

def get_relais():

binary_relais = modbusrelay_heizung.read_bits(0, 8, 1)

print("Relais:" + str(binary_relais))

In Zeile 3 wird der Pfad zum USB -> Modbus Konverter und die ID des Relais angegeben. Die ID wird in den meisten Fällen 1 sein. Bei mir habe ich sie aber geändert, da am selben Modbus auch ein Stromzähler hängt, der die ID 1 bekommen hat. Mit den Funktionen get_relais() und set_relais(relais, on/off) kann man jetzt die Relais schalten und deren Status abfragen.

Einbindung in Homeassistant

Um das Modbus Relais in Homeassistant einzubinden, verwende ich MQTT. Dieses sollte bereits installiert und eingebunden sein. Mein Code sieht dann folgendermaßen aus:

#!/usr/bin/env python3

import paho.mqtt.client as mqtt
import requests
import time
import minimalmodbus

modbusrelay_heizung = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 2, debug = True)
modbusrelay_heizung.serial.timeout  = 0.1
print(modbusrelay_heizung)

def set_relais(relay, state):
    if state == "on":
        modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 1)
    if state == "off":
        modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 0)

def get_relais():
    binary_relais = modbusrelay_heizung.read_bits(0, 8, 1)
    print("Relais:" + str(binary_relais))
    for i in range(8):
        if binary_relais[i] == 1:
            client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "on")
        else:
            client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "off")

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe("modbus/relais_heizung/set/#")

def on_message(client, userdata, msg):
    splitted_topic = msg.topic.split("/")
    relay = splitted_topic[3]
    print("Relay " + relay + " " + msg.payload.decode())
    ready = False
    while not(ready):
        set_relais(relay, msg.payload.decode())
        time.sleep(0.1)
        get_relais()
        ready = True
  
client = mqtt.Client()
client.connect("localhost",1883,60)
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
get_relais()
client.loop_forever()

#!/usr/bin/env python3

import paho.mqtt.client as mqtt

import requests

import time

import minimalmodbus

modbusrelay_heizung = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 2, debug = True)

modbusrelay_heizung.serial.timeout = 0.1

print(modbusrelay_heizung)

def set_relais(relay, state):

if state == "on":

modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 1)

if state == "off":

modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 0)

def get_relais():

binary_relais = modbusrelay_heizung.read_bits(0, 8, 1)

print("Relais:" + str(binary_relais))

for i in range(8):

if binary_relais[i] == 1:

client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "on")

else:

client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "off")

def on_connect(client, userdata, flags, rc):

print("Connected with result code "+str(rc))

client.subscribe("modbus/relais_heizung/set/#")

def on_message(client, userdata, msg):

splitted_topic = msg.topic.split("/")

relay = splitted_topic[3]

print("Relay " + relay + " " + msg.payload.decode())

ready = False

while not(ready):

set_relais(relay, msg.payload.decode())

time.sleep(0.1)

get_relais()

ready = True

client = mqtt.Client()

client.connect("localhost",1883,60)

client.on_connect = on_connect

client.on_message = on_message

get_relais()

client.loop_forever()

Hinzu kommt jetzt die Anbindung an MQTT. Wichtig ist dabei

Z. 8: Siehe oben
S. 23+25: Hier werden die Statuswerte der Relais an MQTT gesendet
Z. 29: Hier wird das MQTT Topic subscribed, an das nachher die Befehle zum setzen gesendet werden
Z. 43: Hier findet die Verbindung zum MQTT Broker statt

In Homeassistant verwende ich nun folgende Konfiguration:

switch:
  - unique_id: modbus_relais_heizung_1
    name: "Modbus Relais Heizung 1"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/1"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/1"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_2
    name: "Modbus Relais Heizung 2"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/2"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/2"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_3
    name: "Modbus Relais Heizung 3"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/3"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/3"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_4
    name: "Modbus Relais Heizung 4"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/4"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/4"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_5
    name: "Modbus Relais Heizung 5"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/5"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/5"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_6
    name: "Modbus Relais Heizung 6"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/6"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/6"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_7
    name: "Modbus Relais Heizung 7"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/7"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/7"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0
  - unique_id: modbus_relais_heizung_8
    name: "Modbus Relais Heizung 8"
    state_topic: "modbus/relais_heizung/get/8"
    command_topic: "modbus/relais_heizung/set/8"
    payload_on: "on"
    payload_off: "off"
    state_on: "on"
    state_off: "off"
    qos: 0

switch:

- unique_id: modbus_relais_heizung_1

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/1"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/1"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_2

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/2"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/2"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_3

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/3"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/3"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_4

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/4"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/4"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_5

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/5"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/5"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_6

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/6"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/6"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_7

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/7"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/7"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

- unique_id: modbus_relais_heizung_8

state_topic: "modbus/relais_heizung/get/8"

command_topic: "modbus/relais_heizung/set/8"

payload_on: "on"

payload_off: "off"

state_on: "on"

state_off: "off"

qos: 0

Jetzt kann ich die Relais auch in Homeassistant schalten. Dabei muss das Pythonskript dauerhaft laufen, was man bspw. mit einer systemd Service Unit erreicht.

Gleichzeitig Modbus Relais und Stromzähler auslesen

Da ich, wie bereits erwähnt, einen Stromzähler und Relais an einem Modbus hängen habe und immer nur ein Programm auf den Modbus zugreifen kann, muss ich im selben Skript auch den Stromzähler auslesen. Das Skript dazu sieht so aus:

#!/usr/bin/env python3

import paho.mqtt.client as mqtt
import requests
import time
import minimalmodbus
import influxdb

modbusrelay_heizung = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 2, debug = True)
modbusrelay_heizung.serial.timeout  = 0.1
print(modbusrelay_heizung)
influxclient = influxdb.InfluxDBClient(host="serverpi", port=8086, database="energy")

relais_freigabe = True

def set_relais(relay, state):
    if state == "on":
        modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 1)
    if state == "off":
        modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 0)

def get_relais():
    binary_relais = modbusrelay_heizung.read_bits(0, 8, 1)
    print("Relais:" + str(binary_relais))
    for i in range(8):
        if binary_relais[i] == 1:
            client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "on")
        else:
            client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "off")

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe("modbus/relais_heizung/set/#")

def on_message(client, userdata, msg):
    splitted_topic = msg.topic.split("/")
    relay = splitted_topic[3]
    print("Relay " + relay + " " + msg.payload.decode())
    ready = False
    while not(ready):
        if relais_freigabe:
            set_relais(relay, msg.payload.decode())
            time.sleep(0.1)
            get_relais()
            ready = True
        else:
            print("Warte 1 sek")
            time.sleep(1)
    

client = mqtt.Client()
client.connect("localhost",1883,60)
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
get_relais()
client.loop_start()
while True:
    try:
        time.sleep(0.1)
        time1 = time.perf_counter()
        # ------------------ Modbus Heizung ------------------
        modbus_instrument = "/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0"
        name = "heizung"
        # ------------------
        # try:
        modbuszaehler = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 1, debug = True)
        modbuszaehler.serial.timeout = 1.0
        print(modbuszaehler)
        input_register = {
            "Spannung_L1": {
                "port": 0, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Spannung_L2": {
                "port": 2, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Spannung_L3": {
                "port": 4, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Strom_L1": {
                "port": 6, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Strom_L2": {
                "port": 8, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Strom_L3": {
                "port": 10, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Wirkleistung_L1": {
                "port": 12, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
            "Wirkleistung_L2": {
                "port": 14, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
            "Wirkleistung_L3": {
                "port": 16, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
            "Scheinleistung_L1": {
                "port": 18, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
            "Scheinleistung_L2": {
                "port": 20, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
            "Scheinleistung_L3": {
                "port": 22, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
            "Blindleistung_L1": {
                "port": 24, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
            "Blindleistung_L2": {
                "port": 26, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
            "Blindleistung_L3": {
                "port": 28, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
            "Leistungsfaktor_L1": {
                "port": 30, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
            "Leistungsfaktor_L2": {
                "port": 32, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
            "Leistungsfaktor_L3": {
                "port": 34, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
            "Phasenwinkel_L1": {
                "port": 36, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},
            "Phasenwinkel_L2": {
                "port": 38, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},
            "Phasenwinkel_L3": {
                "port": 40, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},
            "Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {
                "port": 42, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {
                "port": 46, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "aktueller_Gesamtstrom": {
                "port": 48, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "aktuelle_Gesamtwirkleistung": {
                "port": 52, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
            "aktuelle_Gesamtscheinleistung": {
                "port": 56, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
            "aktuelle_Gesamtblindleistung": {
                "port": 60, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
            "aktueller_Gesamtleistungsfaktor": {
                "port": 62, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
            "aktueller_Gesamtphasenwinkel": {
                "port": 66, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Frequenz": {
                "port": 70, "digits": 2, "Unit": "Hz", "use": True},
            "Import_Wh_seit_reset": {
                "port": 72, "digits": 2, "Unit": "kWh", "use": True},
            "Export_Wh_seit_reset": {
                "port": 74, "digits": 2, "Unit": "kWH", "use": True},
            "Import_VArh_seit_reset": {
                "port": 76, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},
            "Export_VArh_seit_reset": {
                "port": 78, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},
            "VAh_seit_reset": {
                "port": 80, "digits": 2, "Unit": "kVAh", "use": True},
            "Ah_seit_reset": {
                "port": 82, "digits": 2, "Unit": "Ah", "use": True},
            "Gesamtwirkleistung": {
                "port": 84, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
            "Max_Gesamtwirkleistung": {
                "port": 86, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
            "Gesamtscheinleistung": {
                "port": 100, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
            "Max_Gesamtscheinleistung": {
                "port": 102, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
            "Gesamtstrom_Neutralleiter": {
                "port": 104, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Max_Strom_Neutralleiter": {
                "port": 106, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Spannung_L1_L2": {
                "port": 200, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Spannung_L2_L3": {
                "port": 202, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Spannung_L3_L1": {
                "port": 204, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Durchschnittsspannung_L_L": {
                "port": 206, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
            "Strom_Neutralleiter": {
                "port": 224, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "THD_Spannung_L1": {
                "port": 234, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Spannung_L2": {
                "port": 236, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Spannung_L3": {
                "port": 238, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Strom_L1": {
                "port": 240, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Strom_L2": {
                "port": 242, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Strom_L3": {
                "port": 244, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {
                "port": 248, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {
                "port": 250, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "Strom_L1_demand": {
                "port": 258, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Strom_L2_demand": {
                "port": 260, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Strom_L3_demand": {
                "port": 262, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Max_Strom_L1_demand": {
                "port": 264, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Max_Strom_L2_demand": {
                "port": 266, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "Max_Strom_L3_demand": {
                "port": 268, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
            "THD_Spannung_L1_L2": {
                "port": 334, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Spannung_L2_L3": {
                "port": 336, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Spannung_L3_L1": {
                "port": 338, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_L_L": {
                "port": 340, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
            "Total_kwh": {
                "port": 342, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Total_kvarh": {
                "port": 344, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Import_L1_kwh": {
                "port": 346, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Import_L2_kwh": {
                "port": 348, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Import_L3_kwh": {
                "port": 350, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Export_L1_kwh": {
                "port": 352, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Export_L2_kwh": {
                "port": 354, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Export_L3_kwh": {
                "port": 356, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Gesamtstrom_L1_kwh": {
                "port": 358, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Gesamtstrom_L2_kwh": {
                "port": 360, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Gesamtstrom_L3_kwh": {
                "port": 362, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
            "Import_L1_kvarh": {
                "port": 364, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Import_L2_kvarh": {
                "port": 366, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Import_L3_kvarh": {
                "port": 368, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Export_L1_kvarh": {
                "port": 370, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Export_L2_kvarh": {
                "port": 372, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Export_L3_kvarh": {
                "port": 374, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Total_L1_kvarh": {
                "port": 376, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Total_L2_kvarh": {
                "port": 378, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
            "Total_L3_kvarh": {
                "port": 380, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
        }
        heizung_json_body = [
            {
                "measurement": name,
                "fields": {}
            },
        ]
        relais_freigabe = False
        for key in input_register:
            if input_register[key]["use"] == True:
                heizung_json_body[0]["fields"][key] = round(modbuszaehler.read_float(functioncode=4, registeraddress=input_register[key]["port"], number_of_registers=input_register[key]["digits"]), 2)
        relais_freigabe = True
        # ------------------ Tasmota Haus ------------------
        tasmota_url = "http://tasmota-1ae72e-1838.fritz.box"
        name = "tasmota_haus"
        # ------------------
        try:
            r = requests.get(tasmota_url + "/cm?cmnd=status%2010")
            json = r.json()
            tasmota_values = {}
            tasmota_haus_json_body = [
                {
                    "measurement": name,
                    "fields": {}
                },
            ]

            for key in json["StatusSNS"]["MT175"]:
                try:
                    tasmota_values[key] = float(json["StatusSNS"]["MT175"][key])
                except:
                    tasmota_values[key] = str(json["StatusSNS"]["MT175"][key])
                    
            tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung'] = tasmota_values['Power_curr']
            tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Import_kWh'] = tasmota_values['Total']
            tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Export_kWh'] = tasmota_values['Total_out']
            #print(tasmota_haus_json_body)
        except:
            print("Fehler beim Lesen von Tasmota Haus")

        # ------------------ Tasmota Heizung ------------------
        tasmota_url = "http://tasmota-1ae72e-1838.fritz.box"
        name = "tasmota_heizung"
        # ------------------
        try:
            r = requests.get(tasmota_url + "/cm?cmnd=status%2010")
            json = r.json()
            tasmota_values = {}
            tasmota_heizung_json_body = [
                {
                    "measurement": name,
                    "fields": {}
                },
            ]

            for key in json["StatusSNS"]["METER1"]:
                try:
                    tasmota_values[key] = float(json["StatusSNS"]["METER1"][key])
                except:
                    tasmota_values[key] = str(json["StatusSNS"]["METER1"][key])
            
            tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung'] = tasmota_values['Power_curr']
            tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Import_kWh'] = tasmota_values['Total']
            tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Export_kWh'] = tasmota_values['Total_out']
            #print(tasmota_heizung_json_body)
        except:
            print("Fehler beim Lesen von Tasmota Haus")
        # ------------------ Heizungsleistung berechnen ------------------
        try:
            heizung_json_body[0]['fields']['Leistung'] = tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']-tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung'] + heizung_json_body[0]['fields']['aktuelle_Gesamtwirkleistung']
            if(tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']>=0 and tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung']>=0): # Voll Netzbetrieb
                heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Netz'] = heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']
                heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_PV'] = 0.0
                
            elif(tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']<=0 and tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung']<=0): # PV Betrieb
                heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Netz'] = 0.0
                heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_PV'] = heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']

            else: #Mischung
                heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Netz'] = tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']
                heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_PV'] = tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung']*-1
                # Modbus Leistung dazurechnen
            heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Modbus'] = heizung_json_body[0]['fields']['aktuelle_Gesamtwirkleistung']
        except:
            print("Fehler beim Berechnen von Heizungsleistung")

        # ------------------ Zählerstand Heizung berechnen ------------------
        heizung_json_body[0]['fields']['Zaehlerstand_Einspeisung'] = tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Export_kWh'] - tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Export_kWh']
        heizung_json_body[0]['fields']['Zaehlerstand_Bezug'] = tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Import_kWh'] - tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Import_kWh']
        heizung_json_body[0]['fields']['Zaehlerstand_PV'] = heizung_json_body[0]["fields"]['Total_kwh']
        print(heizung_json_body)
        influxclient.write_points(heizung_json_body)
        # except:
        #     print("Fehler beim Lesen von Modbuszähler Heizung")
        time2 = time.perf_counter()
        timedifference = time2-time1
        if timedifference < 60:
            time.sleep(60-timedifference)
    except:
        print("Fehler beim Auslesen vom Modbuszähler")
        time.sleep(60)

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

199

200

201

202

203

204

205

206

207

208

209

210

211

212

213

214

215

216

217

218

219

220

221

222

223

224

225

226

227

228

229

230

231

232

233

234

235

236

237

238

239

240

241

242

243

244

245

246

247

248

249

250

251

252

253

254

255

256

257

258

259

260

261

262

263

264

265

266

267

268

269

270

271

272

273

274

275

276

277

278

279

280

281

282

283

284

285

286

287

288

289

290

291

292

293

294

295

296

297

298

299

300

301

302

303

304

305

306

307

308

309

310

311

312

313

314

315

316

317

318

319

320

321

322

323

324

325

326

327

328

329

330

331

332

333

334

335

336

337

338

339

340

#!/usr/bin/env python3

import paho.mqtt.client as mqtt

import requests

import time

import minimalmodbus

import influxdb

modbusrelay_heizung = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 2, debug = True)

modbusrelay_heizung.serial.timeout = 0.1

print(modbusrelay_heizung)

influxclient = influxdb.InfluxDBClient(host="serverpi", port=8086, database="energy")

relais_freigabe = True

def set_relais(relay, state):

if state == "on":

modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 1)

if state == "off":

modbusrelay_heizung.write_bit(int(relay)-1, 0)

def get_relais():

binary_relais = modbusrelay_heizung.read_bits(0, 8, 1)

print("Relais:" + str(binary_relais))

for i in range(8):

if binary_relais[i] == 1:

client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "on")

else:

client.publish("modbus/relais_heizung/get/" + str(i+1), "off")

def on_connect(client, userdata, flags, rc):

print("Connected with result code "+str(rc))

client.subscribe("modbus/relais_heizung/set/#")

def on_message(client, userdata, msg):

splitted_topic = msg.topic.split("/")

relay = splitted_topic[3]

print("Relay " + relay + " " + msg.payload.decode())

ready = False

while not(ready):

if relais_freigabe:

set_relais(relay, msg.payload.decode())

time.sleep(0.1)

get_relais()

ready = True

else:

print("Warte 1 sek")

time.sleep(1)

client = mqtt.Client()

client.connect("localhost",1883,60)

client.on_connect = on_connect

client.on_message = on_message

get_relais()

client.loop_start()

while True:

try:

time.sleep(0.1)

time1 = time.perf_counter()

# ------------------ Modbus Heizung ------------------

modbus_instrument = "/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0"

name = "heizung"

# ------------------

# try:

modbuszaehler = minimalmodbus.Instrument('/dev/serial/by-id/usb-1a86_USB_Serial-if00-port0', 1, debug = True)

modbuszaehler.serial.timeout = 1.0

print(modbuszaehler)

input_register = {

"Spannung_L1": {

"port": 0, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L2": {

"port": 2, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L3": {

"port": 4, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Strom_L1": {

"port": 6, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L2": {

"port": 8, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L3": {

"port": 10, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Wirkleistung_L1": {

"port": 12, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Wirkleistung_L2": {

"port": 14, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Wirkleistung_L3": {

"port": 16, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Scheinleistung_L1": {

"port": 18, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Scheinleistung_L2": {

"port": 20, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Scheinleistung_L3": {

"port": 22, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Blindleistung_L1": {

"port": 24, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"Blindleistung_L2": {

"port": 26, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"Blindleistung_L3": {

"port": 28, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"Leistungsfaktor_L1": {

"port": 30, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"Leistungsfaktor_L2": {

"port": 32, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"Leistungsfaktor_L3": {

"port": 34, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"Phasenwinkel_L1": {

"port": 36, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},

"Phasenwinkel_L2": {

"port": 38, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},

"Phasenwinkel_L3": {

"port": 40, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},

"Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {

"port": 42, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {

"port": 46, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"aktueller_Gesamtstrom": {

"port": 48, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"aktuelle_Gesamtwirkleistung": {

"port": 52, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"aktuelle_Gesamtscheinleistung": {

"port": 56, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"aktuelle_Gesamtblindleistung": {

"port": 60, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"aktueller_Gesamtleistungsfaktor": {

"port": 62, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"aktueller_Gesamtphasenwinkel": {

"port": 66, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Frequenz": {

"port": 70, "digits": 2, "Unit": "Hz", "use": True},

"Import_Wh_seit_reset": {

"port": 72, "digits": 2, "Unit": "kWh", "use": True},

"Export_Wh_seit_reset": {

"port": 74, "digits": 2, "Unit": "kWH", "use": True},

"Import_VArh_seit_reset": {

"port": 76, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},

"Export_VArh_seit_reset": {

"port": 78, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},

"VAh_seit_reset": {

"port": 80, "digits": 2, "Unit": "kVAh", "use": True},

"Ah_seit_reset": {

"port": 82, "digits": 2, "Unit": "Ah", "use": True},

"Gesamtwirkleistung": {

"port": 84, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Max_Gesamtwirkleistung": {

"port": 86, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Gesamtscheinleistung": {

"port": 100, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Max_Gesamtscheinleistung": {

"port": 102, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Gesamtstrom_Neutralleiter": {

"port": 104, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_Neutralleiter": {

"port": 106, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Spannung_L1_L2": {

"port": 200, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L2_L3": {

"port": 202, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L3_L1": {

"port": 204, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Durchschnittsspannung_L_L": {

"port": 206, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Strom_Neutralleiter": {

"port": 224, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"THD_Spannung_L1": {

"port": 234, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L2": {

"port": 236, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L3": {

"port": 238, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Strom_L1": {

"port": 240, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Strom_L2": {

"port": 242, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Strom_L3": {

"port": 244, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {

"port": 248, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {

"port": 250, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"Strom_L1_demand": {

"port": 258, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L2_demand": {

"port": 260, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L3_demand": {

"port": 262, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_L1_demand": {

"port": 264, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_L2_demand": {

"port": 266, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_L3_demand": {

"port": 268, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"THD_Spannung_L1_L2": {

"port": 334, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L2_L3": {

"port": 336, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L3_L1": {

"port": 338, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_L_L": {

"port": 340, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"Total_kwh": {

"port": 342, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Total_kvarh": {

"port": 344, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Import_L1_kwh": {

"port": 346, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Import_L2_kwh": {

"port": 348, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Import_L3_kwh": {

"port": 350, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Export_L1_kwh": {

"port": 352, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Export_L2_kwh": {

"port": 354, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Export_L3_kwh": {

"port": 356, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Gesamtstrom_L1_kwh": {

"port": 358, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Gesamtstrom_L2_kwh": {

"port": 360, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Gesamtstrom_L3_kwh": {

"port": 362, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Import_L1_kvarh": {

"port": 364, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Import_L2_kvarh": {

"port": 366, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Import_L3_kvarh": {

"port": 368, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Export_L1_kvarh": {

"port": 370, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Export_L2_kvarh": {

"port": 372, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Export_L3_kvarh": {

"port": 374, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Total_L1_kvarh": {

"port": 376, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Total_L2_kvarh": {

"port": 378, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Total_L3_kvarh": {

"port": 380, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

}

heizung_json_body = [

{

"measurement": name,

"fields": {}

]

relais_freigabe = False

for key in input_register:

if input_register[key]["use"] == True:

heizung_json_body[0]["fields"][key] = round(modbuszaehler.read_float(functioncode=4, registeraddress=input_register[key]["port"], number_of_registers=input_register[key]["digits"]), 2)

relais_freigabe = True

# ------------------ Tasmota Haus ------------------

tasmota_url = "http://tasmota-1ae72e-1838.fritz.box"

name = "tasmota_haus"

# ------------------

try:

r = requests.get(tasmota_url + "/cm?cmnd=status%2010")

json = r.json()

tasmota_values = {}

tasmota_haus_json_body = [

{

"measurement": name,

"fields": {}

]

for key in json["StatusSNS"]["MT175"]:

try:

tasmota_values[key] = float(json["StatusSNS"]["MT175"][key])

except:

tasmota_values[key] = str(json["StatusSNS"]["MT175"][key])

tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung'] = tasmota_values['Power_curr']

tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Import_kWh'] = tasmota_values['Total']

tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Export_kWh'] = tasmota_values['Total_out']

#print(tasmota_haus_json_body)

except:

print("Fehler beim Lesen von Tasmota Haus")

# ------------------ Tasmota Heizung ------------------

tasmota_url = "http://tasmota-1ae72e-1838.fritz.box"

name = "tasmota_heizung"

# ------------------

try:

r = requests.get(tasmota_url + "/cm?cmnd=status%2010")

json = r.json()

tasmota_values = {}

tasmota_heizung_json_body = [

{

"measurement": name,

"fields": {}

]

for key in json["StatusSNS"]["METER1"]:

try:

tasmota_values[key] = float(json["StatusSNS"]["METER1"][key])

except:

tasmota_values[key] = str(json["StatusSNS"]["METER1"][key])

tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung'] = tasmota_values['Power_curr']

tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Import_kWh'] = tasmota_values['Total']

tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Export_kWh'] = tasmota_values['Total_out']

#print(tasmota_heizung_json_body)

except:

print("Fehler beim Lesen von Tasmota Haus")

# ------------------ Heizungsleistung berechnen ------------------

try:

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung'] = tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']-tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung'] + heizung_json_body[0]['fields']['aktuelle_Gesamtwirkleistung']

if(tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']>=0 and tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung']>=0): # Voll Netzbetrieb

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Netz'] = heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_PV'] = 0.0

elif(tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']<=0 and tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung']<=0): # PV Betrieb

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Netz'] = 0.0

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_PV'] = heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']

else: #Mischung

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Netz'] = tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Leistung']

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_PV'] = tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Leistung']*-1

# Modbus Leistung dazurechnen

heizung_json_body[0]['fields']['Leistung_Modbus'] = heizung_json_body[0]['fields']['aktuelle_Gesamtwirkleistung']

except:

print("Fehler beim Berechnen von Heizungsleistung")

# ------------------ Zählerstand Heizung berechnen ------------------

heizung_json_body[0]['fields']['Zaehlerstand_Einspeisung'] = tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Export_kWh'] - tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Export_kWh']

heizung_json_body[0]['fields']['Zaehlerstand_Bezug'] = tasmota_heizung_json_body[0]['fields']['Import_kWh'] - tasmota_haus_json_body[0]['fields']['Import_kWh']

heizung_json_body[0]['fields']['Zaehlerstand_PV'] = heizung_json_body[0]["fields"]['Total_kwh']

print(heizung_json_body)

influxclient.write_points(heizung_json_body)

# except:

# print("Fehler beim Lesen von Modbuszähler Heizung")

time2 = time.perf_counter()

timedifference = time2-time1

if timedifference < 60:

time.sleep(60-timedifference)

except:

print("Fehler beim Auslesen vom Modbuszähler")

time.sleep(60)

Hinzu kommt hier die Verbindung zur Influx Datenbank (Z. 12) und das eigentliche Auslesen des Stromzählers ab Z. 57. Es werden auch noch andere Stromzähler, die über Tasmota angebunden sind, ausgelesen, um einige Werte zu berechnen. Wichtig hier ist auch die Variable relais_freigabe, die dafür sorgt, dass wenn gerade der Stromzähler ausgelesen wird, mit dem Setzen des Relais noch kurz gewartet wird, da dies nicht gleichzeitig passieren kann.

Bildquelle: waveshare.com, wikipedia.org

Putzfunktion für Raspberry Display

5. Februar 2023 / jjk1 / Keine Kommentare

Wenn mein Display (hier kannst du dir anschauen, wie ich es eingebaut habe) schmutzig ist, ist es ganz praktisch, wenn es eine „Putzfunktion“ gibt, die für eine kurze Zeit alle Eingaben deaktiviert, sodass beim Putzen nichts verstellt wird. Hier möchte ich dir zeigen, wie ich das umgesetzt habe.

Installation des Webservers

Für diese Funktion verwende ich einen Webserver, der ein Request entgegennimmt. Dieser führt dann ein Shell Skript aus, das die Eingaben vom Touchscreen abschaltet.

sudo apt install apache2 php

1	sudo apt install apache2 php

PHP Skript

Dann verwende ich ein einfaches PHP Skript, welches ein Shell-Skript als User „pi“ startet:

<?php
        exec('sudo su -c "/home/pi/cleanmode.sh" pi');

1 2	<?php exec('sudo su -c "/home/pi/cleanmode.sh" pi');

Dieses habe ich in /var/www/html/cleanmode.sh gespeichert.

Shell-Skript

Für das Shell-Skript muss man zuerst die ID des Touchscreens herausfinden. Mit folgendem Befehl lassen sich alle IDs anzeigen:

pi@raspberrypi:~ $ DISPLAY=:0 xinput list
⎡ Virtual core pointer                    	id=2	&#91;master pointer  (3)]
⎜   ↳ Virtual core XTEST pointer              	id=4	&#91;slave  pointer  (2)]
⎜   ↳ ILITEK ILITEK-TP Mouse                  	id=8	&#91;slave  pointer  (2)]
⎜   ↳ ILITEK ILITEK-TP                        	id=7	&#91;slave  pointer  (2)]
⎜   ↳ vc4                                     	id=6	&#91;slave  pointer  (2)]
⎣ Virtual core keyboard                   	id=3	&#91;master keyboard (2)]
    ↳ Virtual core XTEST keyboard             	id=5	&#91;slave  keyboard (3)]
    ↳ vc4                                     	id=9	&#91;slave  keyboard (3)]

pi@raspberrypi:~ $ DISPLAY=:0 xinput list

⎡ Virtual core pointer id=2 [master pointer (3)]

⎜ ↳ Virtual core XTEST pointer id=4 [slave pointer (2)]

⎜ ↳ ILITEK ILITEK-TP Mouse id=8 [slave pointer (2)]

⎜ ↳ ILITEK ILITEK-TP id=7 [slave pointer (2)]

⎜ ↳ vc4 id=6 [slave pointer (2)]

⎣ Virtual core keyboard id=3 [master keyboard (2)]

↳ Virtual core XTEST keyboard id=5 [slave keyboard (3)]

↳ vc4 id=9 [slave keyboard (3)]

Anschließend probiert man mit

DISPLAY=:0 xinput disable [ID]

1	DISPLAY=:0 xinput disable [ID]

alle IDs durch, bis der Touchscreen nicht mehr funktioniert. In meinem Fall war es die ID 7.

Folgendes Shell-Skript muss dann angepasst werden:

DISPLAY=:0 xinput disable 7
sleep 60
DISPLAY=:0 xinput enable 7

DISPLAY=:0 xinput disable 7

sleep 60

DISPLAY=:0 xinput enable 7

Die Zeit in Zeile 2 kann man ebenfalls nach Belieben anpassen. Mein Skript liegt in /home/pi/cleanmode.sh. Sollte das bei dir anders sein, musst du den Pfad im PHP Skript entsprechend ändern.

Den Benutzer www-data mit Root-Rechten ausstatten

Damit der User www-data (Dieser wird vom Webserver verwendet) das Shell-Skript als User pi ausführen kann, braucht er Root-Rechte.

ACHTUNG: Den Benutzer www-data mit Rootrechten auszustatten, ist ein großes Sicherheitsrisiko. Dies sollte man unter keinen Umständen auf einem vom Internet erreichbaren Webserver tun!

Wir öffnen dazu mit dem Befehl

sudo visudo

1	sudo visudo

Die Datei /etc/sudoers und tragen dort unter „User privilege specification“ folgende Zeile ein:

www-data ALL=NOPASSWD: ALL

1	www-data ALL=NOPASSWD: ALL

Nach dem Speichern mit Strg+O, dem Beenden mit Strg+X und einem Neustart hat der User www-data nun Root-Rechte. Öffnet man nun im Browser folgende URL:

http://[IP_DEINES_RPi]/cleanmode.sh

sollte sich der Touchscreen abschalten und nach 60 Sekunden wieder anschalten.

Putzfunktion in Homeassistant

Auf meinem Display läuft zur Zeit Homeassistant. Dort möchte ich die Putzfunktion gerne als Button haben. Außerdem möchte ich einen Timer, der mir anzeigt, wie viel Zeit ich noch habe, bis der Touchscreen wieder aktiviert wird.

In der config.yaml habe ich folgende Konfiguration hinterlegt:

rest_command:
  cleanmode:
    url: "http://[IP_MEINES_RPi]/cleanmode.php"

timer:
  putztimer:
    duration: "00:00:60"

rest_command:

cleanmode:

url: "http://[IP_MEINES_RPi]/cleanmode.php"

timer:

putztimer:

duration: "00:00:60"

Ersteres ist der Aufruf der URL, Zweiteres der Timer.

Anschließend habe ich im Homeassistant UI einen Button unter „Helfer“ erstellt.
Eine Automatisierung steuert dann das ganze, startet also den Timer und ruft dann die URL auf:

Homeassistant Automatisierung Putzfunktion

Und hier noch in Textform:

alias: Putzbutton
description: ""
trigger:
  - platform: state
    entity_id:
      - input_button.putzbutton
condition: []
action:
  - service: timer.start
    data:
      duration: "60"
    target:
      entity_id: timer.putztimer
  - service: rest_command.cleanmode
    data: {}
mode: single

alias: Putzbutton

description: ""

trigger:

- platform: state

entity_id:

- input_button.putzbutton

condition: []

action:

- service: timer.start

data:

duration: "60"

target:

entity_id: timer.putztimer

- service: rest_command.cleanmode

data: {}

mode: single

Pool-Temperatursensor mit dem ESP

1. November 2022 / jjk1 / Keine Kommentare

Ich weiß nicht, wie ich auf die Idee gekommen bin, die Temperatur im Pool zu messen. War dann aber doch ein interessantes Projekt.

Hardware

Batteriebetrieben sollte er sein, da Netzspannung im Pool … Ihr wisst, was ich meine. Also fiel ein Raspberry schon mal weg – der braucht zu viel Strom. Etwas Kleineres musste her, ein Microcontroller, ein ESP, genauer gesagt ein Wemos D1 mini. Dazu noch ein Akku und ein Board, um den Akku aufzuladen und den ESP mit Strom zu versorgen.

D1 Mini
Batterie Shield
Akku
Wasserdichter Temperatursensor
Wasserdichtes Gehäuse
4,7KOhm Widerstand

Die Verkabelung des Sensors ist relativ einfach – Plus (rot) auf 5V, GND (Schwarz) auf GND und den Daten-Pin (Gelb) auf D4. Zwischen D4 und 5V muss dann noch der 4,7kOhm Widerstand geschalten werden.

Damit später der deepSleep funktioniert, müssen wir D0 mit RsT verbinden. Da jedoch dann die Verbindung über USB nicht mehr funktioniert, ist es nicht besonders sinnvoll, diese direkt zusammen zu löten. Ich mache das mit 2 kurzen Kabeln und einer Klemme.

Im Gehäuse sieht das ganze bei mir dann so aus:

Software

Eines vorweg: Mein Programm ist nicht schön und es gibt bestimmt viele Wege, es besser zu machen, aber es funktioniert. Ich sende meine Werte direkt in die Influx Datenbank (wäre – besonders bei mehreren Sensoren – über MQTT wohl sinnvoller).

#include <OneWire.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <InfluxDb.h>

#define INFLUXDB_HOST ""   //Enter IP of device running Influx Database
#define WIFI_SSID ""            //Enter SSID of your WIFI Access Point
#define WIFI_PASS ""          //Enter Password of your WIFI Access Point

Influxdb influx(INFLUXDB_HOST);
WiFiClient espClient;

OneWire  ds(D4);  // on pin D4 (a 4.7K resistor is necessary)
 
void setup(void) 
{
  Serial.begin(115200);
  setup_wifi();
  influx.setDb("esp8266_test");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    setup_wifi();
  }
  // Sensor auslesen-------------------------------
  Serial.println("Reading Sensor");
  byte i;
  byte present = 0;
  byte type_s;
  byte data[12];
  byte addr[8];
  float celsius, fahrenheit;
 
  if ( !ds.search(addr)) 
  {
    ds.reset_search();
    delay(250);
    return;
  }
 
 
  if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) 
  {
      Serial.println("CRC is not valid!");
      return;
  }
 
  // the first ROM byte indicates which chip
  switch (addr[0]) 
  {
    case 0x10:
      type_s = 1;
      break;
    case 0x28:
      type_s = 0;
      break;
    case 0x22:
      type_s = 0;
      break;
    default:
      Serial.println("Device is not a DS18x20 family device.");
      return;
  } 
 
  ds.reset();
  ds.select(addr);
  ds.write(0x44, 1);        // start conversion, with parasite power on at the end  
  delay(1000);
  present = ds.reset();
  ds.select(addr);    
  ds.write(0xBE);         // Read Scratchpad
 
  for ( i = 0; i < 9; i++) 
  {           
    data[i] = ds.read();
  }
 
  // Convert the data to actual temperature
  int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];
  if (type_s) {
    raw = raw << 3; // 9 bit resolution default
    if (data[7] == 0x10) 
    {
      raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];
    }
  } 
  else 
  {
    byte cfg = (data[4] & 0x60);
    if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7;  // 9 bit resolution, 93.75 ms
    else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // 10 bit res, 187.5 ms
    else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms
 
  }
  celsius = (float)raw / 16.0;

  // In Influx schreiben -------------------------------------------------
  Serial.println("Send data");
  InfluxData row("poolsensor");
  row.addValue("temperature", celsius);
  influx.write(row);
  Serial.println("Disconnecting Wifi");
  WiFi.disconnect();
  delay(1);
  
  ESP.deepSleep(900e6);
}
void setup_wifi() {
    delay(1);
    Serial.println();
    Serial.print("Connecting to ");
    Serial.println(WIFI_SSID);
 
    WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
 
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
        delay(500);
        Serial.print(".");
    }
 
    Serial.println("");
    Serial.println("WiFi connected");
    Serial.println("IP address: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop(void) 
{
  
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

#include <OneWire.h>

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <InfluxDb.h>

#define INFLUXDB_HOST "" //Enter IP of device running Influx Database

#define WIFI_SSID "" //Enter SSID of your WIFI Access Point

#define WIFI_PASS "" //Enter Password of your WIFI Access Point

Influxdb influx(INFLUXDB_HOST);

WiFiClient espClient;

OneWire ds(D4); // on pin D4 (a 4.7K resistor is necessary)

void setup(void)

{

Serial.begin(115200);

setup_wifi();

influx.setDb("esp8266_test");

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

setup_wifi();

}

// Sensor auslesen-------------------------------

Serial.println("Reading Sensor");

byte i;

byte present = 0;

byte type_s;

byte data[12];

byte addr[8];

float celsius, fahrenheit;

if ( !ds.search(addr))

{

ds.reset_search();

delay(250);

return;

}

if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7])

{

Serial.println("CRC is not valid!");

return;

}

// the first ROM byte indicates which chip

switch (addr[0])

{

case 0x10:

type_s = 1;

break;

case 0x28:

type_s = 0;

break;

case 0x22:

type_s = 0;

break;

default:

Serial.println("Device is not a DS18x20 family device.");

return;

}

ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0x44, 1); // start conversion, with parasite power on at the end

delay(1000);

present = ds.reset();

ds.select(addr);

ds.write(0xBE); // Read Scratchpad

for ( i = 0; i < 9; i++)

{

data[i] = ds.read();

}

// Convert the data to actual temperature

int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];

if (type_s) {

raw = raw << 3; // 9 bit resolution default

if (data[7] == 0x10)

{

raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];

}

else

{

byte cfg = (data[4] & 0x60);

if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7; // 9 bit resolution, 93.75 ms

else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // 10 bit res, 187.5 ms

else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms

}

celsius = (float)raw / 16.0;

// In Influx schreiben -------------------------------------------------

Serial.println("Send data");

InfluxData row("poolsensor");

row.addValue("temperature", celsius);

influx.write(row);

Serial.println("Disconnecting Wifi");

WiFi.disconnect();

delay(1);

ESP.deepSleep(900e6);

}

void setup_wifi() {

delay(1);

Serial.println();

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(WIFI_SSID);

WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected");

Serial.println("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

}

void loop(void)

{

}

Der ESP sendet dann alle 30 Minuten die Temperatur. Die Daten landen auf meinem Homeserver, wo ich sie dann mit Grafana visualisieren kann.

Visualisierung

Hier noch ein paar Beispieldaten über 7 Tage. In grün die Pooltemperatur und in gelb die Außentemperatur:

Lokale Hostnames in Pi-hole korrekt auflösen

19. September 2021 / jjk1 / Keine Kommentare

Seit einigen Jahren suchte ich schon nach einer Lösung, Hostnames im lokalen Netzwerk mit Pi-Hole korrekt aufzulösen. Nun bin ich selbst auf eine Lösung gekommen.

1. Möglichkeit: Conditional Forwarding

Diese Möglichkeit hatte ich einige Zeit, ich war damit aber nie so wirklich zufrieden, da immer hinter den Hostnames ein .fritz.box ergänzt werden musste, also z.B. raspberrypi.fritz.box.

Bei „Settings“ > „DNS“ > „Advanced settings“ muss man dazu folgende Punkte einstellen:

Unter „Never forward non-FQDNs“ und „Never forward reverse lookups for private IP ranges“ keinen Haken setzen.
Unter „Use Conditional Forwarding“ einen Haken setzen.
Den Bereich des lokalen Netzwerkes eingeben, zum Beispiel 192.168.178.0/24. /24 steht für x.x.x.1 bis x.x.x.255.
Die IP Adresse des DHCP Servers, meist der Router, eingeben, z.B. 192.168.178.1.
Als Local Domain Name verwende ich fritz.box

2. Möglichkeit: Der Router als einziger DNS Server

Diese Möglichkeit funktionierte bei mir schon besser. Bei „Settings“ > „DNS“ > „Advanced settings“ muss man dazu folgende Punkte einstellen:

In dem linken Kasten „Upstream DNS Servers“ alle Haken rausnehmen.
Im rechten Kasten „Upstream DNS Servers“ Als Custom 1 und Custom 3 die IP Adressen (IPV4 und IPV6) der Fritzbox bzw. des Routers eintragen.

Nun funktionieren die Hostnames wie gewohnt.

13″ Touchscreen Wandeinbau

17. August 2021 / jjk1 / 2 Kommentare

Ich habe jetzt seit Längerem einen 7″ Touchscreen bei mir in der Wand hängen. Der lief bis jetzt auch gut, aber er wurde mir zu klein. Deshalb hab ich mich auf die Suche nach einem Neuen gemacht und schließlich diesen 13″ Touchscreen von Waveshare gefunden und bestellt.

Materialliste

Display
HDMI Kabel mit Winkelstecker
Raspberry
Kühlkörper
3D Drucker und Filament für’s Gehäuse
ein paar Kleinigkeiten (Schrauben, Kabel, Lüsterklemme, …)
Werkzeug

Testaufbau

Nach deutlich verspäteter Lieferung Konnte ich den Touchscreen ausprobieren. Ein Netzteil hatte ich noch da, aber keinen passenden Stecker. Da musste dann eben der Lötkolben zum Einsatz kommen:

Im Wiki stand zwar, dass man die Auflösung einstellen muss, das war aber bei mir nicht der Fall. Das Display lief Plug and Play.

Software

Beim 7″ Touchscreen habe ich rpi-backlight genutzt, um den Bildschirm bzw. die Hintergrundbeleuchtung an- und auszuschalten. Hier verwende ich jetzt vcgencmd display_power 0 und vcgencmd display_power 1.

Als Oberfläche verwende ich, wie beim alten Display auch, eine selbst gebaute HTML Seite. Da ich jetzt deutlich mehr Platz habe, konnte ich hier auch mehr auf einmal darstellen. Die Seite gibts auf Github zum Download. Sie ist noch nicht fertig.

https://github.com/jjk4/displayoberflaeche

Das Gehäuse

Ein Problem, dass mich länger beschäftigt hat, was ein passendes Gehäuse. Bei dem alten 7″ Touchscreen passte ja dieses Gehäuse sehr gut, aber dieser Zufall war schon so zufällig, den gibts nicht zweimal. Also wollte ich das Gehäuse drucken.

Dieses Gehäuse ist dabei raus gekommen:

Gehäuse zum Download: https://www.thingiverse.com/thing:4934655

An den Ecken kann man eine Mutter einschmelzen und an der Rückseite gibt es eine Befestigungsmöglichkeit für den Raspberry (In meinem Fall ein Pi 3). Gedruckt sieht das Ganze dann so aus:

Da bei einem Teil das dünne Stück zerbrochen ist, hab ich noch schnell ein weiteres Teil gedruckt, dass nicht nur das abgebrochene wieder fixiert, sondern auch die beiden Teile zusammenhält:

Bilder vom Einbau

RaspberryPi als Überwachungskamera

12. August 2021 / jjk1 / Keine Kommentare

Hier möchte ich dir gerne zeigen, wie ich mit einem Raspberry Pi eine Überwachungskamera gebaut habe und wie auch du das machen kannst.

Hardware

Materialliste

Raspberry: Ein Raspberry Pi Zero ist klein, günstig und verbraucht nur wenig Strom. Er ist aber auch in der Leistung stark beschränkt. Bei HD Auflösung (1280×720) hat er bei mir bei Bewegungserkennung und beim Speichern der Bilder ca. 1FPS erreicht. Das reicht mir aus. Wer mehr braucht, sollte lieber zu einem Raspberry Pi 4 greifen.

Netzteil: Ich verwende hier ein Hutschienennetzteil (Für den Pi4 hier). Wer lieber eines mit Stecker (Für den Pi4 hier) mag, kann das auch verwenden.

Kühlung: Da bei einer Videoübertragung und Bewegungserkennung der RPi ganz schön viel zu tun hat, ist eine Kühlung auf jeden Fall sinnvoll. Ich verwende diese Kühlkörper (Für den Pi4 hier). Da auch der USB Stick ziemlich heiß wurde und ich vom RPi Zero noch den kleinen Kühlkörper übrig hatte, habe ich diesen zum Kühlen des USB Sticks genutzt. In eine normale USB-Buchse passt er dann aber nicht mehr.

SD Karte: Ich verwende diese hier. 16 GB sind für das Projekt völlig ausreichend. Theoretisch würden auch weniger reichen, kleinere SD Karten kosten aber fast genau so wenig.

Kameramodul: Hier hat man eine große Auswahl. Ob mit Weitwinkel, Infrarot, gleich beidem, in extrem klein oder in High Quality (nicht für den Pi Zero zu empfehlen). Es gibt aber auch sehr günstige Kameras wie diese hier, die absolut ausreichend sind.

Flachbandkabel: Die meisten Kameras kommen bereits mit einem Kabel. Da Raspberry Pi Zero aber einen kleineren CSI Anschluss hat, braucht man dafür ein Adapterkabel.

USB Stick: Wenn Aufnahmen gespeichert werden sollen, macht man das wegen der begrenzten Haltbarkeit am besten nicht auf der SD Karte. Stattdessen kann man einen USB Stick verwenden oder die Aufnahmen auf einem NAS speichern. Ich verwende diesen Stick.

Adapter für USB-Stick: Da der Raspberry Pi Zero nur einen Micro USB Anschluss hat, braucht man für den USB Stick einen Adapter. Ich verwende diesen hier.

Gehäuse: Hier gibt es auch sehr viel Auswahl. Es gibt das offizielle Raspberry Pi Zero Gehäuse, welches schon eine Aussparung für eine Kamera hat, aber ich verwende gerne Kamera Dummys. Diese sehen dann nicht nur aus wie echte Kameras, sondern lassen sich auch gut einstellen.

Zusammengerechnet komme ich dann nach aktuellem Stand auf ca. 60€.

Zusammenbau

Zum Zusammenbau braucht man nicht viel sagen. Alles kommt in den Stecker, wo es reinpasst ;). Zusammengebaut sieht die Kamera (ohne Gehäuse) so aus:

Einbau in das Gehäuse

Meine Kamera soll in einen Kameradummy. Ich habe diese hier verwendet. Vermutlich sind aber die meisten Kamera Dummys auf eBay sehr ähnlich, wenn nicht sogar gleich. Er lies sich sehr gut zerlegen. Das sieht dann so aus:

Das Schutzglas lässt sich ebenfalls noch ausbauen. So kann man es reinigen. Die Kameralinse und die LED werden nicht benötigt. Zwischen den beiden Hälften des Gehäuses lässt sich sehr gut eine Kunststoffplatte befestigen. Auf dieser habe ich dann den Raspberry festgeschraubt.

Hinter der Platte mit den IR LED Attrappen kann man mit Heißkleber die Kamera befestigen. Das sieht dann so aus:

Jetzt muss nur noch alles wieder zusammengebaut werden. Der Raspberry hängt bei mir in der unteren Kamerahälfte, da es wegen dem Batteriefach oben sehr eng wird.

Von vorne sieht die Kamera dann so aus:

Software

Installation des Images

Als Software für die Überwachungskamera verwende ich Motioneye OS. Das ist eine für verschiedene Einplatinencomputer optimierte Linuxdistribution, mit der man sehr einfach und benutzerfreundlich Überwachungskameras bauen kann.

Nachdem das Image heruntergeladen und mit z. B. dem Raspberry Pi Imager auf die SD Karte gespielt wurde, muss noch das WLAN, falls vorhanden eingestellt werden. Erstelle dazu auf der kleineren der beiden Partitionen auf der SD Karte (boot Partition) eine Datei mit dem Namen „wpa_supplicant.conf“. Diese Datei braucht folgenden Inhalt:

country=DE
update_config=1
ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant

network={
    scan_ssid=1
    ssid="WLAN NAME"
    psk="MEINTOLLESSUPERSICHERESPASSWORT"
}

country=DE

update_config=1

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant

network={

scan_ssid=1

ssid="WLAN NAME"

psk="MEINTOLLESSUPERSICHERESPASSWORT"

}

Die SSID und das Passwort müssen natürlich angepasst werden.

Konfiguration von Motioneye

Nach dem Booten und aufrufen der IP im Browser sieht man direkt das Bild der Kamera:

Um weitere Einstellungen vorzunehmen, muss man sich aber anmelden. Das geht über den „switch user“ Button oben links. Der Benutzername ist „admin“ und das Passwort muss leer gelassen werden.

Jetzt kann man im seitlichen Menü alle möglichen Einstellungen vornehmen. Diese sind meist selbsterklärend, trotzdem gibt es noch neben jeder Einstellung ein ?, welches die Einstellung noch mal erklärt. Meine Einstellungen sehen so aus:

Wenn man auf den Livestream und anschließend auf das „Foto“ Icon klickt, kann man sich Kameraaufnahmen anschauen:

Homeserver mit dem RaspberryPi

24. Juli 2021 / jjk1 / Ein Kommentar

Hier möchte ich dir meinen kleinen Homeserver vorstellen.

Hardware

Materialliste

RaspberryPi 4 4GB
Netzteil
SSD
Gehäuse/Adapter für SSD
SD Karte
„Serverschrank“
Breakout Board
8 Kanal Relais Karte
Kühler
Kabel für GPIO (in meinem Fall ein altes IDE Kabel)
Modbus USB Adapter
Display mit I2C Platine
Überspannungsschutz
Stromzähler Shellcount 2
Alte externe HDD
Mehrfachstecker
Kabel, Klemmen, Hutschiene, Kabelkanäle

Zusammenbau

Achtung: Arbeiten an 230V darf nur von Elektrofachpersonal durchgeführt werden!

Klemmen und Relaiskarte — Bilder vom Zusammenbau

Versorgt wird der ganze Homeserver mit 230V. Diese gehen zuerst durch den Zähler, dann an eine Steckdose, an der der Überspannungsschutz und dann ein Mehrfachstecker angeschlossen ist. An dieser hängt das Netzteil für den Pi und das Netzteil für die HDD. Das 5V Netzteil hat zwei Ausgänge, einen verwende ich nur für den Pi, den anderen für alles andere.

Das Display ist mit 3,3V und I2C (Pin 3 und 5) angeschlossen. Onewire Sensoren, die die Temperatur der Wärmepumpe kontrollieren sind ebenfalls mit 3,3V und Onewire (Standard Pin 7) angeschlossen. Die Relais laufen mit 5V und beliebigen GPIOs. Die S0 Schnittstelle des Stromzählers ist an einen freien GPIO angeschlossen. Die HDD, SSD und der Modbus Adapter, der Stromzähler überwacht sind per USB angeschlossen (HDD und SSD an USB3, Modbus an USB2).

Ganzer Server Tür zu — Bilder vom fertigen Homeserver (mangels Tageslicht etwas unscharf)

Ganzer Server — Bilder vom fertigen Homeserver (mangels Tageslicht etwas unscharf)

Software

Zur Software möchte ich gar nicht so viel sagen. Auf dem Raspberry läuft Raspbian 10 und:

Nextcloud
InfluxDB
Pihole
Wireguard
Webserver, u.A. für diese Webseite
Grafana
Minetest
Samba Server
Webmin
kleinere Skripte von mir, die verschiedene Werte (Modbus, Netzwerk, 1Wire) auslesen, verarbeiten, speichern und je nach Wert Relais schalten)
Und bestimmt noch ein paar weitere, die ich jetzt vergessen hab

LCD Display

Zu einem Punkt möchte ich doch noch weiter ins Detail gehen. Für das Display verwende ich folgendes Skript: klick. Ein Video dazu gibt es hier:

Statusdisplay für meinen Homeserver

Dieses Video auf YouTube ansehen

SDM630 Modbus Zähler auslesen

1. Juni 2021 / jjk1 / 6 Kommentare

In diesem Tutorial zeige ich dir, wie du mit einem RaspberryPi (oder auch jedem anderen Linux Rechner) einen SDM630 Modbus Zähler auslesen kannst. Das Tutorial soll eher eine Grundlage für ein eigenes Projekt sein. Fertige Software gibt es genug, wie zum Beispiel Smartmeter.

Hardware

SDM630 Stromzähler (z.B. diesen hier)
Modbus USB Adapter (z.B. diesen hier)
Kabel
2x 150 Ohm Widerstand

An der oberen Klappe des Zählers gibt es u.A. die Anschlüsse A+ und B-. Diese werden mit den Klemmen A und B am Adapter verbunden. Ein Abschlusswiderstand von 150 Ohm kommt an die Endes des Bus bzw. an das letzte und erste Gerät. Da ich nur 2 Geräte habe, ist das der Zähler und der USB Adapter.

Am Bus können theoretisch mehrere Zähler parallel angeschlossen werden.

Software

Einstellungen am Zähler

Am Zähler müssen für den Modbus verschiedene Einstellungen vorgenommen werden. Das geht bei meinem Zähler so:

Lange die Taste E drücken
Passwort eingeben (Standard: 1000)
Lange die Taste E drücken
Es erscheint „Set Addr“
Durch langes Drücken der Taste E die Einstellung wählen und mit den Pfeilen die Adresse ändern. Durch langes Drücken der Taste E die Einstellung Verlassen
Mit den Pfeilen die Einstellungen „Set baud“, „Set Pari“ und „Set Stop“ wählen und ebenfalls einstellen

Die Adresse ist dazu das, das Gerät im Bus zu identifizieren. Wenn du nur ein Gerät hast, kannst du die Adresse bei 1 lassen, wenn du mehrere hast, den Geräten entsprechend unterschiedliche Adressen geben.

Die Baudrate ist einfach gesagt die Übertragungsgeschwindigkeit. Bei höherer Baudrate ist aber nur eine kürzere Kabellänge möglich.

Parität benutze ich keine, also „none“

Der Stop-Bit kann auf 1 gelassen werden

Mit Skript Werte auslesen

Neben den Einstellungen die du vorher vorgenommen hast, brauchst du noch einen weiteren Wert: Den USB Port. Durch ausprobieren ist man hier ziemlich erfolgreich. Mit ls /dev/ttyUSB* kannst du dir alle Ports anzeigen lassen. In meinem Fall gab es nur einen einzigen.

Mein Code sieht folgendermaßen aus:

import minimalmodbus

instrument = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', 1)  # port name, slave address (in decimal)
input_register = {
    "Spannung_L1": {
        "port": 0, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Spannung_L2": {
        "port": 2, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Spannung_L3": {
        "port": 4, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Strom_L1": {
        "port": 6, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Strom_L2": {
        "port": 8, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Strom_L3": {
        "port": 10, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Wirkleistung_L1": {
        "port": 12, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
    "Wirkleistung_L2": {
        "port": 14, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
    "Wirkleistung_L3": {
        "port": 16, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
    "Scheinleistung_L1": {
        "port": 18, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
    "Scheinleistung_L2": {
        "port": 20, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
    "Scheinleistung_L3": {
        "port": 22, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
    "Blindleistung_L1": {
        "port": 24, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
    "Blindleistung_L2": {
        "port": 26, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
    "Blindleistung_L3": {
        "port": 28, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
    "Leistungsfaktor_L1": {
        "port": 30, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
    "Leistungsfaktor_L2": {
        "port": 32, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
    "Leistungsfaktor_L3": {
        "port": 34, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
    "Phasenwinkel_L1": {
        "port": 36, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},
    "Phasenwinkel_L2": {
        "port": 38, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},
    "Phasenwinkel_L3": {
        "port": 40, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},
    "Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {
        "port": 42, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {
        "port": 46, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "aktueller_Gesamtstrom": {
        "port": 48, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "aktuelle_Gesamtwirkleistung": {
        "port": 52, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
    "aktuelle_Gesamtscheinleistung": {
        "port": 56, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
    "aktuelle_Gesamtblindleistung": {
        "port": 60, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},
    "aktueller_Gesamtleistungsfaktor": {
        "port": 62, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},
    "aktueller_Gesamtphasenwinkel": {
        "port": 66, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Frequenz": {
        "port": 70, "digits": 2, "Unit": "Hz", "use": True},
    "Import_Wh_seit_reset": {
        "port": 72, "digits": 2, "Unit": "kWh", "use": True},
    "Export_Wh_seit_reset": {
        "port": 74, "digits": 2, "Unit": "kWH", "use": True},
    "Import_VArh_seit_reset": {
        "port": 76, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},
    "Export_VArh_seit_reset": {
        "port": 78, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},
    "VAh_seit_reset": {
        "port": 80, "digits": 2, "Unit": "kVAh", "use": True},
    "Ah_seit_reset": {
        "port": 82, "digits": 2, "Unit": "Ah", "use": True},
    "Gesamtwirkleistung": {
        "port": 84, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
    "Max_Gesamtwirkleistung": {
        "port": 86, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},
    "Gesamtscheinleistung": {
        "port": 100, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
    "Max_Gesamtscheinleistung": {
        "port": 102, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},
    "Gesamtstrom_Neutralleiter": {
        "port": 104, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Max_Strom_Neutralleiter": {
        "port": 106, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Spannung_L1_L2": {
        "port": 200, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Spannung_L2_L3": {
        "port": 202, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Spannung_L3_L1": {
        "port": 204, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Durchschnittsspannung_L_L": {
        "port": 206, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},
    "Strom_Neutralleiter": {
        "port": 224, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "THD_Spannung_L1": {
        "port": 234, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Spannung_L2": {
        "port": 236, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Spannung_L3": {
        "port": 238, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Strom_L1": {
        "port": 240, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Strom_L2": {
        "port": 242, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Strom_L3": {
        "port": 244, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {
        "port": 248, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {
        "port": 250, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "Strom_L1_demand": {
        "port": 258, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Strom_L2_demand": {
        "port": 260, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Strom_L3_demand": {
        "port": 262, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Max_Strom_L1_demand": {
        "port": 264, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Max_Strom_L2_demand": {
        "port": 266, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "Max_Strom_L3_demand": {
        "port": 268, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},
    "THD_Spannung_L1_L2": {
        "port": 334, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Spannung_L2_L3": {
        "port": 336, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Spannung_L3_L1": {
        "port": 338, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_L_L": {
        "port": 340, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},
    "Total_kwh": {
        "port": 342, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Total_kvarh": {
        "port": 344, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Import_L1_kwh": {
        "port": 346, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Import_L2_kwh": {
        "port": 348, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Import_L3_kwh": {
        "port": 350, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Export_L1_kwh": {
        "port": 352, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Export_L2_kwh": {
        "port": 354, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Export_L3_kwh": {
        "port": 356, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Gesamtstrom_L1_kwh": {
        "port": 358, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Gesamtstrom_L2_kwh": {
        "port": 360, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Gesamtstrom_L3_kwh": {
        "port": 362, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},
    "Import_L1_kvarh": {
        "port": 364, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Import_L2_kvarh": {
        "port": 366, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Import_L3_kvarh": {
        "port": 368, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Export_L1_kvarh": {
        "port": 370, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Export_L2_kvarh": {
        "port": 372, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Export_L3_kvarh": {
        "port": 374, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Total_L1_kvarh": {
        "port": 376, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Total_L2_kvarh": {
        "port": 378, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
    "Total_L3_kvarh": {
        "port": 380, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},
}

for key in input_register:
	if input_register[key]["use"] == True:
		print(key + ": " + str(round(instrument.read_float(functioncode=4, registeraddress=input_register[key]["port"], number_of_registers=input_register[key]["digits"]), 2)) + input_register[key]["Unit"])

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

176

177

178

179

import minimalmodbus

instrument = minimalmodbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', 1) # port name, slave address (in decimal)

input_register = {

"Spannung_L1": {

"port": 0, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L2": {

"port": 2, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L3": {

"port": 4, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Strom_L1": {

"port": 6, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L2": {

"port": 8, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L3": {

"port": 10, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Wirkleistung_L1": {

"port": 12, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Wirkleistung_L2": {

"port": 14, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Wirkleistung_L3": {

"port": 16, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Scheinleistung_L1": {

"port": 18, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Scheinleistung_L2": {

"port": 20, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Scheinleistung_L3": {

"port": 22, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Blindleistung_L1": {

"port": 24, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"Blindleistung_L2": {

"port": 26, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"Blindleistung_L3": {

"port": 28, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"Leistungsfaktor_L1": {

"port": 30, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"Leistungsfaktor_L2": {

"port": 32, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"Leistungsfaktor_L3": {

"port": 34, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"Phasenwinkel_L1": {

"port": 36, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},

"Phasenwinkel_L2": {

"port": 38, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},

"Phasenwinkel_L3": {

"port": 40, "digits": 2, "Unit": "Grad", "use": True},

"Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {

"port": 42, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {

"port": 46, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"aktueller_Gesamtstrom": {

"port": 48, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"aktuelle_Gesamtwirkleistung": {

"port": 52, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"aktuelle_Gesamtscheinleistung": {

"port": 56, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"aktuelle_Gesamtblindleistung": {

"port": 60, "digits": 2, "Unit": "VAr", "use": True},

"aktueller_Gesamtleistungsfaktor": {

"port": 62, "digits": 2, "Unit": "", "use": True},

"aktueller_Gesamtphasenwinkel": {

"port": 66, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Frequenz": {

"port": 70, "digits": 2, "Unit": "Hz", "use": True},

"Import_Wh_seit_reset": {

"port": 72, "digits": 2, "Unit": "kWh", "use": True},

"Export_Wh_seit_reset": {

"port": 74, "digits": 2, "Unit": "kWH", "use": True},

"Import_VArh_seit_reset": {

"port": 76, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},

"Export_VArh_seit_reset": {

"port": 78, "digits": 2, "Unit": "kVArh", "use": True},

"VAh_seit_reset": {

"port": 80, "digits": 2, "Unit": "kVAh", "use": True},

"Ah_seit_reset": {

"port": 82, "digits": 2, "Unit": "Ah", "use": True},

"Gesamtwirkleistung": {

"port": 84, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Max_Gesamtwirkleistung": {

"port": 86, "digits": 2, "Unit": "W", "use": True},

"Gesamtscheinleistung": {

"port": 100, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Max_Gesamtscheinleistung": {

"port": 102, "digits": 2, "Unit": "VA", "use": True},

"Gesamtstrom_Neutralleiter": {

"port": 104, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_Neutralleiter": {

"port": 106, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Spannung_L1_L2": {

"port": 200, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L2_L3": {

"port": 202, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Spannung_L3_L1": {

"port": 204, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Durchschnittsspannung_L_L": {

"port": 206, "digits": 2, "Unit": "V", "use": True},

"Strom_Neutralleiter": {

"port": 224, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"THD_Spannung_L1": {

"port": 234, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L2": {

"port": 236, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L3": {

"port": 238, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Strom_L1": {

"port": 240, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Strom_L2": {

"port": 242, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Strom_L3": {

"port": 244, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_N": {

"port": 248, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Durchschnittlicher_Strom_zu_N": {

"port": 250, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"Strom_L1_demand": {

"port": 258, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L2_demand": {

"port": 260, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Strom_L3_demand": {

"port": 262, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_L1_demand": {

"port": 264, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_L2_demand": {

"port": 266, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"Max_Strom_L3_demand": {

"port": 268, "digits": 2, "Unit": "A", "use": True},

"THD_Spannung_L1_L2": {

"port": 334, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L2_L3": {

"port": 336, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Spannung_L3_L1": {

"port": 338, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"THD_Durchschnittliche_Spannung_zu_L_L": {

"port": 340, "digits": 2, "Unit": "%", "use": True},

"Total_kwh": {

"port": 342, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Total_kvarh": {

"port": 344, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Import_L1_kwh": {

"port": 346, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Import_L2_kwh": {

"port": 348, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Import_L3_kwh": {

"port": 350, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Export_L1_kwh": {

"port": 352, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Export_L2_kwh": {

"port": 354, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Export_L3_kwh": {

"port": 356, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Gesamtstrom_L1_kwh": {

"port": 358, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Gesamtstrom_L2_kwh": {

"port": 360, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Gesamtstrom_L3_kwh": {

"port": 362, "digits": 2, "Unit": "kwh", "use": True},

"Import_L1_kvarh": {

"port": 364, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Import_L2_kvarh": {

"port": 366, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Import_L3_kvarh": {

"port": 368, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Export_L1_kvarh": {

"port": 370, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Export_L2_kvarh": {

"port": 372, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Export_L3_kvarh": {

"port": 374, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Total_L1_kvarh": {

"port": 376, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Total_L2_kvarh": {

"port": 378, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

"Total_L3_kvarh": {

"port": 380, "digits": 2, "Unit": "kvarh", "use": True},

}

for key in input_register:

if input_register[key]["use"] == True:

print(key + ": " + str(round(instrument.read_float(functioncode=4, registeraddress=input_register[key]["port"], number_of_registers=input_register[key]["digits"]), 2)) + input_register[key]["Unit"])

In Zeile 1 wird das Modbus Modul von Python importiert. Dieses musst du vielleicht noch installieren:

$ pip3 install minimalmodbus

1	$ pip3 install minimalmodbus

In der nächsten Zeile wird das Gerät initialisiert. Hier musst du evtl. noch den USB Port und die Modbus Adresse ändern. Danach gibt es einen sehr langen Part, durch den das Skript später weiß, welcher Wert welche Nummer und welche Einheit hat. Durch das „use“ kann festgelegt werden, ob der Wert verwendet werden soll oder nicht. Dazu einfach den Wert auf True bzw. False setzen. In Zeile 177 befindet sich eine for Schleife, die einmal für jeden Wert ausgeführt wird. Zeile 178 prüft, ob der Wert verwendet werden soll. Alles danach (Einrückungen nicht vergessen) kannst du jetzt frei programmieren. In meinem Beispiel werden alles Daten einfach nur per print ausgegeben. Die Zeile

instrument.read_float(functioncode=4, registeraddress=input_register[key]["port"], number_of_registers=input_register[key]["digits"])

1	instrument.read_float(functioncode=4, registeraddress=input_register[key]["port"], number_of_registers=input_register[key]["digits"])

gibt den Wert zurück (der, bei der die for Schleife gerade ist). Mit

input_register[key]["Unit"]

1	input_register[key]["Unit"]

bekommst du die Einheit.

Dieses Codebeispiel schreib zum Beispiel die Daten in eine Influx Datenbank.

Und jetzt viel Spaß beim Programmieren!