PiEM - Ferarris Stromzähler, Gaszähler und Wasseruhr auslesen

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    Vorab zur Info: Alle Erweiterungen, Ergänzungen und Änderungen am Projekt werden in diesem ersten Beitrag veröffentlicht. Man muss also nicht den gesamten Faden (falls es mal einer werden sollte) lesen, um alle Infos zu erhalten.
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    Ferarris Stromzähler, Gaszähler und Wasseruhr auslesen


    Ziel des Projektes ist es, eine grafische Übersicht über den Stromverbrauch zu erhalten, um eine Optimierung des Stromverbrauchs und der Geräte vornehmen zu können. Ebenso kann die Hardware in leicht abgeänderter Form auch zum Auslesen eines Gaszählers oder einer Wasseruhr genutzt werden. (Plan B)


    Da ich immer noch nicht programmieren kann, ist auch dieses Projekt eine Gemeinschaftsproduktion mit Dirk Weyand. So konnte die Hardware optimal an die Software angepasst werden, bzw. umgekehrt.


    Nach eingehender Recherche im Internet habe ich einige Schaltungsvorschläge nachgebaut, die alle mehr oder weniger zuverlässig waren. Die einen haben gelegentlich den Durchlauf des roten Balkens „übersehen“, die anderen haben einen roten Balken gesehen, wo gar keiner ist. Wieder andere Schaltungen orientieren sich am S0 Bus, was für meinen Einsatzzweck nicht nötig ist. Daher habe ich mich dazu entschlossen, eine etwas andere Schaltung zu bauen.


    Die entworfene Schaltung erkennt zuverlässig und sofern der Sensor exakt positioniert ist, fehlerfrei den Durchlauf des roten Balkens. Das so detektierte Signal wird aufbereitet und über eine fest eingestellte Zeit an den GPIO übertragen. So ist es für die Software möglich, das Signal sauber zu identifizieren.


    Wie bereits beim Projekt „PiUS – Die Zisterne sendet Daten zum Wasserstand“ ist der Teil der Software, der die Daten in eine Datei schreibt, im Rahmen von Donationware als Open Source nutzbar. Daher werde ich in diesem Beitrag die jeweils aktuelle Version veröffentlichen. Hierzu eine persönliche Anmerkung: Der Autor gibt sich wirklich viel Mühe und steckt viel Zeit in das Projekt, daher sollten diejenigen, die das Script nutzen, zumindest eine kleine Spende für seine Kaffeekasse springen lassen.


    Wer Interesse an der fertig in ein Gehäuse gebauten, getesteten und somit einsatzbereiten Hardware hat, kann mir gerne eine PN senden. Ich habe noch einige Teile hier liegen und könnte noch ein paar Schaltungen aufbauen. Das macht den Tisch leerer und erleichtert die Anschaffung neuer Hardware für künftige Projekte.


    Die Fotos zeigen sowohl den ersten Entwurf auf dem Breadbord als auch die in ein Gehäuse gebaute Schaltung mit einer zum Größenvergleich daneben liegenden AA Zelle. Den Sensor habe ich provisorisch in ein Loch einer Plexiglasscheibe gesteckt. Da ich keine passendes Stück Plexiglas hatte, habe ich ein altes RasPi Gehäuse genommen. Die Plexiglasscheibe ist 3mm stark und darf nur so weit ausgefeilt werden, dass der Sensor stramm hineinpasst. Ist das Loch größer, sollte der Sensor angeklebt werden, damit er plan auf der Frontscheibe des Zählers aufliegt. Ist der Sensor einmal richtig ausgerichtet, erkennt er zuverlässig den Durchlauf des roten Balkens.


    Der Sensor sollte mit der Schrift nach unten montiert werden und möglichst exakt plan auf dem Zähler aufliegen, so dass die Scheibe mittig zum Sensor liegt. Zur Justage der Schaltung muss das Poti (Drehwinkel 270 Grad) vorsichtig ganz nach rechts (Uhrzeigersinn) gedreht werden. Danach wird es so lange langsam nach links gedreht, bis die grüne LED für 2 Sekunden leuchtet. Dann wieder einen Hauch zurück nach rechts. Nun sollte die Einstellung passen und die LED bei jedem Durchlauf des roten Balkens aufleuchten. Nicht aufleuchten sollte die LED, wenn der silberne Bereich der Scheibe durchläuft. Sollte dies doch der Fall sein, muss die Justage nochmals vorgenommen werden.


    Ich habe beide Schaltungen innerhalb von 5 Minuten zuverlässig justiert. Es ist also kein großer Aufwand. Einmal so eingestellt läuft die Schaltung zuverlässig.


    Die beigefügte Grafik zeigt exemplarisch den Stromverbrauch über etwas mehr als 24 h.


    Inzwischen habe ich erfolgreich zwei verschiedene Bauarten von Wasserzählern auslesen können. Dies ist zwar nicht ganz so einfach wie beim Stromzähler, aber es funktioniert mit dieser Schaltung ebenso gut, wenn der Sensor erst einmal richtig positioniert und das Poti passend eingestellt wurde.


    Die angehangene Datei wird nach /home/pi/piem/ kopiert, bzw. die r3 nach /home/pi/piem/bin/


    Die Datei r3 bitte von hier herunterladen: http://www.tgd-consulting.de/REBOL/r3-RPi.tar


    Das Script wir gestartet mit cd /home/pi/piem && nohup sudo ./bin/r3 PiEMZaehler.r &


    FAQ:


    Ist der Sensor empfindlich gegen Fremdlich?
    Der Sensor scheint empfindlich auf Fremdlicht zu reagieren. Beim Einschalten der Neonröhre, die sich über dem Sensor befindet, gibt es Ausschläge in der Grafik. Beim direkten Einfall von Tageslicht ist eine Kalibrierung sehr schlecht möglich. Diese nimmt man am besten bei indirekter Beleuchtung oder in der Dämmerung vor.


    Welche Daten werden benötigt, wenn ich die Schaltung kaufen möchte?
    Benötigt wird die Angabe der Kabellänge vom Sensor zum Gehäuse und die Kabellänge vom Gehäuse zum Raspberry Pi. Auch muss im Vorfeld geklärt werden, ob mindestens 15 mm Platz zwischen Zählerfront und Schranktür sind, damit der Sensor montiert werden kann. Wichtig ist auch die Angabe der U/kWh, die auf dem Zähler aufgedruckt ist. Sofern dort 96 U/kWh oder mehr steht, muss durch Inbetriebnahme von Großverbrauchern (Mikrowelle, Fön, Herd, etc.) einmalig getestet werden, wie lange in etwa eine Umdrehung der Zählerscheibe dauert.


    Was wird das Gerät kosten?
    Dazu kann ich erst am Ende der Woche etwas sagen, wenn ich einen Gesamtüberblick habe. Ich schätze es werden rund 39 Euro sein.


    Was bekomme ich für mein Geld?
    Erstellt wird die Schaltung mit den gewünschten Kabellängen. Sie ist getestet und sauber in ein Gehäuse verbaut. Der Sensor ist bereits in eine ca. 60 x 80 mm große Plexiglasscheibe eingesetzt, die nur noch auf dem Zähler montiert werden muss. Das Kabel zum Raspberry ist mit einem Stecker versehen, der auf die GPIO Pins 4,6,8 (5V, GND, GPIO 14) gesteckt wird. Es fallen also keine Lötarbeiten an. Sollte GPIO 14 belegt sein, muss dies im Vorfeld geklärt werden.


    Was ist, wenn ich einen anderen GPIO nutzen möchte?
    Wenn ich das vorher weiß, installiere ich einen Doppelstecker für die Stromversorgung und einen einfachen Stecker für den abgesetzten GPIO.


    Wie sind die Kabelfarben zugeordnet?
    Das Kabel besteht aus drei Leitungen:
    grün - Pluspol
    braun - Minuspol
    weiss - Signal


    Wie wird die Schaltung justiert?
    Dazu schrieb ich etwas weiter oben im Text:
    Der Sensor sollte mit der Schrift nach unten montiert werden und möglichst exakt plan auf dem Zähler aufliegen, so dass die Scheibe mittig zum Sensor liegt. Zur Justage der Schaltung muss das Poti (Drehwinkel 270 Grad) vorsichtig ganz nach rechts (Uhrzeigersinn) gedreht werden. Danach wird es so lange langsam nach links gedreht, bis die grüne LED für 2 Sekunden leuchtet. Dann wieder einen Hauch zurück nach rechts. Nun sollte die Einstellung passen und die LED bei jedem Durchlauf des roten Balkens aufleuchten. Nicht aufleuchten sollte die LED, wenn der silberne Bereich der Scheibe durchläuft. Sollte dies doch der Fall sein, muss die Justage nochmals vorgenommen werden.



    edit 03.06.2014: Der zweite Zähler wurde provisorisch mit der Schaltung bestückt und Fotos hinzugefügt.


    edit 09.06.2014: Aktuelle Version der Software 0.3.2 veröffentlicht, FAQ erweitert, aktuelle Grafik angehangen.


    edit 11.06.2014: Aktuelle Version 0.3.3 der Software veröffentlicht, erstmalig Wasserzähler ausgelesen


    edit 12.06.2014: Aktuelle Version 0.4.1 der Software veröffentlicht

  • Super Sache! Ich habe ebenfalls schonmal angefangen den Ferrariszähler auszulesen. Leider wurden selbst die kleinen Ritzen auf der Drehscheibe erkannt so dass fast ein dauersignal gesendet wurde. Ich wäre hier primär an deiner Schaltung sowie den verwendeten Bauteilen interessiert .


    Viele Grüße!:helpnew:

  • wo ist der Schaltplan ?


    Teile habe ich genug.....

    lasst die PIs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr

  • Ich bin relativ spartanisch an die Sache ran und habe den folgenden Aufbau gewählt:


    http://www.strippenstrolch.de/…-reflexkoppler-cny70.html


    Die Datenübermittlung wird über 433 mhz zum Pi realisiert. Bis jetzt funktioniert es auch, allerdings werden Teilweise die Einkerbungen der Scheibe ebenfalls erkannt.


    Ich bin also sehr an deinem Schaltplan interessiert um endgültig verwendbare Signale zu erhalten.


    Viele Grüße

  • 68 Ohm ist schon ziemlich wenig. Vielleicht entstehen die Fehler durch Lichtreflexe? Probier es doch statt dessen mal mit 100 oder 120 Ohm. Wichtig ist, dass der Sonsor so plan wie möglich auf dem Zähler aufliegt und exakt ausgerichtet ist. Ich verwende dazu eine Plexiglasscheibe, die ich entsprechend ausgefräst habe. Ansonsten wird mMn keine Schaltung fehlerfrei laufen.


  • 68 Ohm ist schon ziemlich wenig. Vielleicht entstehen die Fehler durch Lichtreflexe? Probier es doch statt dessen mal mit 100 oder 120 Ohm. Wichtig ist, dass der Sonsor so plan wie möglich auf dem Zähler aufliegt und exakt ausgerichtet ist. Ich verwende dazu eine Plexiglasscheibe, die ich entsprechend ausgefräst habe. Ansonsten wird mMn keine Schaltung fehlerfrei laufen.


    es gab mal die Meldung das einiger CNY70 an der Empfängerseite verpolt waren ! unbedingt beide Richtungen testen ! wie sich das Empfangverhalten ändert, auch mit den Widerständen spielen auf der Empfangsseite !!!!


    50mA senden sind definitiv zu heftig ! und unnötig.

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    Einmal editiert, zuletzt von jar ()

  • Leider bekomm ich meine Schaltung einfach nicht zum laufen. Ich kann mich da nur nochmals wiederholen: Ich fände es spitze wenn du die Schaltung ggf. mit Stückteilliste veröffentlichen könntest. Viele Grüße

  • Hallo Neueinsteiger,
    auch ich würde mich über deinen Schaltplan und die Teileliste freuen ! :helpnew:
    Warum veröffentlichst du die nicht ? :s


    Wie sollen wir das sonst Nachbauen ? :s


    Oder sollen wir das lieber bei dir Bestellen ?


    Vielen Dank und Gruß aus HH


    :danke_ATDE:



    Stefan

  • Ich würde mich auch über eine Teileliste freuen. Ich habe bereits unzählige Schaltungen von google nachgebaut aber keine einzige hat funktioniert. Ich fände es toll wenn du deine Erfindung mit uns teilen würdest! Grüße Simon