Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge


hardware:controllers:ferrariszaehler_lesekopf_rpi_gpio

Ferrariszähler Lesekopf für Raspberry Pi

In vielen Haushalten wird ein Ferrariszähler vom Energieversorger eingesetzt. Auch bei Photovoltaikanlagen wurde / wird dieser als Einspeise- oder Summenzähler verbaut. Es sind zum Teil zwar auch S0-Ausgänge an den alten Ferrariszählern vorhanden, welche aber durch den Energieversorger verplombt wurden. Für einen Anschluss am Ferrariszähler S0-Ausgang muss daher ein Techniker anrücken. (im Raum SHK schlägt dies mit 180€ zu Buche).

Mit dem Ferrariszähler-Lesekopf für Raspberry Pi kann die Drehscheibe abgetastet und die Anzahl der Durchläufe der Rot- Markierung ermittelt werden. Somit kann der Techniker-Einsatz gespart werden.

Ein Test System ist hier zu finden (Photovoltaik Summenzähler).

Features

  • eine Leuchtdiodenanzeige, um den Lesekopf richtig auszurichten
  • Potenziometer zur Justage der Empfindlichkeit des Lesekopfs
  • Anschluss direkt am GPIO Port des Raspberry
  • Erfassung bis zu 8 S0- Kanäle über den GPIO Port möglich
  • durch doppelseitiges Klebeband jederzeit demontierbar

Die Java- Aplikation kann auch für die Erfassung von LED- / S0-Zähler Impulsen verwendet werden. → Doku folgt!

Stromlaufplan

Die Grundschaltung wurde von hier abgeleitet. Das Leiterplattenlayout wurde mit Target 3001 (Conrad Edition) erstellt und dort gefertigt.

Bestückungsplan

Durch die Verwendung der traditionellen HMD Löttechnik kann die Leiterplattenbestückung ohne spezielles Werkzeug erfolgen.

Ursprünglich vorgesehen war eine RJ12 Stecker und eine RJ12 6P6C Buchse. Aus Kostengründen und der Montagevereinfachung wurde dies jedoch beim fertigen Lesekopf weggelassen. Dies ist aber weiterhin auf der Platine vorgesehen.

Hier ist die Target3001 Datei hinterlegt, welche nur mit der kostenlosen Target Version von Conrad zu verwenden ist.

ferraris_zaehler_sensor_v02.t3000.tar.gz

61182c_gerbers.zip

Stückliste

Im „Modul-Gehäuse ABS“ müssen Ausparungen für den CNY70 (Vorderseite), die LED, den Spindeltrimmer und das Flachbandkabel vorgesehen werden.

Wer das Gehäuse und die Platine nicht selbst fertigen möchte, kann über die VZ-Mailing-Listen anfragen oder sich direkt an ronny[DOT]volksz[AT]gmail[DOT]com wenden.
Errinnerung: Stückliste muss noch um Pfostenstecker für GPIO Port ergänzt werden und das Klebeband! :!:

Software -> Anbindung an Volkszählermiddleware mit Java Applikation

Zur Datenerfassung wird eine Java-Applikation eingesetzt, die mit Hilfe der pi4j Bibliotheken den GPIO Port ereignisgesteuert überwacht, die Impulse über ein konfigurierbares Zeitintervall aufsummiert und an den lokalen VZ-Server sowie an einen externen Server überträgt.

Auf dem Raspberry muss die Java JRE installiert sein:

apt-get update && apt-get install openjdk-7-jre


Für die Installation von pi4j sind folgende Schritte nötig:

wget http://pi4j.googlecode.com/files/pi4j-0.0.5.deb
sudo dpkg -i pi4j-0.0.5.deb


Für Debugging-Zwecke wird log4j benutzt. Dies ist im Java s0_logger implementiert und muss daher mit installiert werden:

wget http://mirror.derwebwolf.net/apache/logging/log4j/2.0.2/apache-log4j-2.0.2-bin.tar.gz
tar -xzf apache-log4j-2.0.2-bin.tar.gz && rm apache-log4j-2.0.2-bin.tar.gz
mv apache-log4j-2.0.2-bin/ /opt/log4j


Der Java s0_logger:

Hier (v2.9.1 22.09.14) gibt es die compilierte Java Routine zum Abfragen der GPIO Ports.

mkdir /opt/s0_logger
cd /opt/s0_logger
wget http://wiki.volkszaehler.org/_media/hardware/controllers/ferraris_rpi/s0.jar.zip
unzip s0.jar.zip
ln -s /opt/log4j/log4j-1.2-api-2.0.2.jar /opt/log4j/log4j-api-2.0.2.jar /opt/log4j/log4j-core-2.0.2.jar /opt/pi4j/lib/pi4j-core.jar /opt/s0_logger/


Es müssen noch zwei Konfigurationsdateien im Verzeichniss „/opt/s0_logger/“ angelegt werden:

config.properties

## SERVER eigener Volkszaehler Remote-Server !nicht localhost!
serv.url=http://
serv.page=middleware.php/data/
serv.timeout=5600

## Datenbank local, middleware Volkszaehler (Hier nur das Unterverzeichniss angeben) (http://localhost/"Unterverzeichniss")
vz.page=volkszaehler.org/htdocs/middleware.php/data/
vz.timeout=5400

## GPIO Zuordnung für Java Aplikation
#	PIN 11:Port 0
#	PIN 12:Port 1
#	PIN 13:Port 2
#	PIN 15:Port 3
#	PIN 16:Port 4
#	PIN 18:Port 5
#	PIN 22:Port 6
#	PIN 7 :Port 7

## Hier sind die auszulesenden GPIO Ports zu aktivieren; der Port 0-7, aktiv 1 / inaktiv 0
gpio.ports=1,0,0,0,0,0,0

##Hier sind die Impulse/kWh ein zu tragen
s0.impulse=500,1000,1200,300,700,1500,900

#maximale Leistungen auf den Kanälen für Plausibilisierung in kW
s0.P_max=5.0,10,10,10,10,10,10,10

## S0 Volkszaehler UUID: Erzeugt über das Frontend des VZ, Typ S0-Impulse (z.B. Eklektrische Energie (S0-Impulse))
s0.uuid=XXX-XXX-XXX-XXX-XXX,XXX-XXX-XXX-XXX-XXX,XXX-XXX-XXX-XXX-XXX,XXX-XXX-XXX-XXX-XXX,XXX-XXX-XXX-XXX-XXX,XXX-XXX-XXX-XXX-XXX,XXX-XXX-XXX-XXX-XXX

## Intervall [s]: Intervall Akkumulierung, Datenübertragung
s0.interval=30

## Impulslänge [ms]: Mindestlänge S0-Impulse
## um Fehldetektionen des Ferraris Zähler zu verhindern muss hier eine minimale erforderliche Zeit in ms zwichen zwei Impulsen festgelegt werden.
s0.duration=100


log4j2.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> 
        <Configuration status="debug"> 
        <Properties> 
                <Property name="log-path">logs</Property> 
        </Properties> 
 
        <Appenders> 
                <RollingFile name="file-log" fileName="${log-path}/S0-Logger-info.log" filePattern="${log-path}/S0-LoggerX-info-%d{yyyy-MM-dd}.log"> 
                        <PatternLayout> 
                                <pattern>[%-5level] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %c{1} - %msg%n</pattern> 
                        </PatternLayout> 
                        <Policies> 
                                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1" modulate="true"/> 
                        </Policies> 
                </RollingFile> 
 
                <Console name="console" target="SYSTEM_OUT"> 
                        <PatternLayout pattern="[%-5level] %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %c{1} - %msg%n"/> 
                </Console> 
        </Appenders> 
        <Loggers> 
                <Logger name="de.solarautonomie" level="info" additivity="false"> 
                        <appender-ref ref="file-log" level="info"/> 
                </Logger> 
                <Root level="info" additivity="false"> 
                        <appender-ref ref="console"/> 
                </Root> 
        </Loggers> 
</Configuration>
Mittels Log-Level „info“ können die Programmschritte im Einzelnen überwacht werden; per „error“ kann das auf Fehlermeldungen reduziert werden.

—-
Zum automatischen Starten kann folgendes Script verwendet und über den Cronjob aufgerufen werden:

startS0.sh

#!/bin/bash
S0=$(pgrep -f "S0.jar" > /dev/null 2>&1 && echo "aktiv" || echo "inaktiv")
 
        if  [ $S0 == inaktiv ];
          then
	    java -Xmx64m -Djava.awt.headless=true -cp .:S0.jar:pi4j-core.jar:log4j-1.2-api-2.0.2.jar:log4j-api-2.0.2.jar:log4j-core-2.0.2.jar  de.solarautonomie.classS0_Sensor >S0-startup-log 2>&1 &
        fi
Also Startscript, log4j2.xml, config.properties und S0.jar liegen alle im gleichen Verzeichnis (/opt/s0_logger/).

Ausführbar machen:

 chmod a+x startS0.sh

crontab Beispiel

@reboot root (cd /Verzeichniss/wo/start/Script_liegt && ./startS0.sh)

GPIO Anschluss

Der Ferrariszähler Lesekopf benötig eine Versorgungsspannung von 5V. Daher ist es nötig, den RJ12 Buchsenkontakt 2 mit dem PIN 2 der GPIO-Leiste zu Verbinden (+5V). Der RJ12 Buchsenkontakt 4 muss mit dem PIN 6 der GPIO-Leiste verbunden werden (Ground).

Die CNY17 Ausgänge, RJ12 Buchsenkontakte 3 und 5, sind mit dem gewünschten GPIO-Port zu Verbinden. Wobei zu beachten ist, dass der RJ12 Buchsenkontakt 3 an das +3V Signal anzuschliesen ist und der RJ12 Buchsenkontakt 5 an einen der folgenden GPIO-Ports (=Ground):

GPIO Header GPIO Kanal
s0_logger
11 1
12 2
13 3
15 4
16 5
18 6
22 7
7 8

RJ12 Buchse GPIO Header Ader
Flachbandkabel
1 - -
2 +5V (2 / 4) gelb
3 +3V (1 / 17) grün
4 Ground (6 / 9 /
14 / 20 / 25)
rot
5 GPIO Kanal
s0_logger
braun
6 - -

Bild anklicken und vergrößern
um PIN Belegung zu sehen!

Montage am Zähler

Hier muss noch eine Beschreibung rein wie die Montage am Zähler erfolgt!

Bilder



hardware/controllers/ferrariszaehler_lesekopf_rpi_gpio.txt · Zuletzt geändert: 2014/10/15 08:59 von ronny_w