Schlagwort-Archive: Raspberry Pi

Raspberry Pi – DynDNS mit noip.com

Um auf dem Raspberry Pi Serverdienste anbieten zu können, die über das Internet erreichbar sind, steht vor dem Problem, das die meisten ISP (Internet Service Provider), insbesondere bei DSL-Anschlüssen, eine Zwangstrennung vornehmen und somit die IP-Adresse im Internet wechselt.
Um das Problem zu umgehen bieten DynDNS Anbieter die Möglichkeit eine DNS Adresse (z.B. meinraspi.ddns.net) zu registrieren, die über eine Software auf dem Router oder eben dem Raspberry Pi immer mit der aktuell gültigen IP Adresse aktualisiert wird. Das Tutorial beschreibt das Vorgehen für den DynDNS Anbieter noip.com. Er bietet kostenlose DynDNS Adressen und einen Client der auf dem Raspbian Linux läuft.

1. Registrieren bei no-ip.com
2. Danach wird die DynDNS Adresse über den Menüpunkt Hosts/Redirects auf “Add Host” erstellt.

3. no-ip Update Client auf dem Raspi installieren. Dazu über SSH als USer pi anmelden und den Schritten folgen:

Software herunterladen:

wget http://www.no-ip.com/client/linux/noip-duc-linux.tar.gz

und entpacken:

sudo tar xf noip-duc-linux.tar.gz

In das neu erstellte Verzeichnis wechseln:

cd noip-2.1.9-1/

Software compilieren/installieren:

sudo make install

Bei der Installation werden die Logindaten für no-ip abgefragt, sowie welche Adresse in welchem Intervall aktualisiert werden soll.
Anschließend kann die no-ip Software gestartet werden:

sudo noip2

Zur Kontrolle ob die Software ausgeführt wird, kann die Prozessliste aufgerufen werden:

ps ax

Damit die no.ip Software beim nächsten Start des Raspberry Pi automatisch gestartet wird kann sie über CRON automatisch gestartet werden.

crontab -e

In die Datei den folgenden Befehl aufnehmen

@reboot cd /home/pi/noip-2.1.9-1 && sudo noip2

Nun ist das Heimnetzwerk über die eingerichtete DNS Adresse aus dem Internet erreichbar. Damit einzelne Dienste, wie z.B. ein Webserver, auf dem Raspberry Pi erreicht werden können muss auf dem Router eine entsprechende Port-Weiterleitung eingerichtet werden.

geposted: 28. November 2014 | aktualisiert: 28. November 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – GPS Empfänger einrichten und mit Java auswerten

Für einige Projekte, z.b: im CarComputer-Bereich, wird die aktuelle GPS Position benötigt. Dazu kann an den Raspberrry Pi ein USB GPS Empfänger angeschlossen und ausgewertet werden. Die meisten der für den USB-Port erhältlichen GPS-Mäuse melden sich als serielles Gerät an und werden von dem Raspberry Pi ohne Treiberinstallation automatisch erkannt. Empfehlenswert ist der GlobalSat BU-353-S4 GPS-USB-Empfänger. Er bietet mit dem SirfStar 4 Chip eine sehr gute Empfangsleistung. Der Zugriff auf die GPS Daten kann über die Tool Suite gpsd erfolgen.

GPS Empfänger einrichten

Wird der GPS-Empfänger an den Raspberry Pi angeschlossen muss er in der Liste der USB Geräte auftauchen. Diese kann mit dem Befehl „lsusb“ aufgerufen werden.

root@raspberrypi:~# sudo lsusb
Bus 001 Device 002: ID 0424:9512 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 004: ID 067b:2303 Prolific Technology, Inc. PL2303 Serial Port

Je nach Hersteller ist des GPS-Empfängers unterscheidet sich die Bezeichnung des Gerätes. In diesem Fall ist es das Gerät „Prolific Technology, Inc. PL2303 Serial Port“.
Raspbian weißt dem Gerät automatisch einen virtuellen USB Port zu. Welcher Port zugewiesen wurde kann aus dem Syslog gelesen werden mit dem Befehl: „sudo tail -f /var/log/syslog“. Hier wurde der Port „ttyUSB0“ zugewiesen. Die Logdatei kann wie die meisten Konsolen Programme mit Strg+C beendet werden:

root@raspberrypi:/dev# sudo tail -f /var/log/syslog
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.396898] usb 1-1.3: New USB device strings: Mfr=0, Product=0, SerialNumber=0
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.452197] usbcore: registered new interface driver usbserial
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.454106] usbcore: registered new interface driver usbserial_generic
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.455879] USB Serial support registered for generic
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.455924] usbserial: USB Serial Driver core
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.465107] usbcore: registered new interface driver pl2303
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.465828] USB Serial support registered for pl2303
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.465944] pl2303 1-1.3:1.0: pl2303 converter detected
Apr  7 17:55:11 raspberrypi kernel: [4926303.477427] usb 1-1.3: pl2303 converter now attached to ttyUSB0

Um die von dem GPS-Empfänger empfangen GPS-Koordinaten auszulesen empfehlen sich unter Linux die bereits angesprochenen gpsd Tools. Diese können mit folgendem Befehl installiert werden:

sudo apt-get install gpsd gpsd-clients python-gps

Der gpsd Daemon wird wie folgt gestartet:

sudo gpsd /dev/ttyUSB0 -F /var/run/gpsd.sock -G

Das Flag „-G“ sorgt dafür, das der Server unter allen IP-Adressen auf Port 2947 erreichbar ist und nicht nur unter localhost. Unter Windows kann dies z.B. mit Telnet getestet werden. (Telnet muss ab Windows 7 über „Programme und Funktionen“ in der Systemsteuerung nachinstalliert werden)

telnet IP_ADRESSE_RASPI 2947

Für den GlobalSat Empfänger kann es notwendig sein sein Binärprotokoll nach NMEA zu ändern damit dieses korrekt von gpsd verarbeitet wird. Dies kann mit dem Befehl „gpsctl -n“ erreicht werden.

Anzeige der GPS Daten

Die GPS-Daten können auf der Konsole mit dem Programm „cgps“ angezeigt werden. Dabei ist zu beachten das der GPS Empfänger freie Sicht zum Himmel benötigen um Daten zu empfangen.
cgps

sudo cgps -s

Mit dem Befehl „xgps“ steht ein grafische Programm zur Verfügung. Ist an dem Raspberry Pi kein Monitor angeschlossen kann die Ausgabe grafischer Programme auch über SSH erfolgen wie es in diesem Artikel beschrieben.
xgps

sudo xgps

Mit dem Programm „gpsmon“ der gpsd Toolsuite lassen sich die vom GPS Empfänger gesendet Rohdaten, meist in Form von NMEA Sätzen, live auf der Console sehen. Somit kann wunderbar überprüft werden ob Daten empfangen werden.

sudo gpsmon

NMEA_GPSMON

Auslesen der GPS-Daten in Java

Gpsd stellt die GPS-Daten in JSON codierter Form auf Port 2947 bereit. Dieses können über eine TCP/IP Socketverbindung auslesen werden. Vereinfacht wird dies unter Java mit der Library GPSd4java.

Allerdings war die Library bei mir nicht direkt lauffähig. Ich musste über die Socket-Verbindung zunächst einen Befehl schicken, der die JSON-Ausgabe der GPS-Daten startet.

?WATCH={"enable":true,"json":true};

java_gpsd_testclientDanach können mit der Library die Daten sehr gut ausgelesen werden. Dazu habe ich das kleine, auf dem Screenshot abgebildete, Java Programm geschrieben:

Download ausführbares Programm „jGpsdTest“:


Download des Source-Codes:

geposted: 3. Mai 2014 | aktualisiert: 22. Juni 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – GPIO Pins grafisch schalten mit jgRaspiGPIO

Die GPIO Pins des Raspberry Pi lassen sich auf unterschiedlichste weise schalten. Richtig komfortable wird es aber erst mit einer grafischen Benutzeroberfläche. Dazu habe ich das Programm „jgRaspiGPIO“ geschrieben. Es bietet eine GUI mit Raspberry Pi Visualisierung wobei für jeden GPIO Pin einen Button vorhanden ist um den Schaltzustand zu Ändern. Der aktuelle Schaltzustand wird im Programm angezeigt. Der folgende Screenshot zeigt das Programm:

RaspiGPIOSwitcher

Der Weg zum Programmstart:
1. Programm herunterladen 😉

2. Wenn das Programm unter Windows heruntergeladen wird kann es mit WinSCP auf den Raspberry Pi übertragen werden. Dies ist hier beschrieben.

3. Voraussetzung für die Funktion von „jgRaspiGPIO“ ist eine Java JRE auf dem Raspberry Pi. Die aktuellen Versionen von Raspbian bringen Java bereits mit. Ob und welche Java Virtual Machine (JVM) installiert ist kann mit dem Befehl „java -version“ getestet werden.

4. Das Programm nutzt eine grafische Benutzeroberfläche. Wird der Raspberry Pi headless, d.h. ohne Monitor betrieben muss die Grafikausgabe über Netzwerk erfolgen. Dazu muss bei dem SSH Protokoll das X11 Forwarding aktiviert werden. Komfortabler ist der Zugriff von Windows auf den LXDE Desktop des Raspberry Pi mit xrdp.

5. Der Start der Software erfolgt mit Root-Rechten über folgenden Befehl in dem Verzeichnis in dem das Programm liegt:

sudo java -jar jgRaspiGPIO.jar

Hintergrundinformationen für Java Entwickler

Der „Raspi GPIO Switcher“ ist in Java geschrieben und nutzt die Pi4J Library. Um die GPIO Pins zu schalten werden nur wenige Befehle benötigt. Im wesentlichen sind dies folgende:

private static final GpioController gpioController = GpioFactory.getInstance();
// Pin als Ausgabe-Pin initialisieren
GpioPinDigitalOutput pin0 = gpioController.provisionDigitalOutputPin(RaspiPin.GPIO_00, PinState.LOW);       
// Schaltzustand ändern
pin0.toggle();

Für Maven Nutzer ist noch interessant, das die Library „pi4j-native“ ausgeschlossen wird. Ansonsten kann das Projekt nicht kompiliert werden, da versucht wird die nativen Zugriffskomponenten, die nicht in Java geschrieben sind, mit dem Java Kompiler zu kompilieren.

	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>com.pi4j</groupId>
			<artifactId>pi4j-core</artifactId>
			<version>0.0.5</version>
			<exclusions>
				<exclusion>
					<groupId>com.pi4j</groupId>
					<artifactId>pi4j-native</artifactId>
				</exclusion>
			</exclusions>
		</dependency>
	</dependencies>

Der Quellcode kann hier heruntergeladen werden:

geposted: 16. März 2014 | aktualisiert: 8. August 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – Remotedesktopverbindung

Wer Windows Server administriert kennt die in Windows integrierte Remotedeskopverbindung zur Administration entfernter Rechner über das RDP (Remote Desktop Protocol). Sie ermöglicht die komfortable Übertragung der Bildschirmausgabe des entfernten Computers. Das Programm xrdp implementiert das Remote Desktop Protokol für Linux, so das mit Windows Bordmitteln auf den Linux Desktop zugegriffen werden kann. Die Software kann in Raspbian Linux einfach mit apt-get installiert werden:

sudo apt-get install xrdp

Eine Konfiguration ist für den Benutzer pi nicht erforderlich. Unter Windows wird der integrierte Client Remotedesktopverbindung genutzt um die Verbindung zum Linux Desktop herzustellen. Er ist unter „Programme -> Zubehör -> Remotedesktopverbindung“ verfügbar oder kann über den Befehl „mstsc“ gestartet werden. Danach wird eine Verbindung zum Raspberry Pi über seine IP Adresse oder Hostnamen hergestellt:

Remotedesktopverbindung

Als Benutzeraccount wird der Benutzer pi verwendet. (Standarpasswort: raspberry)

XRDP Login

Nach kurzer Ladezeit erscheint dann der LXDE Desktop:

Raspbian LXDE Desktop über xrdp

geposted: 9. Februar 2014 | aktualisiert: 22. Juni 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – Bildschirmausgabe über SSH

Der Raspberry Pi wird häufig ohne einen angeschlossenen Monitor betrieben, da dieser für Serveraufgaben nicht nötig ist. Die Administration erfolgt dann über das SSH Protokoll mit einem SSH Client wie z.B. Putty für Windows wie es hier beschrieben ist.

Es gibt aber Situationen wo eine grafische Oberfläche in Form eines Desktops erforderlich ist. Linux verwendet für diese Grafikausgabe ein Netzwerkprotokoll und Softwaresammlung namens X11. Ein X-Server übernimmt dabei die Grafikausgabe und verarbeitet die Eingaben der Maus und Tastatur. So ein X-Server gibt es auch für Windows. Hier kann beispielsweise Xming verwendet werden. Die Software kann mit den Standardeinstellungen installiert werden. Nach dem Start von Xming zeigt ein Programmicon neben der Uhr das der X-Server gestartet ist.

Nach dem Start des X-Server muss noch der SSH Client so eingestellt werden, dass er den lokalen X-Server nutzt. Bei Putty sind diese Einstellungen unter Connection -> SSH -> X11 zu finden. Hier wird „Enable X11 forwarding“ aktiviert und als „X Display location“ localhost:0 eingegeben. Siehe Screenshot:
Putty x11 Einstellung

Damit ist die Konfiguration bereits abgeschlossen. Bei der Raspbian Linux Distribution ist keine weitere Konfiguration nötig. Werden Programme mit grafischer Programmoberfläche durch den User pi in der Shell gestartet erfolgt die Ausgabe automatisch in einem Windows Fenster. Testweise kann dazu der Browser Midori gestartet werden:

pi@raspberrypi ~ $ midori

Midori Browser unter Windows mit Putty und X11

Ebenso ist es möglich den integrierten LXDE Desktop zu starten. Allerdings werden hier beim Beenden ggf. nicht alle Resourcen wieder korrekt freigegeben. Eine komfortablere Möglichkeit den Desktop von Windows aus zu nutzen ist die Verwendung des RDP (Remote Desktop Protokolls) und der xrdp Software auf dem Raspberry Pi. Wie dies funktioniert wird hier beschrieben.

startlxde
geposted: 9. Februar 2014 | aktualisiert: 22. Juni 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – Hausautomatisierung mit Domoticz und Home Easy

RaspberryPi_RFXCOMRFXCOMDer folgende Artikel stellt den Aufbau einer Hausautomatisierung mit dem Raspberry Pi vor. Das System nutzt die Open Source Software Domoticz, die über einen 433 Mhz Transceiver der Firma RfxCom unterschiedlichste Hausautomatisierungs-Komponenten aus der Serie Home Easy der Firma ELRO steuern kann. Dazu zählen insbesondere Funksteckdosen, Thermometer, Bewegungsmelder oder Helligkeitssensoren.

Domoticz-Installation

Home Easy Funksteckdose

Home Easy Funksteckdose

Domoticz gibt es für Windows und Linux. Für den Raspberry Pi existiert ein vorkonfiguriertes Linux Images das mit der Software Win32 Imager auf eine SD Karte geschrieben werden kann. Soll Domoticz auf einem bestehenden Debian / Raspbian Linux installiert werden folgen Sie am besten der Anleitung im Domoticz Wiki. Detaillierte Informationen bietet auch das Domoticz Handbuch

Domoticz-Konfiguration

Domoticz bringt eine moderne HTML 5 Web Oberfläche mit, die sich dynamisch an das jeweilige Gerät (Desktop, Tablet, Smartphone) anpasst. Dazu wird ein aktueller Browser benötigt. IE User benötigen die Version 10+. Die Domoticz Web GUI ist über Port 8080 des Raspberry Pi erreichbar:

http://IP_ADRESSE_RASPI:8080

Auf der Startseite können die wichtigsten Komponenten des Hausautomatisierungssystems in Form von Kacheln abgelegt werden:

Domoticz - Dashboard

Domoticz – Dashboard

Als erstes sollte nach der Installation von Domoticz in den Einstellungen der RfxCom Sender konfiguriert werden. Im Normalfall ist der 433 Mhz Sender an den USB Port „dev/ttyUSB0“ angeschlossen und ermöglicht dem System die Verbindung zu den Funksteckdosen und weiteren Hausautomatisierungs-Komponenten.

Domoticz - Hardware RfxCOM

Domoticz – Hardware RfxCOM

Anlernen der Funksteckdosen

1. Zunächst muss eine Home Easy Fernbedienung mit der Steckdose verbunden werden. Dazu drücken Sie die „LEARN“ Taste bei eingesteckter Dose für 3 Sekunden. Die Status LED der Funksteckdose blinkt danach und signalisiert damit die Empfangsbereitschaft für einen neuen Sendercode.
2. Anschließend wird auf der Funkverbindung die On und danach die Off Taste gedrückt die mit der Funksteckdose verbunden werden sollen.
3. Die Funksteckdose muss nun über die Fernbedienung schaltbar sein. Sollen alle angelernten Codes in der Funksteckdose gelöscht werden, so muss die „LEARN“-Taste für 6 Sekunden gedrückt werden.

Integration in Domoticz:

4. Um die Funksteckdose in Domoticz zu integrieren gibt es im Tab „Switches“ einen Button „Learn Light/Switch“. Dieser wird gedrückt und anschließend die Taste der Steckdose auf der Fernbedienung die in das System integriert werden soll.

Die Funksteckdosen können mit dem System auch zeitgesteuert geschaltet werden:

Domoticz - zeitgesteuert Schalten

Domoticz – zeitgesteuert Schalten

Temperaturwerte erfassen und visualisieren

In dem Temperatur-Tab der Software werden die Temperaturen mehrerer Funk Temperatursender in Form Diagrammen dargestellt. Die Temperaturen werden im Tages-, Monats- und Jahresverlauf dargestellt. DerTemperatursender TFA 30.3150 wird von Domoticz automatisch erkannt.

Domoticz - Temperaturdiagramme

Domoticz – Temperaturdiagramme

Fazit

Das System ist bei mir bereits mehrere Monate im Einsatz und funktioniert sehr gut. Durch die Kombination von dem fertigen RfxCom Transmittter / Receiver und der Open Source Software ist schnell eine lauffähige Hausautomatisierung aufgebaut. Domoticz bietet eine API mit einer Rest-Schnittstelle über die mit JSON-Formatierten-Befehlen der Status einzelner Komponenten abgefragt und geändert werden kann. Dadurch sind eigene Entwicklungen die an das System „andocken“ möglich.
Wer gerne etwas mehr bastelt und Zeit investieren möchte kann auch einen günstigen 433 Mhz Sender nehmen und diesen an die GPIO Pins des Raspberry Pi anschließen. Als Software bietet sich dafür die Open Source Software pilight an.

geposted: 26. Januar 2014 | aktualisiert: 9. Oktober 2015 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – GPIO Pins schalten

Das Raspberry Pi verfügt über 17 frei programmierbare GPIO Pins. Diese können als Eingabe- oder Ausgabeleitung verwendet werden. Wird die Leitung zur Ausgabe verwendet so liegt an ihrem GPIO Pin eine Spannung von 3,3V an (logisch 1). Wird die Leitung als Eingang verwendet kann logisch eine 1 gelesen werden wenn eine Spannung von 3,3 Volt anliegt. Hier finden Sie eine übersicht der GPIO Pins.

Um die GPIO Ausgabe zu testen empfiehlt sich die Visualisierung der Schaltzustände mit einer Leuchtdiode. Diese kann wie in folgender Grafik angeschlossen werden:

Anschluss einer LED an die Raspberry GPIO Pins

Anschluss einer LED an die Raspberry GPIO Pins

GPIO Ansteuerung per Shell

Die GPIO können über Dateien im Verzeichnis „/sys/class/gpio/“ angesteuert werden. Dies muss mit Root-Rechten geschehen. Entweder werden die Befehle direkt als root ausgeführt oder mit vorgestelltem sudo. Sind Sie als User „pi“ angemeldet kann mit su root zum Root User gewechselt werden.
Nach dem Systemstart sind die GPIO Pins zunächst als Eingang geschaltet und müssen mit „Export“ und Direction out als Ausgang definiert werden. Mit folgenden Befehlen kann der GPIO Pin 2 aus der oberen Schaltung geschaltet werden:

$ cd /sys/class/gpio
$ echo "2" > export
$ echo "out" > gpio2/direction

GPIO auf an (3,3V Spannung)
$ echo "1" > gpio2/value

GPIO auf aus(keine Spannung)
$ echo "0" > gpio2/value

GPIO Ansteuerung per WiringPi

Alternativ zur direkten Ansteuerung kann das Programm WiringPi installiert werden. Der Vorteil von WiringPi liegt darin das keine Rootrechte zum Schalten der GPIPO Pins benötigt werden. Eine Anleitung zum Installieren von WiringPi findet sich auf der Projektseite.

Eingang auslesen
gpio -g read 2

GPIO Pin als Ausgang definieren
gpio -g mode 2 out

Ausgang setzen
gpio -g write 2 1

GPIO Ansteuerung per PHP mit WiringPi

Mit WiringPi und dem PHP Befehl „shell_exec“ können die GPIO Pins auf einfache Weise über eine Webseite geschaltet werden.

$val = trim(@shell_exec("/usr/local/bin/gpio -g read 2"));
$val = trim(@shell_exec("/usr/local/bin/gpio -g write 2 1"));

GPIO Ansteuerung per Java und Pi4J

Unter Java können die GPIO Pins komfortable mit der Libraray Pi4J angesprochen werden. Das Programm jgRaspiGPIO nutzt die Library und ist mit Quelcode verfügbar.

geposted: 29. November 2013 | aktualisiert: 3. Mai 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – FM Sender

Im Rahmen eines #pihack-Wochenendes für das Schulprojekt „Code Club“ entstand an der Imperial College Robotik Society in London eine Software mit der der Raspberry Pi in einen UKW Sender verwandelt werden kann. Der Programm Code ist GPL lizensiert und kann hier heruntergeladen werden. Hardwareseitig sind keine Änderungen nötig. Lediglich eine kurze Antenne (20 cm Kabel) kann an GPIO 4 (Pin 7) angeschlossen werden. In Deutschland darf der Sender jedoch nicht betrieben werden, da seine Ausgangsleitung zu hoch ist und ein breiter Frequenzbereich gestört werden kann! Trotzdem zeigt das Projekt eindrucksvoll was mit dem Raspberry Pi möglich ist.

Das FM-Signal wird durch Modulation der GPIO-Clock generiert und kann Audiosignale im Bereich von 1 MHz bis 250 MHz übertragen.

Senden einer Wave Datei bei 100 Mhz:

sudo ./pifm sound.wav 100.0

Die Software erwartet ein Monoaudiosignal in Form einer Wave-Datei mit 16 Bit Auflösung und 22,05 kHz Abtastrate. Eine solche Wave Datei kann mit der Open Source Software „mPlayer“ erstellt werden:

mplayer -quiet -vo null -vc dummy -af resample=22050,channels=1 -ao pcm:waveheader:file=file_out_22kHz.wav file_in.wav
geposted: 29. November 2013 | aktualisiert: 29. November 2013 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – Schaltungen zeichnen mit Fritzing

Mit der Open Source Softwarte Fritzing können Schaltungen für den Raspberry Pi auf einem virtuellen Breadboard(Steckplatine) entworfen werden. Die Software bietet drei Sichten auf die entworfene Schaltung. Dazu zählen eine visuelle Ansicht mit einem Breadboard, eine Schaltplan-Ansicht und eine Ansicht die das Platinenlayout darstellt. Eine Änderung in einer Ansicht führt dazu das die anderen Ansichten ebenfalls geändert werden.

Breatboardansicht einer Raspberry Pi Schaltung in der Software Fritzing

Breadboard-Ansicht einer Raspberry Pi Schaltung in der Software Fritzing

Die Software bringt bereits viele elektronische Bauteile mit, die über einen Bauteilbibliothek am rechten Rand ausgewählt werden können. Ãœber einen Button am rechts oben in der Bibliothek kann diese um weitere Bauteile erweitert werden. Ein Bauteileditor (Menü -> Bauteil -> Bearbeiten) erlaubt das verändern von Bauteilen und das erstellen neuer Bauteile. Das Erstellen neuer Bauteile wird gut in diesem Video erklärt.

Schaltplan-Ansicht einer Raspberry Pi Schaltung in der Software Fritzing

Schaltplan-Ansicht einer Raspberry Pi Schaltung in der Software Fritzing

geposted: 29. November 2013 | aktualisiert: 22. Juni 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi

Raspberry Pi – Temperaturmessung mit DS18B20 1-Wire Sensor

Raspberry Pi mit angeschlossenem 1-Wire DS18B20 Temperatursensor

Raspberry Pi mit angeschlossenem 1-Wire DS18B20 Temperatursensor

Mit dem 1-Wire Sensor DS18B20 können mit dem Raspberry Pi einfach Temperaturen messen. Dieser Sensor verwendet das 1-Wire Bussystem zur Ãœbertragung der Daten an den Raspberry Pi und kann an die GPIO Pins angeschlossen werden. Der Sensor benutzt dabei die drei Leitungen Masse, Spannungsversorgung und eine Signalleitung. Softwareseitig bringt die Raspbian Linux Distribution bereits die benötigten 1-Wire Kernel-Module mit um solche Sensoren auszulesen. Im nachfolgenden wird gezeigt wie der Sensor an den Raspberry Pi angeschlossen wird und die Temperaturwerte ausgelesen werden können.

Hardware-Installation des DS18B20

Der DS18B20 wird an die GPIO-Pins für 3,3V Spannung und Ground angeschlossen sowie an GPIO-Pin 4 für die Datenleitung. Zwischen die 5V Leitung und die Datenleitung wird 4k7 Ohm Wiederstand geschaltet. Das GPIO Pinlayout für den Raspberry Pi der Version 1 & 2 kann hier nachgeschlagen werden. Die untere Grafik zeigt den Aufbau der Schaltung:
Raspberry Pi DS1820 Steckplatine

Software-Installation des DS18B20

Die bereits angesprochenen 1-Wire Kernelmodule können mit folgendem Befehl geladen werden:

pi@raspberrypi ~ $ sudo modprobe wire
pi@raspberrypi ~ $ sudo modprobe w1_gpio
pi@raspberrypi ~ $ sudo modprobe w1_therm

Ob das Laden der Kenrel-Module erfolgreich war kann mit „lsmod“ überprüft werden:

pi@raspberrypi ~ $ sudo lsmod
Module                  Size  Used by
w1_therm                2705  0
w1_gpio                 1283  0
wire                   23530  2 w1_gpio,w1_therm
cn                      4649  1 wire
snd_bcm2835            12808  0

Damit die Kernel-Module nach einem Systemneustart automatisch geladen werden. Sollten sie in die Datei „/etc/modules“ eingetragen werden:

pi@raspberrypi ~ $ sudo nano /etc/modules

Module hinzufügen und speichern:
wire
w1-gpio
w1-therm

Ist die Hardware angeschlossen und die Kernel-Module geladen werden die Temperaturwerte laufend in eine Datei geschrieben. Es können mehrere Temperatursensoren angeschlossen werden, wobei jeder Sensor mit einem Verzeichnis unter „/sys/bus/w1/devices/“ auftaucht. Innerhalb des Verzeichnis eines Sensors kann die Temperatur aus der Datei „w1_slave“ ausgelesen werden. Mit dem „cat“ Befehl kann der Inhalt auf die Konsole ausgegeben werden.:

pi@raspberrypi ~ $ cat /sys/bus/w1/devices/28-00000436ccd1/w1_slave
41 01 4b 46 7f ff 0f 10 aa : crc=aa YES
41 01 4b 46 7f ff 0f 10 aa t=20062

t=20062 ist die aktuell gemessene Temperatur und entspricht 20,062 Grad.

Mögliche Verarbeitung der Temperaturdaten mit PHP, MySQL Datenbank und Webseitenanzeige

Raspi_DS18B20_TemperaturauswertungDie Temperaturwerte können auf verschiedenste Weise verarbeitet werden. z.B können sie in eine Datenbank geschrieben werden und auf einer Webseite veröffentlicht werden. Ich habe dazu ein Beispiel geschrieben, das die Temperatur im Tagesverlauf darstellt und noch einige Zusatzinformationen von Yahoo zieht. Das vorgehen wird hier nur grob beschrieben. Die benötigten Dateien sind am Ende des Artikels angefügt und können verändert werden.

1. Die Temperaturwerte werden in eine Tabelle einer MySQL Datenbank geschrieben. Wie eine MySQL DB auf dem Raspi installiert wird, ist hier beschrieben.:

use DB_NAME;
CREATE TABLE TB_Weather (
	timestamp BIGINT NOT NULL,
	temperature FLOAT,
	PRIMARY KEY (timestamp)
	)
	ENGINE=InnoDB;

2. Ein PHP Skript schreibt die Werte in die Tabelle. Falls der PHP Interpreter noch nicht installiert ist kann dies mit wie folgt erledigt werden. Damit kann das PHP-Skript auf der Console aufgerufen werden. „php -f temperatursensor.php“

sudo apt-get install php5
Module:
sudo apt-get install libapache2-mod-php5 libapache2-mod-perl2 php5 php5-cli php5-common php5-curl php5-dev php5-gd php5-imap php5-ldap php5-mhash php5-mysql php5-odbc

3. Mittels Cron können die Temperaturwerte zyklisch in die Datenbank geschrieben werden:

pi@raspberrypi ~ $ sudo crontab -e
In der Datei zyklisch das PHP Skript zum schreiben der Temperaturwerte aufrufrn:
*/5 * * * * php -f /home/pi/temperatursensor.php

4. Die Weboberfläche zur Auswertung der Temperaturdaten aus der DB muss auf einem Webserver wie Apache laufen und Zugriff auf die Datenbank haben.
Die Wetterinformationen werden mit dem Simple Weather Plugin von Yahoo ermittelt. Dazu muss in der index.php auf Clientseite die woeid (where on earth id) passend zu dem gewünschten Standort gesetzt werden. Die woeid kann mittels einer Suchmaschine ermittelt werden.

Download der Projektdateien zur Temperaturauswertung

geposted: 25. November 2013 | aktualisiert: 24. November 2014 | Autor: Marcus Hottenrott
Kategorie(n): Raspberry Pi