Raspberry Pi

• Beim Zusammenbau des Raspberry sollten zwei Kühlkörper auf die im Bild abgebildeten Chips geklebt werden (wärmeleitfähiges Doppelklebeband - ist im Kühlkörper Set enthalten - verwenden).
  Die Wäremeentwicklung ist zwar gering, aber sicher ist sicher.
• Die Plantine wird in das passende Gehäuse geklickt.
• Die WLAN USB Karte anstecken (nur bei Raspberry's bis einschliesslich Version 2 notwendig!).
• Die BKS SD-Karte (vorher mit einem KloneProgramm das BKS Image auf die Karte spielen) in den dafür vorgesehenen Slot schieben.
• und als nächstes muss für die weitere Konfiguration (WLAN, Funksteckdosen & Temperaturfühler) ein Monitor, eine Tastatur und eine Maus angesteckt werden.
• Das passende Netzteil anschliessen und damit wird der Raspberry gestartet.
• Nun sollte das WLAN konfiguriert werden oder falls gewünscht kann der Raspberry natürlich auch via LAN angesprochen werden.
  Fall kein WLAN oder LAN zu Verfügung steht, ist es auch eine gute Variante den Raspberry als WLAN AccessPoint, Bridge etc. zu konfigurieren.

Ansteuerung via Funksteckdosen / Empfänger

BEACHTE ab Version 4.0.0:
Da in dem SD-Karten Klone die MQTT Einstellungen vorkonfiguriert sind, müssen bei der Verwendung von Funksteckdosen die Einträge: SWITCH, MQTT_POTT, MQTT_AGIT und MQTT_SPAR aus der System-Konfiguration entfernt werden!

Variante 1

Anlernen der Funksteckdosen mit den auf dem SD-Karten Klone befindlichen Werten.
VORAUSSETZUNG:

• du verwendest auch die Funksteckdosen Model: Intertechno IT-3500!
• Kein anderer Sud wird mit dem BKS und dieser Standardkodierung in Deiner unmittelbaren Umgebung eingesetzt!

Hiermit erspart man sich:

• die Anschaffung einer Fernbedienung
• die Anschaffung eines Empängermoduls
• das Auslesen der Kodierung

Dies funktioniert nur wenn kein weiterer Sud in der unmittelbaren Umgebung ebenfalls mit dem BKS und den Standardkodierungen gesteuert wird!!!

• Funksteckdosen und Fernbedienung (Variante 1)
  Das Sendemodul (siehe nächsten Installationsschritt) anschliessen.
• 1.) Lernknopf (L) an der Funksteckdose die für den TOPF vorgesehen ist kurz drücken (1sec.).
  => die rote LED blinkt.
• 2.)
  ENTWEDER mit folgendem Befehl bei angeschlossenem Sender die Programmierung der Intertechno Steckdosen über die Kommandozeile ausführen:
  // ON
  $pilight-send -p kaku_switch -i 16657026 -u 0 -t
  
  ODER ALTERNATIV kann die Programmierung direkt über das BKS vorgenommen werden!!!
  Einfach im SystemMonitor TOPF EIN anklicken! Der korrekt Befehl wird dann automatisch abgeschickt!
  
  Die Funksteckdose schaltet 2x, zum Zeichen, dass der neue Code wurde. FERTIG!


• 3.) Lernknopf (L) an der Funksteckdose die für das RÜHRWERK vorgesehen ist kurz drücken (1sec.).
  => die rote LED blinkt.
• 4.)
  ENTWEDER die Programmierung der Intertechno Steckdosen durchführen mit:
  // ON
  $pilight-send -p kaku_switch -i 16657026 -u 1 -t
  
  ODER ALTERNATIV kann die Programmierung direkt über das BKS vorgenommen werden!!!
  Einfach im SystemMonitor RÜHRWERK EIN anklicken! Der korrekt Befehl wird dann automatisch abgeschickt!
  
  Die Funksteckdose schaltet 2x, zum Zeichen, dass der neue Code wurde. FERTIG!

Variante 2

Individuelles Programmieren der Funksteckdosen mit eindeutigen Kodierungen!
Dies ist notwendig wenn mehrere BKS Steuerungen gleichzeitig in unmittelbarer Umgebung laufen! Z.B. bei gemeinschaftlichen Brauen mit anderen Brauern die auch das BKS einsetzen!!!!

• Funksteckdosen und Fernbedienung (nur Variante 2)
  Die Funksteckdosen gemäß der Verpackung beiliegenden Anleitung programmiert werden. Danach bitte einen grundsätzlichen Funktionstest mit der Fernbedienung durchführen.
• Empängermodul anschliessen (nur Variante 2)
  Hinweis:
  Laut Beschreibung braucht das Empfängermodul 5V. Da an den Data-Pins aber maximal 3.3V anliegen dürfen wäre eine kleine Schaltung (Spannungsteiler) notwendig. Den Empfänger brauchen wir nur kurzfristig und senden aus direkter Nähe, dass funktioniert auch mit 3,3V. Auf der Rückseite der Empängerplatine sind VCC, DATA und GND aufgedruckt. Ich verwende den DATA-Pin direkt neben VCC (siehe Bild). Eine gute Beschreibung um den Empfänger und den Sender anzuschliessen, als auch um die Codierung der Steckdosen auszulesen, findet Ihr hier:
  Quelle: https://www.sweetpi.de/blog/258/funksteckdosen-mit-dem-raspberry-pi-und-pilight-schalten
  
  Danach können die Stecker auf die GPIO Ports gesteckt werden.
  PIN #01: 3.3v DC Power
  PIN #06: GND (Ground)
  PIN #12 / GPIO18: DATA (Receiver - auf abgebildeten Belegungsplan BLAU!)
  Beachte die entsprechende Bilder und prüfe lieber zweimal die korrekte Verdrahtung.
  

• Empängermodul auslesen (nur Variante 2)
  Hinweis:
  Wenn Ihr meinen BKS SD-Karten Klone verwendet, spart Ihr euch u.a. auch das Installieren des pilight Packages.
  Ich verwende pilight Version 7 vom Mai 2015. Beim Start des Raspberry wird dann bereits der 'pilight-daemon' gestartet und funktioniert auch.
  
  Auslesen der Kodierung: Fernbedienungsschalter zu Funksteckdose.
  Hierzu muss ein Konsolen Fenster (Terminal) auf dem Raspberry geöffnet werden.
  1. $sudo service pilight stop
  2. $sudo service pilight start
  
  Der Empfangsmodus kann mit folgendem Befehl gestartet werden:
  3. $ pilight-receive
  Nun flitzen allerlei empfangene Signale an einem vorbei.
  Ich habe alle Protokolle der pilight Bibliotek installiert. D.h. es wird alles mögliche empfangen und es ist mitunter erst nach ein paar Versuchen eindeutig festzustellen welche ID die Fernbedienung sendet.
  Ich gehe immer folgendermassen vor:
  Wenn etwas Ruhe eingekehrt ist, auf der Tastatur einen beliebigen Buchstaben gedrückt halten, damit man einen Startpunkt hat. Dann einen Schalter der Fernbedienung drücken und die ersten 5 Signale mit der Maus markieren und herauskopieren. Eine Textdatei öffnen und den Inhalt einfügen und in Ruhe auswerten.
  Entscheident ist hierbei die jeweils ausgegeben 'ID' (Kodierung) und das entsprechende Protokoll. Die jeweiligen Steckdosen werden als 'UNIT' (z.B. bei InterTechno 0=erster Schalter, 1=zweiter Schalter ...) bezeichnet. Die ID und das Protokoll ist für beide Stecker identisch.
  Die Ausgabe schaut z.B. so aus:
  {
  "message": {
  "id": 16653794,
  "unit": 0,
  "state": "opened"
  },
  "origin": "receiver",
  "protocol": "arctech_contact",
  "uuid": "0000-74-da-38-6b0c3d",
  "repeats": 1
  }
  {
  "message": {
  "id": 16653794,
  "unit": 0,
  "state": "on"
  },
  "origin": "receiver",
  "protocol": "arctech_switch",
  "uuid": "0000-74-da-38-6b0c3d",
  "repeats": 1
  }
  {
  "message": {
  "id": 16653794,
  "unit": 0,
  "state": "up"
  },
  "origin": "receiver",
  "protocol": "arctech_screen",
  "uuid": "0000-74-da-38-6b0c3d",
  "repeats": 1v }
  {
  "message": {
  "id": "F0",
  "unit": 0,
  "state": "off"
  },
  "origin": "receiver",
  "protocol": "clarus_switch",
  "uuid": "0000-74-da-38-6b0c3d",
  "repeats": 1
  }
  
  Bei den InterTechno Steckern wird 'arctech_switch' ausgegeben, das zu konfigurierende Protokoll ist identisch mit 'kaku_switch'. Bitte hier 'kaku_switch' einstellen!
  Hinweis:
  Andere Stecker bedeutet andere Konfiguration!!!
  
  Das war der schwierigste Teil der Installation!
• Hinweis:
  Wenn Ihr pilight selber installiert und beim Systemstart den 'pilight-daemon' via crontab automatisch starten möchtet ist hierbei folgendes zu beachten:
  Der 'pilight-daemon' kann nur gestartet werden, wenn das Netzwerk vollständig initialisiert ist, dass kann beim Systemstart etwas dauern. Lt. Hersteller wird dieser Fehler behoben wenn das Betriebssystem jessie das ältere weezie flächendeckend abgelöst hat. >>When all Raspberry Pi's will finally run Jessie i can start implement a systemd startup script that can properly wait for network availability. Until then, there is not much i can do about it.<<
  Es muss in der Datei /etc/init.d/pilight (Zeile 81 - dies ist natürlich verionsabhängig) ein 'sleep 10' hinzugefügt werden.
  Quelle: https://forum.pilight.org/Thread-Service-does-not-start-correctly-when-booting
  Die entsprechenden Dateiberechtigungen sind natürlich zu berücksichtigen.


• Empfängermodul bekanntgeben (!!! WICHTIG !!!)
  Es muss nun noch die config.json Datei angepasst werden!
  

  Hinweis:
  Achtung: Bevor Änderungen an der Konfiguration von pilight vorgenommen werden können, ist der pilight-Daemon unbedingt zu stoppen (sudo service pilight stop).
  Andernfalls werden die Einstellungen von der config.json nicht korrekt gespeichert bzw. vom pilight-Daemon wieder überschrieben.
  Mit dem Befehl: 'sudo service pilight start' könnt Ihr den notwendigen Daemon Prozess, nach der Konfiguration der config.json, wieder starten.

  Diese findet Ihr im Verzeichnis ($cd /etc/pilight/):
  /etc/pilight/
  Zum Bearbeiten der Datei verwende ich z.B. den nano Editor, man kann natürlich auch mit vi etc. arbeiten. Es ist darauf zu achten, dass Ihr diese Datei als SUPERUSER bearbeitet, da ihr als nomaler PI-Benutzer keine Schreibrechte habt! Den Editor startet Ihr also mit:
  $sudo nano config.json
  folgender Inhalt sollte hier enthalten sein:
  
  
  {
  "devices": {
  "Switch1": {
  "protocol": [ "kaku_switch" ],
  "id": [{
  "id": 16657026, (WICHTIG hier die richtige ID!!!)
  "unit": 0

  }],

  "state": "on"

  },

  "Switch2": {

  "protocol": [ "kaku_switch" ],

  "id": [{

  "id": 16657026, (WICHTIG hier die richtige ID!!!)

  "unit": 1

  }],

  "state": "off"

  }

  },

  "rules": {},

  "gui": {

  "Switch1": {

  "name": "Switch Nr 1",

  "group": [ "MeineSwitches" ],

  "media": [ "all" ]

  },

  "Switch2": {

  "name": "Switch Nr 2",

  "group": [ "MeineSwitches" ],

  "media": [ "all" ]

  }

  },

  "settings": {

  "log-level": 6,

  "pid-file": "/var/run/pilight.pid",

  "log-file": "/var/log/pilight.log",

  "webserver-enable": 1,

  "webserver-root": "/usr/local/share/pilight/",

  "webserver-http-port": 5001,

  "webserver-cache": 0

  },

  "hardware": {

  "433gpio": {

  "sender": 0,

  "receiver": 1

  }

  },

  "registry": {

  "pilight": {

  "version": {

  "current": "7.0"

  }

  }

  }

  }

Ansteuerung via Funksteckdosen / Sender

• BEACHTE ab Version 4.0.0:
  Da in dem SD-Karten Klone die MQTT Einstellungen vorkonfiguriert sind, müssen bei der Verwendung von Funksteckdosen die Einträge: SWITCH, MQTT_POTT, MQTT_AGIT und MQTT_SPAR aus der System-Konfiguration entfernt werden!
• Sendemodul anschliessen
  Die Stecker des Senders auf folgende GPIO Ports stecken: PIN #01: 3.3v DC Power PIN #06: GND (Ground) PIN #11 / GPIO17: DATA (Transmitter - auf abgebildeten Belegungsplan GELB!) Beachte die entsprechende Bilder und prüfe lieber zweimal die korrekte Verdrahtung.
• Sendemodul isolieren
  Um Kurzschlüsse zu vermeiden, sollte das gesamte Sendemodul isoliert werden. Hierbei kann Isolierband oder natürlich ein Schrumpfschlauch verwendet werden.
• Sendemodul testen
  Mit folgendem Befehl kann bei angeschlossenem Sender die Funktionsweise getestet werden (Beispiel: InterTechno):
  // ON
  $pilight-send -p kaku_switch -i 16657026 -u 0 -t
  // OFF
  $pilight-send -p kaku_switch -i 16657026 -u 0 -f
  
  Systemparameter im BKS einpflegen
  Kodierung, ID und Protokoll bitte im BKS WebInterface im Menüpunkt 'Verwaltung' -> 'Funksteckdosen' eintragen. Nicht vergessen die Steckdosen mit einem Aufkleber entsprechend zu kennzeichnen (z.B. Topf, Rührwerk)!
  Im Menüpunkt 'System Kontrolle' kann die richtige Funktionsweise ebenfalls überprüft werden.

Info / Tipp:
Es kann wie auf dem Bild - siehe roter Draht - dargestellt eine 'selbstgebaute' Antenne angeschlossen werden.
Hierzu gibt es unterschiedliche Erfahrungen, bei dem einen war eine Sendeleistungssteigerung festzustellen. Bei anderen hat das Anbringen einer Antenne erst zu Sendeproblemen geführt.
Es hängt hier wohl stark von der Umsetzung einer solchen Antenne ab.

Alternative: Ansteuerung via Solid-State-Relais

Ich habe mich damals für eine Ansteuerung über Funksteckdosen entschieden, weil ich die hohe Leistung eines Elektrotopfes nicht direkt an meinem Raspberry anschliessen wollte. Darüberhinaus wollte ich es vermeiden, dass der ggf. nicht erfahrene Bastler an Schaltungen die 220V oder mehr führen herumbasteln muss.
Nachdem ich mehrfach gefragt wurde ob es nicht möglich wäre mit dem BKS auch direkt potentialfreie Kontakte (GPIO's) zu schalten habe ich auch diese Variante mit aufgenommmen.
Über den GPIO-Port 22 (PIN #15) für den Topf, GPIO-Port 23 (PIN #16) für das Rührwerk und GPIO-Port 24 (PIN #18) für den Nachguss. Als GND kann z.B. der PIN #39 verwendet werden.
An die o.g. GPIO Ports muss dann einen Solid-State-Relais Karte angeschlossen werden. Viele verwenden hierfür eine sog. 'sainsmart 4 channel relay' Karte oder baugleiche. Der Rasperry PI setzt die GPIO OUT-Ports standardmäßig auf HI.
Es gibt ab der Version 2.1.3 die Möglichkeit über einen Konfigurationsparameter die Schaltweise vorzugeben. D.h. das BKS kann zum Regeln die GPIO Ports HI oder LOW schalten.

Konfiguration SSR/GPIO im BKS

Soll eine Ansteuerung via GPIO-Ports erfolgen muss dies in der Verwaltung konfiguriert werden.
BEACHTE:
Der Eintrag vom Typ=SWITCH ist nur dann notwendig wenn via GPIO oder MQTT geschaltet wird und muss im Menüpunkt: Verwaltung - Hardware (System - Peripherie) hinzugefügt werden!!!
Die Einträge POTT und AGITATOR müssen immer vorhanden sein !!!

• 'Typ': 'SWITCH'
  'TEMP-Kodierung / MQTT': beliebig - wird nicht verwendet
  'TEMP-Protokoll / SSR-Invers / MQTT': 0 : Steuerung schaltet den GPIO Port bei EIN/ON auf LOW | 1 : Steuerung schaltet den GPIO Port bei EIN/ON auf HI
  'TEMP-Unit-ID / SSR / MQTT': SSR (!!! WICHTIG !!!)
  'Bezeichnung': beliebig - wird nicht verwendet
  'aktiv': Haken setzen !

bis Version 3.0.0 wurden folgende Überschriften verwendet
(bis 3.0.0 -> ab 3.1.0):

• 'Typ' -> 'Typ'
• 'Seriennummer / Kodierung' -> 'TEMP-Kodierung / MQTT'
• 'Protokoll (nur bei SWITCH)' -> 'TEMP-Protokoll / SSR-Invers / MQTT'
• 'Unit-ID (nur bei SWITCH)' -> 'TEMP-Unit-ID / SSR / MQTT'
• 'Bezeichnung' -> 'Bezeichnung'
• 'aktiv' -> 'aktiv'

Da der Raspberry beim Hochfahren standardmäßig die GPIO-Ports auf HI setzt, müssen im Modus 'invers Schalten' alle GPIO-Ports ausgeschaltet werden.
In Kommandozeile folgendes eingeben:
sudo nano /usr/local/bin/start-gpio.sh
INHALT:
#!/bin/bash
gpio export 22 out
gpio export 23 out
gpio export 24 out
gpio -g write 22 0
gpio -g write 23 0
gpio -g write 24 0
exit 0
Eine Anleitung und ein Skript hierzu befindet sich auf dem SD-Karten Klone im Verzeichnis:
~/bks/bks_SSR-Invers/update_SSR-INVERS.txt

Temperaturfühler via USB Adapter

Mit ein bischen Recherche hat man den 1-wire to USB Adapter, der einen DS9097 Serial Port Adapter simuliert, für ca. 10 Euro erworben. z.B. hier: http://www.ebay.de/itm/231356086788
Beachte:
Ein DS9097U wird anders ausgelesen, ich arbeite gerade an einer Konfigurationsmöglichkeit im BKS (ist z.Zt. in Arbeit, wird aber noch dauern, daher besser den DS9097 -ohne U- nehmen)
Diese Adapter kommunizieren über eine virtuelle serielle Schnittstelle via USB. Die Temperaturfühler können so vom Raspberry sehr einfach an- bzw. abgesteckt werden.
1-wire to USB Adapter:

Hinweis:
Bislang habe ich immer mit 3.3 Volt angesteuert.
Die Empfehlung des Herstellers des 1-wire to USB Adapter ist - nach Rücksprache mit Ihm - die 5 Volt zu verwenden.
Darüberhinaus kann bei Verwendung eines 1-wire to USB Adapter (DS9097, DS9097U) auf einen Pull-Up Widerstand verzichtet werden!
Ich habe mir nun ein Set wie oben beschrieben zusammengebaut und es gab keine Probleme damit!

Eine gute Beschreibungen findet man auch hier: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/Projekt-Onewire/index.html
Alle Verbindungen können natürlich auch über eine sog. Lüsterklemme erfolgen. Es muss somit nicht gelötet werden!

Temperaturfühler Version 1:

Temperaturfühler Version 2:

Verdrahtung:
Schrumpfschläuche verschiedener Dicke über alle Temperaturführerkabel stecken !
...oder später alles mit Isolierband isolieren.
...oder Steckverbindungen verwenden. Diese haben den Vorteil, dass falls wirklich mal ein Temperaturfühler kaputt geht nicht der ganze Kram auseinandergelötet werden muss!

1. Alle ROTEN Kabel der Tempfühler mit dem ROTEN (5 Volt) des USB-Adapters verbinden.
2. Die Daten (DATA) Leitungen miteinander verbinden.
3. GND Leitungen verbinden.
4. Alle Verbindungen isolieren.

Konfigurationsdatei .digitemprc anlegen:
Nun kann das USB Kabel angesteckt und die Temperaturfühler ausgelesen werden:
Vorgehensweise:

• In dem Terminal Fenster sieht man mit dem Befehl pwd in welchem Verzeichnis man aktuell steht.
  Z.B.:
  /home/pi/
• hier MUSS in das Unterverzeichnis 'temperature' gewechselt werden :
  $cd temperature
  mit dem Befehl pwd sollte folgendes Verzeichnis ausgegeben werden:
  /home/pi/temperature
• Ggf. müssen die Berechtigungen bzgl. des Zugriffs auf den USB-Port erteilt werden:
  $sudo chmod a+rw /dev/ttyUSB0
• Auslesen der Temperaturfühler mit:
  $digitemp_DS9097 -i -s /dev/ttyUSB0
  Hierbei wird auch gleich eine Datei .digitemprc angelegt, die entsprechenden Identifikationsnummern enthält.
  DIESE DATEI MUSS IN DEM VERZEICHNIS /home/pi/temperature/ STEHEN !!!
  Bitte mit dem Befehl:
  $ls -l -a
  überprüfen!
• Mit folgendem Befehl, können die Temperaturwerte ausgelesen werden:
  digitemp_DS9097 -a

Temperaturfühler via GPIO

Anschluss der Temperaturfühler mittels GPIO Ports.
Hierbei kann die Datenleitung des Temperaturfühlers mit GPIO Port 4 (PIN 7) verbunden werden. VCC bekommt man z.B. via PIN 4 und GND gibt es auf PIN 9.
Wichtig hierbei ist, dass Ihr einen 4,7k Ohm Pull-Up Widerstand zwischen VCC und Daten schaltet!
Bei dem auf den Bildern dargestellten Verbindung habe ich WAGO Klemmen genommen. Die haben den Vorteil, dass der Zusammenbau einfach ist und falls mal ein Temperaturfühler kaputtgeht, dieser leicht ausgetauscht werden kann.

folgende Einstellungen sind vorzunehmen:
sudo nano /boot/config.txt
# Enable 1-Wire devices
dtoverlay=w1-gpio,gpiopin=4,pullup=on

sudo nano /etc/modules
# /etc/modules
w1-gpio pullup=1
w1-therm

Beide Skripts (wenn Temperaturfühler via GPIO):
~/bks/tempfFuehler-viaGPIO/log_temp_to_cmd.pl
~/bks/tempfFuehler-viaGPIO/log_temp_to_sql.pl
müssen in das Verzeichnis;
~/temperature/
kopiert werden!

Evtl. die bestehenden (Temperaturfühler via USB-Skript vorher sichern)
Der Temperatursensor via GPIO funktioniert - mit dem beigefügtem Skript - an:
GPIO-Port 4!
Die Adressen (Seriennummer/Kodierung im BKS) der Temperaturfühler findet man hier:
/sys/bus/w1/devices/
WICHTIG: Der Sensor muss wie bei USB vorher angesteckt sein.

PROBLEMBEHANDLUNG:
sudo modprobe w1-gpio
sudo modprobe w1-therm
cd /sys/bus/w1/devices
ls -l
cd 00-xxxxxxxxx
ls -l
=> file: w1_slave
MUSS VORHANDEN SEIN !
=> ID's

bekannte Probleme:
- es werden immer wieder unterschiedliche IDs angezeigt
- es wird immer nur 85°C ausgegeben
=> Verdrahtung nicht sauber !!!

TEST:
cd temperature
perl ./log_temp_to_cmd.pl

Konfiguration der Peripherie im BKS

WICHTIG:
Nun muss die Hardware noch im BKS bekanntgegeben werden!

- siehe 'Beschreibung der Software' VERWALTUNGSDIALOGE' -> Dialog: 'Hardware' -