Steuerung mit RaspberryPi und Smartphone

[sebiG]

Nachdem ich schon eine Weile passiv mitlese, mein erster Beitrag von mir :)
Der Thread Profi Cook Automatisieren viewtopic.php?f=21&t=3841 hat mich motiviert, mein RaspberryPi-Projekt hier vorzustellen. Ich möchte damit meinen Einkocher steuern. Vermutlich gibt es irgendwo bereits etwas ähnliches, aber es ging mir ja darum, es selber zu machen.

Meine Idee war, möglichst das zu verwenden was ich kann und was ich habe. Ich hatte noch einen RaspberryPi und ein Smartphone. Ausserdem wollte ich möglichst wenig und unkompliziertes Zubehör. (Das BrewPi-Projekt mit seinem Zubehör habe ich nicht ganz verstanden, aber das liegt bestimmt an mir.) Besorgen musste ich mir vor noch ein Temperatursensor DS18B20 und ein Solid-State-Relais.
Falls mir jetzt jemand sagt, dass der RaspberryPi überdimensioniert ist und ich kein Display habe: Ja, korrekt . Aber erstens war nichts anderes im Schrank und die entsprechenden (Programmiersprachen-)Kenntnisse nicht bei mir im Kopf.

Die Hardware so aus:

Hardware

Die Software sieht (auf dem Smartphone) aktuell so aus:

Hauptbildschirm zum Start des Maischevorgangs

Hauptbildschirm im Maischevorgang

Hauptbildschirm Weiterfahren nach Verzuckerungsrast

Konfigurationsbildschirm vor Start des Maischevorgangs

Hier noch ein paar technische Details für die Software.
Server auf RaspberryPi:

• Standalone Java
• Apache CXF zur Exponierung von REST-Services (mit Jettison)
• Pi4J zur Ansteuerung der GPIO-Pins (alternativ auch PiFace möglich)
• Selber geschriebener Treiber für DS18B20
• RRD4J zum loggen und anzeigen der Temperatur
• Über einen physischen Taster kann der Maisch-Vorgang und manuelle Rasten (Einmaischen, Verzuckerungsrast) gestartet werden

Der Client auf dem Smartphone:

• Apache Cordova als hybrider Container (für iPhone, Andorid, Windows, etc.)
• AngularJS (2-Way-Data-Binding, REST-Client)
• Mobile Angular UI (UI Framework)

Features, die mir so einfallen:

• Die Steuerung braucht insgesamt ziemlich wenig Komponenten (RaspberryPi, Widerstand, DS18B20, SSR)
• Installation sehr einfach (Eine Konfigurationsänderung auf dem RaspberryPi, je ein ausführbares Programm für Telefon und RaspberryPi)
• Der (Web-Technologie-) Client lässt ich auf dem Smartphone und auf dem PC starten (auch gleichzeitig)
• Gute Eweiterbarkeit, z.B. um Zuheizer (Tauchsieder), Rührwerkansteuerung, Ventile, etc. (es hat noch viele freie GPIO-Pins)
• Man könnte auch noch ein Display anschliessen (HDMI oder was anderes) und eine Webcam zur optischen Überwachung
• Meine Brauanlage wird somit Bestandteil des "Internet of Things (IoT)"

Leider konnte ich es aktuell nur (kurz mit meinem Wasserkocher) simulieren, ich warte noch auf eine Tauchhülse für den Temperatursensor. Hoffentlich kommt der bald, damit ich das ausgiebig testen kann...

Grüsse
Sebastian

[saschabouchon]

Das sieht doch schon top aus

[GregorSud]

Coole Sache, halt uns auf dem Laufenden!

Ich baue gerade einen Brewberry Pi, daher ein paar Frage:

Muss zwischen Temperatursensor und Raspberry nicht noch ein Widerstand? Oder seh ich den nur nicht?
Du hast das Phase-Kabel des Kochers durchtrennt, das Relais schaltet dann bei Bedarf und der Kocher gibt Gas, richtig?
Wofür steht SSR? :)

Beste Grüße!

[Fricky]

Solid State Relais.
Ein Halbleiterrelais.

Gruß, Peter.

[sebiG]

Muss zwischen Temperatursensor und Raspberry nicht noch ein Widerstand? Oder seh ich den nur nicht?

Der steckt in dem türkisfarbenen Klemmboard zwischen +3.3V/weissem Kabel und GPIO4/grünem Kabel. Wenn Du ganz genau hinschaust, siehst Du ihn.

Du hast das Phase-Kabel des Kochers durchtrennt, das Relais schaltet dann bei Bedarf und der Kocher gibt Gas, richtig?

Genau, eigentlich vorerst von einem 3-fach-Stecker, das macht es universeller einsetzbar. Mein Topf ist intern über Flachstecker verdrahtet. Wenn ich alles in den Topf eingebaut bekomme, dann werde ich es über Flachstecker/Flachsteckerschuhe anschliessen.

Wofür steht SSR? :)

Wie Peter schon gesagt hat, Solid-State-Relais, ein Halbleiter-Relais, welches je nach Dimensionierung auch starke Ströme schalten kann. Ich persönlich mag keine mechanischen klickenden Relais und das RA2425 schaltet beim Nulldurchgang, was den Topf schonen sollte.

[giggls]

[*] Selber geschriebener Treiber für DS18B20

Hm warum nimmst Du nicht einfach owfs?

Sven

[Gru]

Wie Peter schon gesagt hat, Solid-State-Relais, ein Halbleiter-Relais, welches je nach Dimensionierung auch starke Ströme schalten kann. Ich persönlich mag keine mechanischen klickenden Relais und das RA2425 schaltet beim Nulldurchgang, was den Topf schonen sollte.

Vorsicht, bei SSR musst du auf die Verlustleistung achten, das sind ca 1 bis 1,3 Watt pro Ampere.

Macht bei 2kW ca. 12 Watt Abwärme. Bei einer 3,5kW Hendi Platte sind es ca. 20 Watt Abwärme.
Bei Reichelt steht auch der Kommentar "(Kühlkörper erforderlich)" bei.

Ich mag zwar auch keine mechanisch klickenden Relais, die haben aber diesen Nachteil nicht.

[Fricky]

Ich mag zwar auch keine mechanisch klickenden Relais, die haben aber diesen Nachteil nicht.

Wenn aber PID eingesetzt werden soll, fallen die mechanischen raus, weil damit Pulsen eigentlich nicht möglich ist.

Gruß, Peter.

[sebiG]

Macht bei 2kW ca. 12 Watt Abwärme. Bei einer 3,5kW Hendi Platte sind es ca. 20 Watt Abwärme.
Bei Reichelt steht auch der Kommentar "(Kühlkörper erforderlich)" bei.

Kühlkörper habe ich, sind aber nicht auf dem Bild. Die zulässige Temperatur vom SSR ist bis 100°C. Eigentlich habe ich auch einen sehr grossen Wasser-Kühler mit ca. 25l Kühlmittel. Er bleibt prinzipbedingt auch immer unter 78°C.
Warum also nicht die Verlustleistung zum heizen verwenden und das Ding gegen den Topfboden kleben? :)

Hm warum nimmst Du nicht einfach owfs?

Danke für den Tipp, kannte ich noch nicht. Ich setze aktuell auf den Rasbperry Pi 1-wire-Kernel-Modulen auf (w1-gpio and w1-therm). Der Java-Code sind 126 Zeilen (einschliesslich Kommentaren), also sehr überschaubar und kein Hexenwerk.

[HarryHdf]

Ich mag zwar auch keine mechanisch klickenden Relais, die haben aber diesen Nachteil nicht.

Wenn aber PID eingesetzt werden soll, fallen die mechanischen raus, weil damit Pulsen eigentlich nicht möglich ist.

Also bei den Versuchen für meine Arduino-Steuerung habe ich festgestellt, daß da eine PID-Regelung relativ unsinnig ist, weil das ganze Heizung-Maische-System vieeeel zu träge ist, damit sich ein PID sinnvoll parametrieren lässt. Es reicht absolut aus, die Heizung kurz vor Erreichen der Zieltemperatur auszuschalten und dann ggf. nochmal in 30 Sekunden langen Takten die Temperatur zu halten... Soooo schnell kühlt Würze nicht aus.

[giggls]

Danke für den Tipp, kannte ich noch nicht. Ich setze aktuell auf den Rasbperry Pi 1-wire-Kernel-Modulen auf (w1-gpio and w1-therm).

Da kann owfs ja auch drauf aufsetzen.

Sven

[sebiG]

Da kann owfs ja auch drauf aufsetzen.

Das stimmt.

Aus meiner Sicht müsste ich eine zusätzliche Bibliothek einbinden oder ein Netzwerk-Protokoll implementieren. Dazu muss ich den owfs-Server installieren und konfigurieren. Alles zugegebenermassen kein Hexenwerk. Das würde anders sein, würde die Brausteuerung auf einem anderen Server laufen als der owfs-Server - was bei mir nicht der Fall sein wird - ich wollte es ja auch bewusst einfach halten.

Worin genau siehst Du denn den Mehrwert, owfs zu verwenden?

Grüsse
Sebastian

[haihappen3000]

Sieht gut aus! WS gibt es Neues?
LG Hai

[sebiG]

Die Steuerung ist auf GitHub verfügbar. Ich habe es bislang noch nicht gepostet, weil ich gefühlt noch nicht genug getestet habe. So ein Test hat ja gewisse Seiteneffekte und irgendwann sind alle Flaschen voll.

Wenn Du es mal anschauen möchtest:
https://github.com/SebiGo/BrewControlServer
Dort ist auch beschrieben, wie man das installiert usw.

Der Web-Client liegt hier:
http://sebigo.github.io/BrewControlClient/www/

Feedback ist herzlich willkommen. Vielleicht erst einen Maischevorgang anlegen und auf Deinem Equipment nur mit Wasser testen.

[nacron]

Sehr cool! Danke dir ich werd mich bei Gelegenheit mal ranmachen das damit zu bauen! :)

[dominicb]

Hi sebiG,
ich habe mir nun mal dein Projekt auf den Raspi gezogen und soweit installiert. Den Server bekomme ich zum laufen (so wie es aussieht). Siehe Bild 1
Den Clinet habe ich mir auch runtergelassen und "installiert". Bin mir da nun aber nicht sicher ob ich nur Punkt 1 der Anleitung durchführen muss oder Punkt 2+3 auch noch machen muss wenn ich Punkt 1 gemacht habe.

Denn wenn ich in Safari die Adresse "http://192.168.178.209" aufrufe komme ich zu der Client config.
Aber wenn ich da die IP eingebe und auf die Diskette klicke kommt nichts weiter als das. Er baut irgendwie keine Verbindung auf.
Als Webserver habe ich Apache2 am laufen.

Woran kann das liegen? WO habe ich den Fehler drin (Wahrscheinlich schwierig zu sagen)?

LG Dominic

[sebiG]

Hallo Dominicb

Sorry für die lange Antwortszeit, ich bin gerade im Urlaub (und habe keinen Hinweis für Deinen Post bekommen).

Den Server bekomme ich zum laufen (so wie es aussieht). Siehe Bild 1

Ja, das sieht gut aus.

Bin mir da nun aber nicht sicher ob ich nur Punkt 1 der Anleitung durchführen muss oder Punkt 2+3 auch noch machen muss wenn ich Punkt 1 gemacht habe.

Ich werde die Anleitung etwas besser schreiben. Nein, Du musst nur 0, 1 oder 2 machen. Also soweit alles gut.

Aber wenn ich da die IP eingebe und auf die Diskette klicke kommt nichts weiter als das. Er baut irgendwie keine Verbindung auf.

Du müsstest diesen String eingeben: http://192.168.178.209:8080/
Mit dem sollte es eigentlich funktionieren. Kannst Du das bitte einmal kontrollieren?
Ich habe leider gerade keinen Raspberry hier im Urlaub, kann erst zu Hause wieder schauen, wie wir noch ein paar Ferndiagnosen machen können, wenn Du noch keine andere Lösung gefunden hast.

[dominicb]

Hi sebiG,
frag mich nicht, keine Ahnung warum aber jetzt geht es. Ich weiss echt nicht was da nun war.
Eine Frage trotzdem noch. Wenn sich die "App" bzw. der Browser mal aufhängt und man den Tab schliessen und neu öffnen, sich dann neu verbinden muss. Läuft die Schrittfolge dann trotz allem normal weiter, also egal ob ich den Browser offen habe oder nicht? Einmal gestartet läuft sie durch. Ich nehme mal an ja, denn alles andere wäre ja kontraproduktiv sobald die Lan/WLan Verbindung mal abreisst oder man den Browser schliesst beendet sich die Software.

Jetzt muss ich nur noch schauen wie ich das Rührwerk per GPIO (Relais) angesteuert bekomme wenn ich am heizen bin und ab und an ein kleines Zwischendurch aufrühren durchführen will.
Sonst misst der Sensor zu lange die temperierte Maische obwohl die im Aussenbereich schon lange abgefallen ist und ein nachheizen nötig wäre.
Und wenn ich das rausgefunden und mir dementsprechend JAVA angeeignet habe, dann werd die Software direkt mal beim nächsten Sud ausprobieren.

LG Dominic

[Smile77]

Hallo zusammen,

da momentan ja einiges im Bereich Automatisierung los ist hier mal ein paar kurze Erfahrungen zu dieser Steuerung.
Ich hab echt keine Ahnung von Programmierung und wollte was möglichst einfaches und praktisches haben.
Die Programmierung ist recht simpel und auch für PI Laien machbar, falls mal was nicht läuft hilft Sebastian einem gut weiter.
Die Steuerung über Smartphone / PC (und alles Parallel ) läuft super, da ich aber im Keller einen echt miesen Empfang habe, hab ich das ganze jetzt auf einem Bildschirm laufen.
Parallel kann man das ganze aber auf dem Smartphone oder einem anderen PC verfolgen.
Sollte einem also das Smartphone mal abschmieren, läuft die Steuerung munter weiter.

Die Einstellung im Programm selber ist einfach und übersichtlich gehalten und erfüllt genau meine Erwartung, Heizungssteuerung in beliebigen Rast-Stufen die danach Automatisch oder erst nach Bestätigung (Einmaischen, Verzuckerungsprobe) weiterlaufen.

Schön wäre noch ein Rezept speicher und ein Image bei dem nur das WLAN eingestellt werden muss, aber Erweiterungsmöglichkeiten gibt es ja immer viel :-P

Ich denke die Steuerung hier ist perfekt falls man was einfaches und günstiges zur Maische Automatisierung sucht.

[sebiG]

Hi Dominic

OK, gut, wenn es jetzt läuft. Der Server läuft grundsätzlich unabhängig durch, wenn er einmal gestartet wurde. Der Client holt sich immer nur den aktuellen Zustand. Eine abgerissene WLAN-Verbindung ist also kein Problem.

Das Rührwerk lasse ich bei mir immer durchlaufen, sonst laufe ich gefahr dass sich etwas festsetzt. Aktuell gibt es also keinen speziellen GPIO-Pin für das Rührwerk. Falls Du das im Code anpassen möchtest, kannst Du mir gerne einen Pull-Request schicken

Grüsse
Sebastian

[sebiG]

Hoi Smile77

Ich habe Deine Feature-Requests mal aufgenommen:
https://github.com/SebiGo/BrewControlServer/issues/4
https://github.com/SebiGo/BrewControlServer/issues/5

Das mit dem Rezept-Speicher mache ich sicher mal demnächst, hört sich sehr praktisch an.

[Tompf]

Hallo sieht supper aus!:)
Was kann die Steuerung also alles? Was kann ich ansteuern, anschließen,einstellen?!:) Damit man eine Übersicht hat vielleicht hab ich es nur übersehen....
Du könntest ganz oben noch den Link zu github einfügen!:)
Soweit ich gesehen habe gibt es ein fertiges RasPi Image!?
Also optisch top!:) was haltest du von der Forumsteurung also ein Gemeinschaftsprojekt? Kann den link leider nicht mehr finden

LG Tompf

[sebiG]

Die Steuerung kann ein Temperaturprofil abfahren. Funktional ist das ist eigentlich alles. Das kann auch konfiguriert, aber aktuell noch nicht (z.B. als Rezept) gespeichert werden.
Fertige Raspi-Images gibt es aktuell nicht.

Eine Community-Forumssteuerung kann sicher für einige interessant sein. Damit ich mich einbringen kann, brauche ich eine mir bekannte Umgebung (=Java/Web) und möchte vor allem so wenig und einfache Hardware wie möglich verwenden. Grundsätzlich ist mein Quellcode offen lizenziert, sämtliche Pull-Requests nehme ich gerne auf, sofern sie die minimalen Qualitätsanforderungen erfüllen (z.B. Unit-Tests, etc.). Falls also jemand das Projekt erweitern, forken oder übernehmen möchte, stehe ich dem sehr positiv gegenüber. Es müsste also jemand der Initianten prüfen, ob das eine tragfähige Basis ist. Für meine Belange funktioniert die Steuerung und das reicht mir vorerst.

[Neubrauer]

Ich finde das Projekt sehr interessant. Aber hier ein paar Fragen:

1. Die Anleitung https://github.com/SebiGo/BrewControlServer sagt "Connect the button to GPIO1 and Ground." Aber was macht der Button? Oder: was macht man mit dem Button? Ist das ein "momentaner" Button oder... Ich weiss eigentlich nicht, wie die andere Sorte heisst.

2. Die Anleitung https://github.com/SebiGo/BrewControlClient sagt "Now fire up a browser on your Raspberry Pi". Aber ich habe jetzt zwei RPi laufen und keiner hat einen Browser. Kann man den BrewControlClient nicht mittels Kommandozeile steuern? Muss man unbedingt einen Browser haben?

[Neubrauer]

"Connect the button to GPIO1 and Ground." Aber was macht der Button? Oder: was macht man mit dem Button? Ist das ein "momentaner" Button oder... Ich weiss eigentlich nicht, wie die andere Sorte heisst.

Nach Stöbern im Conrad-Katalog glaube ich, dass der "Button" ein Drucktaster sein muss. Und die zwei Sorten sind tastend und rastend.

[sebiG]

OK, ein bisschen spät, aber irgenwann muss man das Bier ja auch trinken, das man so braut.

1. Die Anleitung https://github.com/SebiGo/BrewControlServer sagt "Connect the button to GPIO1 and Ground." Aber was macht der Button? Oder: was macht man mit dem Button? Ist das ein "momentaner" Button oder... Ich weiss eigentlich nicht, wie die andere Sorte heisst.

Im deutschen sagt man dazu "Taster", also ein Kontakt, der beim drücken schliesst und anschliessend beim zurückfedern wieder öffnet. Den Button braucht es nicht unbedingt, man kann damit zum nächsten Maischeschritt übergehen, beispielsweise nach dem Einmaischen das restliche Programm starten, ohne über das Web-GUI zu gehen.

2. Die Anleitung https://github.com/SebiGo/BrewControlClient sagt "Now fire up a browser on your Raspberry Pi". Aber ich habe jetzt zwei RPi laufen und keiner hat einen Browser. Kann man den BrewControlClient nicht mittels Kommandozeile steuern? Muss man unbedingt einen Browser haben?

Den Browser braucht man, um das Maischeprogramm einzugeben und den Prozess zu überwachen. Ohne ist es mühsam. Aber der Browser muss nicht auf dem RPi laufen, es kann auch ein Smartphone oder ein anderer Rechner sein.