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Teil 5: RFID Codeschloss für den Keymatic eQ-3 Türschlossantrieb

Vor etwa 10 Monaten habe ich ein RFID Codeschloss Projekt für den alten Keymatic KM300 IQ+ / Abus CFA1000 Türschlossantrieb vorgestellt (Teil 1,Teil 2,Teil 3,Teil 4). Die Motivation war damals einen Ersatz für das Original Codeschloss zu finden. Dieses Codeschloss verschleißt schnell und ist am Markt nicht mehr erhältlich. Die Resonanz auf den Beitrag war deutlich über meinen Erwartungen.
Der Türschlossantrieb ist vor einiger Zeit in einer neuen Version namens Keymatic eQ-3 erschienen.

Für diesen gibt es meines Wissens kein sinnvolles Codeschloss auf den Markt**. Ein Freund wollte nun auch so ein Codeschloss wie wir es in Betrieb haben. Deshalb habe ich mich daran gesetzt, das RFID Codeschloss für die eQ-3 Version zu erweitern. Das Konzept des RFID Codeschlosses ist gleich geblieben und ist in den alten Blogeinträgen beschrieben. Deshalb werde ich hier auf die Unterschiede fokussieren. Weiterhin habe ich die Gelegenheit genutzt, das Codeschloss über WLAN programmierbar zu machen. Dies und weitere Schaltungsvarianten stelle ich in einem folgenden Teil vor.

Welches Codeschloss habe ich?
Auf der unteren Seite des Türschlossantriebs steht die Version. Hier ein Foto von der Keymatic eQ-3. Bei den alten Antrieben steht dort bei Abus CFA1000 oder KM300 IQ+ für die Keymatic Version.

Unterschiede des alten IQ+ Antriebs zum neuen eQ-3 Modell
Der wesentliche Unterschied besteht in den neuen Funksendern und dem neuen Funkprotokoll. Die Sender laufen jetzt mit 1.5V und nutzen ein proprietäres, bidirektionales Protokoll namens Bidcos. Durch die bidirektionale Übertragung wird die Übertragung sicherer. Beim alten Codeschloss musste man die Tasten des Senders länger drücken, um sicherzustellen, dass die Türe schließt. Entsprechend verhält sich auch das Codeschloss. Bei den neuen Handsendern ist das nicht mehr nötig. Ein kurzer Puls langt, der Handsender beginnt sein Protokoll mit der positiven Flanke und schon schaltet das Schloss.

Für das neue eQ-3 Modell muss also:

die SW so geändert werden, dass nur kurze Pulse für Öffnen/Schließen erzeugt werden
die HW so geändert werden, dass sie mit den 1.5V Handsendern zusammenarbeitet
eine Methode gefunden werden, einen Handsender passend umzubauen

Es gibt noch einen verkraftbaren Nachteil des neuen eQ-3 Modells: Drückt man bei dem neuen Modell die Taste „Abschließen“ wenn das Schloss verriegelt ist (also der Riegel ausgefahren ist), so wird die Türe entriegelt. Um ein Missverständnis zu vermeiden: Die Türe wird nicht aufgeschlossen, aber der Riegel wird eingefahren.
Dieses Verhalten des eQ-3 Modells hat den Nachteil, dass man keinen öffentlich bekannten Code wie 0# zum Abschließen verwenden sollte. Man kann zwar nicht aufschließen, aber entriegeln. Bei dem alten Modell führt wiederholtes Abschließen nicht zu einer Entriegelung.

Umbau des Handsenders:
Den Handsender muss man zum Umbau öffnen. Dazu die Batterie entnehmen und dann die Haltelaschen ringsherum um das Gehäuse aushaken. Das ist nicht weiter schwer und mit etwas Fingerspitzengefühl machbar. Dreht man die Platine dann auf die Seite mit den Tastern, so lassen sich Testpunkte mit der Bezeichnung MPn (n=Zahl) finden.

Wir brauchen MP6 und MP5. An diese Punkte sowie an Plus- und Minuspol des Batteriefachs Kabel anlöten. Die Kabel vor dem Zusammenbau noch kurz markieren. Wenn man die Kabel so wie im Bild gezeigt verlegt, kann man den Handsender wieder zusammenbauen und auch noch mit einer Batterie und den eingebauten Tasten betreiben. Das Ergebnis sieht dann so aus:

Warnung: Bitte keine Batterie einlegen, wenn der Handsender von der Codeschloss Schaltung mit Spannung versorgt wird! – Die Batterie würde gegen den Festspannungsregler „antreten“ …

Da die eQ-3 Handsender mit 1.5V laufen, brauchen wir eine entsprechende Versorgungsspannung. Prinzipiell könnte man den Handsender auch weiterhin mit einer Batterie betreiben. Aber wenn schon, dann richtig. Also habe ich die Schaltung um einen LM1117-1.5V Festspannungsregler und einen Stützelko ergänzt. Die Spannungsversorgung habe ich im Unterschied zum alten Sender permanent gestaltet. Die neuen Handsender beginnen nach dem Einlegen einer neuen Batterie einen Initiationsprozess. Den wollen wir nicht bei jeder Codeeingabe auslösen.

Um die Tasten über die Punkte MP5&6 ansprechen zu können, habe ich an die Arduino Pins für Öffnen und Schließen Spannungsteiler aus 100kOhm und 220kOhm angebaut. Damit entsteht zwischen den beiden Widerständen ein Punkt, an dem der Arduino nun eine Potentialdifferenz von 1.5V schalten kann. Der Strom durch diese Spannungsteiler ist im Mikroampere-Bereich und vernachlässigbar. Die Eingänge der Funkfernbedienung sind hochohmig und funktionieren mit diesem Konzept sehr gut.

Von der Hardware-seite her ist die Änderung damit abgeschlossen. Hier das entsprechende Schaltbild:

Änderung der Software:
Wie schon zuvor erwähnt, habe ich die Pulsdauer für Öffnen/Schießen verkürzt; konkret auf 100 Millisekunden. Das hat auch einige Einflüsse auf die Signale am Codeschloss (Buzz & LED). In den Code habe ich in der HandleCodes.ino einen #define eingebaut, mit dem man alle Codeänderungen zentral schalten kann:

So erzeugt man den Code für die eQ-3 Version:
#define EQ3LOCK 1 // enable this define for support of the new Keymatic eQ-3 lock

und mit // davor wird def Define auskommentiert und die IQ+ Version ist aktiv:
//#define EQ3LOCK 1 // enable this define for support of the new Keymatic eQ-3 lock

Hier ist der passende Code für den WiegandController V1.2; Benutzer bestehender Installationen können den Code einfach upgraden (defines beachten). Die Belegung des EEProms ist gleich geblieben. Wiegand_Controller_1.2_EQ3

Im Teil 6 stelle ich einige Schaltungsvarianten vor. Dort ist auch ein konkreter Aufbau zu sehen.

** Es gibt offenbar einen oder mehrere Drittanbieter, welche ein Bundle aus einem DK-2882 Codeschloss und eine HomeMatic Schnittstelle 76784 für 170-190€ verkaufen. Dieses Bundle ist m.E. zweifacher Unsinn:
1. Man bekommt Codeschloss und Schnittstelle für ingesamt unter 120€, wenn man sie bei Conrad oder ELV direkt kauft.
2. Die Konstruktion ist unsicher. Wenn man die Homematic Schnittstelle an dem Codeschloss anschließt, liegen die Anschlüsse zum Aufschließen vor der Haustüre! – Eine Sabotage ist extrem einfach. Man kann die Türe mit einem Stück Draht öffnen, wenn man an die Rückseite des Codeschlosses oder die Kabel dahinter gelangt.

ESP-12, ESP8266-12 / 12E programmieren und mit der Arduino IDE nutzen

2 Antworten

Über den ESP8266 Mikrocontroller hatte ich schon hier berichtet. Mittlerweile gibt es weitere Boards und Varianten auf dem Markt. Besonders interessant ist die Variante ESP8266-12 oder 12E oder auch ESP-12 genannt. Die Boards sind für unter 3€ auf ebay zu bekommen, wenn man direkt aus China bestellt.

Der Vorteil der ESP-12 Variante ist, dass alle Pins herausgeführt werden. Man hat dann bis zu 11 GPIOs und den ADC Pin zur Verfügung. Zu diesem Board gibt es auch schon einige Tipps im Netz. In diesem Beitrag hier möchte ich zeigen, wie man ein Breakout Board für den ESP-12 selbst bauen kann, einen Programmieradapter anfertigt, die Arduino IDE nutzt und die Flashgröße ausliest.

Das Foto des ESP-12 sieht allerdings schöner aus als die Realität. Der Pinabstand der ESP-12 Platine beträgt nämlich nur 2mm. Der normale Rasterabstand ist jedoch 2.54mm. Man kann sogenannte ESP Breakout Boards kaufen oder sich ein solches Breakout Board aus Lochplatine selbst bauen, um den Pinabstand auf das Normalmaß umzusetzen. Die kommerziellen Breakout Boards adaptieren auf eine Breite von 10 „Normpunkten“. Meine Variante kommt mit 9 Punkten aus. Man kann natürlich auch einfach ein Reihe Lötpunkte mehr nehmen.

Zunächst muss die Rückseite es ESP-12 mit etwas Isolierband abgedeckt werden. Diese Seite des Boards wird mit der Seite mit den Lötpunkten unseres Breakout Boards in Kontakt kommen.

Danach baut man mit Pinleisten die Basisplatine auf. Die hinteren 6 Pins sollte man 90 Grad abwinkeln (oder weglassen), wenn man das Board auf einem Breadboard verwenden will.

Danach verbindet man die Pins der Pinleisten mit den Anschlüssen des ESP-12. Man kann dazu verzinnten Draht nehmen oder auch die abgeschnittete Drähte von Widerständen etc.

Fertig ist das Breakout Board – jetzt passt es auf ein Breadboard oder in andere Schaltungen mit Normpinabstand. Die Pinbelegung entspricht dem Aufdruck auf der Rückseite (siehe oben).

Zwei Punkte sind bei dem Board zu beachten:
1. Wenn man den ESP-12 verwenden will, muss man GPIO15 beim Start auf GND legen. GPIO15 auf Vcc (bzw offen) konfiguriert eine andere Bootoption, die normalerweise nicht benutzt wird. Wer mag und den GPIO15 nicht braucht kann den Pin direkt auf dem Breakout Board auf GND legen. Die Pins liegen nebeneinander.
2. Die Anschlussbelegung der hinteren Reihe des ESP-12 variiert je nach gelieferter Variante. Dort solltet Ihr also besser zweimal hinschauen, wenn Ihr Schaltungsvorschläge im Netz findet.

Nun muss das Board noch programmiert werden. Eine Anleitung und ein Programmierboard für den ESP8266-01 hatte ich hier beschrieben. Ich habe mit eine Adapterplatine gebaut, die es mir erlaubt, den ESP-12 in diesem Programmierboard zu betreiben. Das fertige Ergebnis ist ein nettes kleines Türmchen. Damit kann der ESP-12 wie der normale ESP8266-01 mit der Arduino IDE genutzt werden.

Ich habe auf dem Adapter eine Reihe doppelt ausgeführt, so dass sowohl die 9er als auch die 10er Breite passen. Die Pins sind bei dem Adapterboard einfach 1:1 durchverbunden. Der Adapter legt allerdings GPIO15 auf GND, da dies bei dem ESP8266-01 schon auf dem Board selbst auf GND gelegt ist. So sieht mein Adapter aus – ich habe es nicht auf Schönheit angelegt. Aufgrund von Materialknappheit habe ich nicht für alle Pins einen Sockel montiert 🙂

Hier der Schaltplan des Adapters, der auch nochmal das Pinout des ESP-12 zeigt. Dazu ist ein ESP8266-01 im Vergleich dargestellt. Das Pinout des adaptierten ESP-12 passt in dieser Orientierung zum ESP8266-01:

Auf dem Board ist die Lage der Antenne auf einem ESP-12 markiert, um eine Verpolung zu verhindern. Auf dem Foto ist auf Vorder- und Rückseite ein identischer Pin markiert. Da man den Adapter auch falsch herum auf die Programmierplatine setzen kann, habe ich hier nochmal die Ausrichtung im Vergleich zum normalen ESP8266-01 fotografiert.

Damit die Steckerei in der Praxis nicht schief geht, habe ich mir die Lage der Antenne des ESP-12 auf der Adapterplatine markiert. Weiterhin habe ich auf dem Adapter als auch auf der Programmierplatine einen Punkt markiert, so dass sich die richtige Lage leicht erkennen kann.

Last but not least hier ein kurzes Codebeispiel, wie man bei dem ESP die Größe des Flash Speichers ausliest:
// we need to include these to be able to use the spi_flash_get_id() function extern "C" { #include "c_types.h" #include "ets_sys.h" #include "os_type.h" #include "osapi.h" #include "spi_flash.h" }

size_t fs_size() { // returns the flash chip's size, in BYTES uint32_t id = spi_flash_get_id(); uint8_t mfgr_id = id & 0xff; uint8_t type_id = (id >> 8) & 0xff; // not relevant for size calculation uint8_t size_id = (id >> 16) & 0xff; // lucky for us, WinBond ID's their chips as a form that lets us calculate the size return 1 << size_id; } void setup() { Serial.begin(9600); Serial.print("Flash Size = "); Serial.println(fs_size()); } void loop() { }

Der ESP-12 kommt mit 4MB Flash Speicher (der -01 mit 512kB). Stellt man die Flashgröße in den Arduino IDE Boardoptionen auf 512kB ein, läuft offenbar jeder ESP problemlos. Die Größe des Flash Speichers kann man aber passend erhöhen, wenn mehr zur Verfügung steht.

Telnet2Serial – Telnet zu RS232/Seriell Brücke (Remote Console) mit dem ESP8266 Microcontroller

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Wie bringt man eigentlich ein Arduino Projekt oder irgendein Gerät mit seriellem Interface möglicht einfach ins WLAN? – Diese Frage ging mit durch den Kopf, als ich über eine Verbesserung meines Codeschlossprojekts nachdachte. Dabei bin ich auf die Idee gekommen eine Telnet zu Seriell Brücke mit dem ESP8266 zu bauen.

Im Netz habe ich einige Hinweise und Codes gefunden, die einen Ansatz bildeten, aber eine komplette Lösung. Die hier vorgestellte Lösung ist für die Arduino IDE geeignet, wenn man sie für den ESP8266 Mikrocontroller erweitert.

Als Adapterplatine kann man diese Programmierplatine für den ESP8266 verwenden (klick – die Taster kann man natürlich weglassen).

Der Anschluss ist hier analog zu den typischen USB/Seriell Adaptern gestaltet: Pin2 an RX, Pin3 an TX, Pin4 an eine Spannungsversorgung (5-12V), Pin5 an Masse.

Man muss mit den Pegeln an seriellen Schnittstellen vorsichtig sein. Der ESP8266 läuft mit 3,3V. Die Programmierplatine ist für den Anschluss an einen Arduino geeignet und wandelt den Pegel per Spannungsteiler von 5V auf 3,3V. Die Schaltung passt auch auf die meisten Logikboards. Generell können serielle Schnittstellen das Signal mit bis zu +-12V darstellen. In diesem Fall muss man zu einem aufwändigeren Pegelwandler greifen.

Der Code erlaubt bis zu 5 parallele Klienten. Diese Klienten können alle parallel lesend und schreibend zugreifen. Der Adapter trägt allerdings keine Sorge, dass die Klienten nicht parallel schreiben und dann sinnlose Eingaben entstehen. Dafür müßt ihr in der jeweiligen Anwendung selbst sorgen (oder die Anzahl die Klienten auf 1 runtersetzen).

Im Code können am Anfang einige Einstellungen konfiguiert werden; u.a. welche Geschwindigkeit der seriellen Schnittstelle oder ob der Adapter als Accesspoint laufen soll oder sich in ein bestehendes WLAN verbinden soll.
// max number of clients that can connect #define MAX_NO_CLIENTS 5 const WiFiMode wifi_mode = WIFI_AP; // set WIFI_AP for access-point or WIFI_STA for WIFI client const char* ssid = "T2S-Accesspoint"; // Name of AP (for WIFI_AP) or name of Wifi to connect to (for WIFI_STA) const char* password = "12345678"; // set to "" for open access point w/o password const int iSerialSpeed = 9600; // speed of the serial connection const bool bSuppressLocalEcho = true; // shall local echo in telnet be suppressed (usually yes)
Die Einstellungen sollten weitestgehend selbsterklärend sein. Falls nicht, dann fragt gerne. Der Code versucht den Telnet Client so zu konfigurieren, dass Telnet keine lokalen Echos (Kopien) der Eingaben anzeigt. Das führt typischerweise dazu, dass jede Taste doppelt angezeigt wird. Dies erscheint aber nur so. Die Unterdrückung funktioniert nicht mit jedem Telnet Programm. Beim Windows Telnet Programm klappt es. Bei putty nicht; da kann man es aber in den Einstellungen konfigurieren.

Hier gibt es den Code: ESP_Telnet2Serial

Hier nun ein Beispiel bei der ich den ESP8266 als Telnet2Serial Brücke an einen Arduino angeschlossen habe (TX und RX); in diesem Beispiel habe ich auf dem Arduino das Codeschlossprogramm genommen.

HTTP 1.1 Webserver für ESP8266 als Accesspoint

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Ich hatte vor einiger Zeit ein Codebeispiel für einen stabilen HTTP 1.1 Webserver für den ESP8266 gepostet (klick). Dieser Code ist in der Arduino IDE verwendbar, wenn man diese mit dem Boardmanager für den ESP8266 erweitert (klick). Mit dem bestehenden Codebeispiel loggt sich der ESP8266 in ein bestehendes WLAN ein und bezieht von dort per DHCP eine IP Adresse.

In einigen Fragen/Kommentaren haben Leser ein Codebeispiel für einen Accesspoint gewünscht. Dabei loggt sich der ESP8266 nicht in ein bestehendes WLAN ein, sondern erzeugt einen eigenen Accesspoint. Nicht ganz sauber aber allgemeinverständlicher formuliert: Der ESP8266 macht sein eigenes WLAN mit eigenem Namen und man kann sich per PC, Tablet oder Mobiltelefon damit verbinden.

Der Code ist an dem bereits geposteten Beispiel orientiert. Die Codeänderungen sind:
1. Am Anfang wird nun nicht mehr die SSID und das Passwort des Ziel WLANs eingetragen, sondern die Werte für das vom ESP zu erzeugende WLAN.
2. Der Reconnect Counter entfällt – macht keinen Sinn.
3. Das WLAN wird mit dem Modus WIFI_AP erzeugt. ssid und Passwort werden per API übergeben.
4. Die Wifi Startroutine entfällt. Ebenso der Check, ob noch eine Verbindung zum WLAN besteht. Brauchen wir nicht mehr. Wir machen jetzt unser eigenes WLAN.
Geprüft habe ich den Code mit der ESP8266 Erweiterung mit SDK Version 1.20 auf einer Arduino IDE 1.6.5.

In dem Beispiel wird ein WLAN namens ESP-Accesspoint erzeugt. Das WLAN Passwort ist auf 12345678 eingestellt. Wenn man einen Windows PC oder ein Android Gerät verbindet, kann das einen Augenblick dauern. Dies liegt nicht am ESP oder am Beispielcode. Beide Betriebssysteme prüfen zunächst für einige Sekunden, ob das WLAN auf das Internet zugreifen kann. Das geht natürlich nicht, da der ESP in diesem Beispiel sein eigenes WLAN erzeugt und keinerlei Verbindung zum Internet hat.
Android reagiert darauf mit der Meldung „Internet event. nicht verfügbar“. Diese bitte mit OK bestätigen. Windows 10 zeigt in der Netzwerkanzeige an, dass es sich um eine eingeschränkte Netzwerkverbindung handelt.

Wenn man dann in einem Browser http://192.168.4.1 eingibt, sollte die vom ESP erzeugte Webseite erscheinen.

Im seriellen Monitor kann man die Ausgaben überprüfen, wenn man die Knöpfe auf der Seite klickt. GPIO2 kann auch geschaltet werden.

Hier gibt es den Code: ESP_WebServerAP

Viel Erfolg!

P.S.: password = "" –> WLAN ist offen und ohne Passwort.

Windows 10 Update Erfahrungen – was tun wenn’s klemmt oder ewig dauert

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Ich habe mittlerweile drei Rechner auf Windows 10 upgedated (2x von Win 7, 1x von Win 8.1). Die Erfahrungen und Problemchen habe ich hier kurz notiert.

Bei zwei Rechnern (Win 7 und 8.1) kam ganz normal das Windows 10 Updaten Icon mit dem man das Update reservieren konnte. Der Download hat auch automatisch gestartet und irgendwann meldete sich dann der Rechner und bot das Update an.

Wenn das Update nicht will:
Bei einem Win 7 Rechner kam jedoch weder das Icon noch sonst irgend ein Hinweis. Ich habe dann Anleitungen gefunden, wie man das Icon „erzwingen“ kann usw. Gebracht hat das alles aber nichts. Das Update sei reserviert, aber der Download hat nicht gestartet. Und auch die Anleitungen wie man dies angeblich erzwingen kann haben nichts gebracht.

Der entscheidende Tipp ist dann das Windows Media Creation Tool. Einfach danach googlen oder hier klicken:
http://www.microsoft.com/de-de/software-download/windows10

Ich habe die 64 Bit Version heruntergeladen, gestartet und los ging es. Das Tool bietet an, einen Datenträger zu erzeugen oder den Rechner upzudaten. Ich habe das Update des Rechners gewählt. Es werden nun ca. 2GB aus dem Internet heruntergeladen, was je nach Anschluss länger dauern kann. Genügend freier Plattenplatz muss natürlich verfügbar sein.

Das Update selbst – es dauert:
Man muss einige rechtliche Hinweise bestätigen und das Update startet.

Und hier direkt die Warnung: Das kann dauern! – Der modernste Rechner (i7 5500, 8GB RAM, SSHD) war nach ca. 6 Stunden wieder betriebsbereit. Ein älterer Rechner (i3 M370, 4GB RAM) brauchte ca. 9 Stunden.

Bevor Ihr das Update startet, empfehle ich den Virenscanner zu deaktivieren / deinstallieren. Während des Updates braucht der Rechner keine Netzwerkverbindung, so dass kein Risiko besteht. Offenbar gibt es aber einige Virenscanner, die das Update extrem in die Länge ziehen (Avira scheint dafür ein Kandidat).

Während des Update Vorgangs kam es bei allen Rechnern zu einem oder mehrern scheinbaren Stillständen des Updates. Microsoft hat die Fortschrittsanzeige nicht sehr gut gelöst:
– mehrfach war der Bildschirm mehrere Minuten schwarz
– das Update stand bei mit bei 83% und 91% teilweise bis zu 30 Minuten ohne Fortschritt (und mit marginaler Plattenaktivität).

–> Einfach warten.

Beim Ersten Start war alles lahm:
Irgendwann sind dann die 100% erreicht und der Rechner startet zum ersten mal mit Windows 10. Auf allen drei Rechnern aber nicht so, wie man sich das vorstellt. Jedes Mal war der Rechner nach dem Update extrem langsam. Die Startleiste funktionierte nicht. Es kamen teilweise Meldungen von nicht geladenen Audiotreibern. Ich habe bei allen Rechnern ca. 30 Minuten gewartet.

Neustart erzwingen – und alles wird gut:
und dann Alt+F4 gedrückt, bis mir der Dialog zum Herunterfahren angeboten wurde. Also Neustart …

Einer der Rechner stand beim ersten Herunterfahren noch einige Minuten bei dieser Meldung:

Und nach dem Neustart fuhren alle 3 Rechner problemlos hoch. Performance o.k.
So ganz ideal ist das Update bei allen drei Rechnern nicht gelaufen – aber am Ende war dann doch alles gut.

Defekter Luftdrucksensor in einer Fineoffset WH3080 Wetterstation

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Bei meiner Fineoffset WH3080 Wetterstation hat vor kurzem der Luftdrucksensor den Geist aufgegeben. Im Netz konnte ich einige Berichte über defekte Luftdrucksensoren bei Fineoffset Wetterstationen finden. Es gibt aber keine Informationen über Reparaturmöglichkeiten. Ich konnte meine Station noch auf Garantie tauschen; an dieser Stelle geht ein Danke an den ebay Händler new-mobile-media.

Wegen des Garantietauschs habe ich die Reparatur nicht ausgeführt. Ich denke aber, dass eine Reparatur mit den zusammengetragenen Infos für 10€ machbar ist. Über einen entsprechenden Kommentar würde ich mich freuen, falls jemand erfolgreich ist.

Das Symptom:
Der Luftdruck steht festgenagelt auf 1013,2hPa (also Normdruck) bei relativer Druckanzeige und bei 0.0hPa bei absoluter Druckanzeige. Batteriewechsel und ein Zurücksetzen auf Werkseinstellungen bringen nichts.

Reparaturvorschlag:
Der Luftdrucksensor sitzt in der Hauptkonsole der Wetterstation. Um diese zu demontieren, muss man zunächst den Fuß entfernen und die Batterien entnehmen. Dann sind die 8 Schrauben auf der Rückseite zu entfernen.

Danach kann man die Rückseite der Wetterstation entfernen. Die Lage des Drucksensors auf der Platine ist hier markiert:

Die Platine kann man entfernen, wenn man die 10 silbernen Schrauben entfernt. Danach muss man vorsichtig das LCD Display abnehmen. Die stegartigen Gummikontakte, welche die Platine und das Display verbinden, bleiben dabei mit dem Display verbunden. Der Kontakt wird beim Zusammenbau wieder hergestellt; die silbernen Schrauben sorgen für ausreichenden Druck.

Die Lage des Drucksensors von der anderen Seite ist in den folgenden Fotos erkennbar.

Nun stellt sich die Frage, welcher Drucksensor hier verbaut ist. Wie schon geschrieben, ist dazu keine Information im Internet zu finden. Im Vergleich mit vielen Produktdatenblättern, Anschlussbelegungen und Fotos von Drucksensoren, konnte ich den passenden Sensor aber finden. Es handelt sich um einen Hoperf HP03S (siehe hier).
Im Vergleich des Produktfotos mit den Platinenfotos erkennt man, dass es sich um den gleichen Sensor und um die identische Adapterplatine handelt.

Der HP03S ist für ca. 10€ im Netz verfügbar. Ein Austausch erfordert einen Lötkolben; es sollte aber nicht sehr schwierig sein. Da der Sensor seine Kalibierfaktoren ab Werk „kennt“ und per I2C übermittelt, sollte ein Sensortausch ohne weitere Kalibrierung der Wetterstation möglich sein.

Ich hoffe, dass die Information weiterhilft und jemand den Reparaturansatz bestätigen kann.

Fehlerhafte Einträge in der weewx Datenbank beheben

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Ich betreibe eine kleine Wetterstation, die mittels weewx Webseiten für meine Internetseite erzeugt (siehe https://thesen.eu/wetter; Näheres zum Aufbau hier). Aufgrund eines Garantiefalles musste ich die Basisstation austauschen. Als ich die neue Basisstation angeschlossen habe, sind plötzlich einige sinnlose Einträge in der weewx Datenbank aufgetaucht. Als Resultat waren dann alle Grafiken völlig sinnlos skaliert. Da weewx auch Wochen, Monats und Jahresübersichten erzeugt, ist das ärgerlich. Die fehlerhaften Einträge machen diese Grafiken dauerhaft kaputt:

Im folgenden habe ich zusammengeschrieben, wie man diese Einträge lokalisieren und löschen kann.

weewx nutzt eine SQL Dankenbank, um die Daten in einer Datenbank abzulegen. Die Datenbankdateien haben die Endung sdb und liegen im Unterverzeichnis archive. Dabei ist weewx.sdb die Datenbank der Meßwerte. Die Datei stats.sdb wird daraus erzeugt und enthält die Statistiken.

Um die Datenbankeinträge sehen und manipulieren zu können braucht man ein Tool. Ich habe sqlite3 genommen. Wenn ihr das noch nicht auf dem Pi installiert habt, dann geht das sehr einfach und für wenige hundert kB mittels folgender Kommandos:
sudo apt-get update sudo apt-get install sqlite3

Danach geht man mit dem Tool auf die weewx Datenbank
sudo sqlite3 ./archive/weewx.sdb
Man kann dann nun auf die Datenbank zugreifen (und sie auch kaputt machen!). Je nach dem ist es sicherer ein Backup der Datenbankdateien weewx.sdb und stats.sdb anzulegen. Ohne „sudo“ kann man auch read-only auf die Datenbank zugreifen und sich so erst einmal umsehen.

Mit dem Kommando .schema kann man sich erst einmal die Struktur der Datenbank ansehen. Bei weewx enthält die Datenbank eine Tabelle namens archive. Die Namen der Spalten sind mit .schema erkennbar. Bei mir erscheint:
sqlite> .schema CREATE TABLE archive (`dateTime` INTEGER NOT NULL UNIQUE PRIMARY KEY, `usUnits` INTEGER NOT NULL, `interval` INTEGER NOT NULL, `barometer` REAL, `pressure` REAL, `altimeter` REAL, `inTemp` REAL, `outTemp` REAL, `inHumidity` REAL, `outHumidity` REAL, `windSpeed` REAL, `windDir` REAL, `windGust` REAL, `windGustDir` REAL, `rainRate` REAL, `rain` REAL, `dewpoint` REAL, `windchill` REAL, `heatindex` REAL, `ET` REAL, `radiation` REAL, `UV` REAL, `extraTemp1` REAL, `extraTemp2` REAL, `extraTemp3` REAL, `soilTemp1` REAL, `soilTemp2` REAL, `soilTemp3` REAL, `soilTemp4` REAL, `leafTemp1` REAL, `leafTemp2` REAL, `extraHumid1` REAL, `extraHumid2` REAL, `soilMoist1` REAL, `soilMoist2` REAL, `soilMoist3` REAL, `soilMoist4` REAL, `leafWet1` REAL, `leafWet2` REAL, `rxCheckPercent` REAL, `txBatteryStatus` REAL, `consBatteryVoltage` REAL, `hail` REAL, `hailRate` REAL, `heatingTemp` REAL, `heatingVoltage` REAL, `supplyVoltage` REAL, `referenceVoltage` REAL, `windBatteryStatus` REAL, `rainBatteryStatus` REAL, `outTempBatteryStatus` REAL, `inTempBatteryStatus` REAL);

An erster Stelle steht also Zeit/Datum in Unix Konvention. Eintrag 4 in jeder Datenzeile ist z.B. der Druck (in inHg; die Einheiten sind immer amerikanisch/imperial).

Jetzt muss man die defekten Einträge finden. Das kann man z.B. tun, in dem man nach sinnlosen Werten sucht. Hat man beispielsweise sinnlos hohe Windböen, so kann man mit folgendem Kommando nach Böengeschwindigkeiten über 100 Meilen/h suchen:
SELECT * FROM archive WHERE windGust>100;

Kann man die Uhrzeit der fehlerhaften Einträge einschätzen, so kann man die Einträge aus dem Zeitraum anzeigen lassen. Dazu muss man zunächst Datum und Uhrzeit in Unix Epochen umrechnen. Das geht beispielsweise hier: http://www.epochconverter.com/

Danach kann man mit folgendem Kommando die Einträge aus einem entsprechend eingeschränkten Zeitraum anzeigen (man muss natürlich die Zeiten auf die eigenen Werte anpassen):
SELECT * FROM archive WHERE dateTime>1437177600 AND dateTime<1437224400;

Bei mir kam dabei folgendes heraus:
1437209238|1|0||59.7282929710573|61.6972020568766|32.0||0.0|5.0|2.2369362912|877.5|715.819613184|877.5|||-206451.55032121|-2833.24|-2833.24||||||||||||||||||||||||||||||||| 1437209958|1|12||3.78027170702894|4.04987302083283|32.0|32.0||0.0|10.28990693952|1800.0|42.5017895328|1800.0||||23.5809421233387|32.0||||32.0|19.0040000022138|||||||||||||||||||||||||||| 1437219877|1|5|30.2070907698466|29.1966922622564|30.257313925167|79.16|88.16|60.0|39.0|4.4738725824|225.0|6.93450250272|225.0|||60.040369125152|88.16|88.16||397.95382|0.0|88.16|88.9300974826728|||||||||||||||||||||||||||| <<...snip...>>

Laut dieser Tabelle hatten wir als 32 Fahrenheit (0 Grad Celsius) am 18.07. in unserer Wohnung. EBenso falsch ist der folgende Eintrag. Diese beiden Einträge können wir folgt gelöscht werden:
DELETE FROM archive WHERE dateTime=1437209238; DELETE FROM archive WHERE dateTime=1437209958;

Das sqlite3 Tool kann man mit dem Kommando .quit verlassen. Ich habe nun noch das mitgelieferte Script zum check der Datenbank laufen lassen. Vorher habe ich weewx gestoppt:
sudo /etc/init.d/weewx stop ./bin/wee_config_database --string-check --fix ./weewx.conf

Nun muss man noch die stats.sbd löschen; ich habe die Datei umbenannt, um ein Backup zu haben:
cd archive sudo mv stats.sdb stats.sdb.backup

Danach habe ich die Pi mit weewx neu gestartet.
sudo reboot

Nach dem Neustart erzeugt weewx die stats.sdb neu. Das hat bei mir bei fast 1 Jahr Daten ca. 10 Minuten gedauert. Weitere 5 Minuten später waren Pi und Wetterstation wieder in Sync. Die Tabellen mit den min/max Werten stimmen nun wieder. Die Wochen, Monats und Jahres-Übersichtsbilder werden in den nächsten 24h neu erzeugt.

Sommerspaß: Elektrische Fliegenklatschen tunen :-)

10 Antworten

Es ist Sommer und warm. Die Mücken sind zurück. Was hat das mit einem Elektronik Bastelblog zu tun? – Ich habe ein wenig an meiner elektischen Fliegenklatsche herumgetunt.
Statt mit 3V läuft sie jetzt mit einem 9V Block und es knallt und blitzt, wenn man eine Mücke erwischt. Und mit einem Transistor-Upgrade ist das jetzt auch stabil.

Vorneweg eine Warnung:
Durch die Manipulation wird die Ausgangsspannung und Leistung deutlich erhöht. Das kann gefährlich sein. Ich rate deshalb vom Nachbau ab, wenn nicht die notwendige Sachkenntnis vorliegt. Es wird auch keine Haftung übernommen, wenn ihr diese Warnung ignoriert.

Es gibt so einige Hinweise im Netz, dass man in diese Art von Fliegenklatschen statt 2x 1,5V Mignon (AA) Batterien einen 9V Block einsetzen kann. Ich habe das mit einer Fliegenklatsche der Marke Dinomark probiert. Diese Fliegenklatsche wird offenbar auch unter dem Namen FloraSun verkauft.

Der Umbau auf 9 Volt geht auch relativ einfach. Im Batteriefach werden dazu die Batteriekontakte am hinteren Ende entfernt. Diese einfach mit einer Zange herausziehen. Bei den vorderen Kontakten den Kontakt des Pluspols so wie im Foto gezeigt verbiegen.

Und schon passt ein 9V Block perfekt.

Dieser Umbau funktioniert – aber nur ein paar wenige Male und dann geht nichts mehr. Auch das leichte Pfeifen der Fliegenklatsche ist nicht mehr zu hören. Also habe ich die Fliegenklatsche auseinandergebaut. Und siehe da: Der Kleinsignaltransistor war durch – da musste ich auch nicht mehr groß messen:

Also brauchen wir einen Transistor mit mehr Leistung. Da die Bezeichnung am Transistor nicht mehr erkennbar war, habe ich anhand der Schaltung auf NPN getippt. In der Grabbelkiste fand sich ein BD243C mit einer maximalen Kollektor/Emitter Spannung von 100V und einem maximalen Strom von 6A. Die typischen Kleinsignaltransistoren haben meistens eine maximale Spannung von ca. 20-30V. Für den Faktor 3 in der Batteriespannung sollte es also langen.

Nun haben die Kleinsignaltransistoren meistens die Pinbelegung Kollektor, Basis, Emitter. Der BD243C hat allerdings Basis, Kollektor, Emitter. Netterweise gibt es bei der von mir verwendeten Fliegenklatsche 4 Lötpads für den Transistor. Wie ich anhand des Layouts nachvollziehen konnte, muss man den BD243C um ein Lötpad verschoben einbauen (Basispin des BD243C also dahin wo vorher der mittlere Pin des Kleinsignaltransistors war).

Kurzer Test: Fliegenklatsche hat wieder den leichten Pfeifton, wenn man die Taste drückt.

Wieder zusammenbauen, probieren: knallt & blitzt heftig.
Bisher läuft das Ding stabil – hier im Test mit einer Pflanze. Ein Mücke habe ich nicht auf ein Video bekommen, es klingt aber genauso 😉

WLAN Lufttemperatur und -feuchte Logger mit grafischer Darstellung für ESP8266

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Im folgenden Projekt habe ich einen Sensor für Luftfeuchtigkeit und Temperatur mit einem ESP8266 zusammengebaut. Herausgekommen ist ein WLAN-basierter Temperatur und Feuchtesensor, der ein Logfunktion für 24 Stunden mitbringt und eine grafische Darstellung realisiert. Für die aktuelle Zeit ist eine Abfrage des NIST Zeitservers per NTP integriert. Es werden keine Cloud-Dienste verwendet. Alle Daten bleiben lokal.

Das Ziel des Projekts war weiterhin, eine grafische Darstellung zu realisieren ohne einen cloudbasierten Dienst wie thingspeak o.ä. zu nutzen. Die Daten bleiben komplett im lokalen Netz. Es muss auch nicht jeder Nutzer einen eignen Accounts o.ä. anlegen. Für die grafische Darstellung werden die Google Chart APIs verwendet. Damit lassen sich sehr effizient ansprechende Grafiken und Graphen erzeugen – obwohl man eine vergleichsweise kurze html Seite verwendet. Dieses Vorgehen habe ich bisher noch nicht für den ESP8266 gesehen – deshalb der explizite Hinweis darauf.

Selbst Nachbauen:
Ihr braucht nur einen ESP8266 und einen Temperatur und Luftfeuchtesensor AM2301 (auch als DHT21 bekannt). Beides gibt es für jeweils unter 3€ bei ebay aus China. Die Schaltung ist so trivial, dass ich sie erst gar nicht aufmale. Der GPIO2 des ESP8266 wird mit dem gelben Datenkabel des AM2301 verbunden. Rot geht an 3,3V, schwarz an Masse.

Für die Programmierung des ESP8266 und die entsprechende Erweiterung der Arduino Entwicklungsumgebung für den ESP findet Ihr hier Hinweise (klick).

Den Sourcecode für den Temperatur und Feuchter Logger habe ich hier hinterlegt; inkl. verbesserter NTP Abfrage (11/2015): ESP_TH_Logger_V2
(erste Version hier, falls sie jemand sucht: ESP_TH_Logger)

In der ESP_TH_Logger.ino müsst Ihr noch den Namen Eures WIFIs und das Passwort eintragen. Das war es auch schon. Danach solltet Ihr nach ca. 20-30 Sekunden auf per Browser auf den ESP zugreifen können. Nach ca. 1. Minute sollte auch die erste Messung vorliegen. Einfach per Browser auf http://IP-DIE-DER-ESP-IM-NETZ-HAT (also z.B. http://192.168.178.41) zugreifen.

In der ESP_TH_Logger.ino kann man auch noch den Zeitraum einstellen, der geloggt werden soll. Der Code ist auf 24h eingestellt. Das RAM des ESP8266 erlaubt uns ca. 1800 Logeinträge zu halten. Es wird also alle ca. 50 Sekunden eine Messung durchgeführt und gespeichert. Wer den Zeitraum ändern möchte, muss den #define MEAS_SPAN_H suchen. Der Speicher wird rolierend adressiert, so dass immer die letzten 24h (oder was auch immer definiert ist) vorliegen.

Von der Hautpseite kommt man per Link auf die Unterseiten mit einer grafischen Darstellung des Temperatur- und Feuchteverklaufs (Bilder s.o.). Weiterhin ist eine tabellarischen Darstellung verfügbar.

Diese Unterseiten haben eine längere Ladezeit von ca. 10 Sekunden. Das liegt daran, dass bis zu 100kB übertragen werden müssen und der ESP8266 mit 10-20kB pro Sekunde nicht der schnellste Renner ist.

Ihr bekommt Fehlermeldungen beim Übersetzen oder die Zeit wird über NTP nicht erfasst? – Macht gegebenenfalls ein Update Eurer ESP/Arduino Erweiterung.

Ergänzung (09.06.2015):
Aufgrund eines Hinweises von Nick (siehe Kommentare) konnten wir Meßfehler nachweisen, wenn DHT11 oder DH21 (vermutlich auch DHT21) zu nahe am ESP8266 liegen. Vermutlich koppeln HF Felder des ESP8266 in den analogen Meßteil des DHT ein. Bei einem DHT21 konnte ich eine systematische Abweichtung von +1,5 Grad Celsius und -3% rel. Feuchte nachweisen. Eine Distanz von ca. 10cm scheint auszureichen, um das Problem zu vermeiden. Die Messwerte meines DHT21 stimmen dann mit den Werten meiner Wetterstation (WH3080) überein.

Der Code:
Der Code ist zwar lang aber an sich nicht kompliziert. Der AM2301 läuft über die Standard DHT Bibliothek, die man auch über die IDE herunterladen und einbinden kann (Adafruit DHT sensor library Version 1.0.0). Man muss nur einen Timingparameter (Parameter 3) passend einstellen. Die Routinen für NTP und die Erzeugung eines lesbaren Strings aus dem NTP Timestamp sind in den Dateien time_ntp.cpp/.h zu finden.
Wie schon erwähnt wird für die Darstellung der Grafiken die Google Chart API genutzt. Die Dokumentation von Google dazu ist sehr gut. Ich habe die Google Beispiele etwas angepasst und dann in den C++ Code eingebaut.

Dazu noch ein kleiner Tipp. Man muss längere html Code-Fragmente in C++ kompatible Strings verwandeln. Das kann man manuell machen; das ist aber fehleranfällig und nervig. Hier gibt es einen kleinen, aber feinen Online Konvertierungsdienst (Haken bei „split output into multiple lines“ wegnehmen):
http://tomeko.net/online_tools/cpp_text_escape.php?lang=en
Es gibt weiterhin eigentlich nur zu beachten, dass der cpp-Präprozessor bei zu langen Zeilen irgendwann streikt und Fehler wirft. Dann muss man die Zeile eben etwas kürzen und auf mehrere Zeilen verteilen.

Weiterhin ist bei der Programmierung zu beachten, dass man nicht beliebig lange Strings zusammenbauen kann. Das RAM des ESP8266 im im Vergleich zu einem Arduino zwar groß (ca. 30kB frei), aber für eine größere Website viel zu klein. Deshalb werden die langen Tabellen für die Unterseiten in 1kB Blöcken übertragen. Auf diese Weise muss die Website nie vollständig im RAM des ESP8266 liegen.
Dieser Streaming-„Trick“ hat aber einen Nachteil. Es soll ein gültiger HTTP 1.1 Header erzeugt werden. Dieser Header muss die Länge der folgenden Website exakt enthalten. Deshalb erzeugt der Code die langen Tabellen zweimal. Beim ersten Mal wird die Länge ausgerechnet und der String verworfen. Nachdem der Header übertragen wurde, wird die Tabelle dann ein zweites Mal erzeugt und gestreamt. Da der ESP8266 mit 80MHz läuft, ist das aber kein Problem.

Erwähnenswert ist sonst noch, dass man nicht den kompletten Speicher mit Arrays belegen darf. Man muss ca. 8-10kB frei lassen, damit für Stack und die Low-Level Wifi Funktionen noch genügend Speicher frei ist. Der Wert von 10kB im Code ist experimentell ermittelt.

Ansonsten hoffe ich, dass der Code selbsterklärend ist. Falls Ihr Fragen habt, hinterlasst einfach einen Kommentar.

Ergänzung 10.08.2017:
Auf vielfache Nachfrage hier ein Demoprogramm für die lokale Uhrzeit auf Basis einer NTP Abfrage mit automatischer Sommer- & Winterzeitumstellung: https://blog.thesen.eu/lokale-uhrzeit-mit-dem-esp8266-und-einem-ntp-zeitserver-inklusive-sommerwinterzeit/

Störgeräusche im NUK Babyphone Easy Control 200 bekämpfen

2 Antworten

Wir haben uns aufgrund von guten Erfahrungen mit einem älteren NUK Babyphone Modell ein zweites NUK Babyphone gekauft. Die Wahl fiel auf NUK Babyphone Easy Control 200. Die praktische Erfahrungen mit dem als störungsfrei beworbenen Gerät sind ernüchternd: Das Ding summt und surrt permanent und deutlich wahrnehmbar.

Es klingt nach einer HF Einkopplung und da dieses Babyphone keine Rauschunterdrückung hat (d.h. der Lautsprecher ist permanent an) kann das ziemlich nerven.

Eigentlich hätten wir es umgetauscht, wenn es zeitlich alles nicht so schlecht gepasst hätte. Somit kam der Griff zum Schraubenzieher. Und siehe da. Die Störgeräusche lassen sich mit einer trivialen Abschirmmaßnahme fast vollständig beheben. Eigentlich sollte sowas die Firma NUK am meisten selbst ärgern. Hier wurde für bestenfalls 1 Cent Material gespart.

Öffnen des Elternteils:
Gürtelclip an der Rückseite entfernen, Batteriefach öffnen und die Akkus herausnehmen. Im Batteriefach sind zwei Kreuzschrauben zu erkennen. Diese herausdrehen. Das Gehäuse ist jetzt schon einen Spalt offen, wird aber noch durch Plastikzungen zusammenhalten. Hier muss man mit dem Einsatz von Fingernägeln oder einem Plektrum die Plastikzungen vorsichtig aushaken.

Das Problem:
Wie man auf den Fotos erkennen kann, liegt der Audio Verstärker direkt unterhalb der Antenne und sehr nahe am Hochfrequenzteil.

Und hier noch einmal im Detail – der Verstärker ist ein EMA1001. Direkt darüber ist die Antenne. Am rechten Bildrand ist der HF Teil.

Und mit ein paar Experimenten war schnell klar, dass die Störungen tatsächlich HF Einkopplungen sind.

Die Lösung:
Die Lösung ist nun relativ simpel. Einfach ein zur Platine hin isoliertes Abschirmblech montieren und mit der Masse der HF-Abschirmung des HF Teils verbinden. Ich habe ein Stück Lochstreifenplatine genommen und die Streifen durchverbunden. Es geht sicherlich auch ein kleines Blech, das man mit Klebeband isoliert.

Das Abschirmblech darf keinen Kontakt zur Antenne haben. Durch die Verlötung mit der HF-Schirmung im oberen Teil der Platine hält es ausreichend. Zur Hauptplatine hin ist das Platinenstück nichtleitend.

Umbau in umgekehrter Reihenfolge. Fertig 🙂
Die Störgeräusche sind massiv reduziert. Das Babyphone rauscht noch leicht. Die Einkopplungen sind fast nicht mehr zu hören. Ideal ist das noch nicht, aber im Gegensatz zum Originalzustand akzeptabel.