Soundsensor

Details

Geschrieben von Alexander Schulz

Kategorie: Sonstige

Veröffentlicht: 07. September 2013

Zugriffe: 26541

• Sensor

Ich habe ein wenig mit Anwesenheitserkennung für Arduino experimintiert. Das funktioniert mit einem PIR-Sensor auch ganz zufriedenstellend. Zwar nicht in dem Sinne, dass jemand erkannt wird, der unbeweglich erstarrt ist, sondern als Erkenung des Umstandes, dass jemand das Haus betreten hat. Ich wollte ausprobieren, ob das mit einem Soundsensor noch sinnvoll ergänzt werden kann. Dafür habe ich einen günstigen Modul aus China besorgt.

Der Modul basier auf einem LM393-Komparator. Die Verwendung ist denkbar einfach: 5V Betriebsspannung und ein digitaler Ausgang, der bei Überschreitung des eingestellten Geräuschpegel sein Zustand wechselt.

Leider hat sich das Gerät als eher ungeeignet erwiesen. Es scheint mir zu sehr richtugngsabhängig zu sein. Das größere Problem ist aber zu grobe Einstellung der Empfindlichkeit. Es ist mir nicht gelungen, diese verlässlich so einzustellen, dass auch leise Geräusche zuverlässig erkannt werden, ohne dass der Modul in ein Dauer-HIGH-Zustand übergeht.

USB ISP Programmer für Atmel AVR (USBASP)

Details

Geschrieben von Alexander Schulz

Kategorie: Arduino / ATMEL

Veröffentlicht: 02. September 2013

Zugriffe: 103093

• Atmel
• AVR
• USBasp
• ISP

Mit Arduino wurde vieles bequemer und in einer gewissen Weise sogar einfacher. So können Programme einfach per USB auf den Microcontroller geladen werden. Wer jetzt jedoch denkt, es gäbe für den guten, alten Programmer keine Verwendung mehr, irrt sich.

Die selben Arduino-Sketches können auch mit dem Programmer geladen werden. Da dabei der Arduino-Bootloader nicht benötigt (und daher entfernt) wird, bekommen Programme etwa 2KB mehr Platz und weil keine Zeit zum Warten auf den Upload verschwendet wird, auch ein erheblich schnelleren Start- bzw. Reset-Vorgang. Allerdings wird nach dieser Prozedure ein erneutes Installieren von Bootloader notwendig, wenn danach wieder Upload per USB gewünscht sein sollte. Das geht ganz einfach mit der Arduino-IDE, auch für dann, wenn der verwendete Atmel Microcontroller noch nie davor als Arduino geflasht gewesen war. Natürlich geht es auch umgekehrt, ein Arduno kann als eine ganz normale Atmel-CPU verwendet werden.

Ein extrem günstiger (<3 Euro) Programmer habe ich auf eBay zu gefunden (China-Produkt).

Das Gerät besitzt einen 10-polligen ISP-Stecker. Zusätzlich zu der Standardbelegung, sind Pins 4 und 6 mit TXD und RXD Signalen belegt. Um ein Arduino-Board (Uno, Nano, Mega) daran anzuschliessen, wird noch ein Adapter auf 6-polligen ISP (auf dem Arduino als ICSP beschriftet) benötigt. Auch diesen bekommt man sehr günstig bei eBay.

Bei Boards, die keinen ICSP-Leiste anbieten, müssen entsprechende Pins direkt verwendet werden. Folgende Zeichnung zeigt das für ein ProMini Board.

Ich musste schon etwas suchen und vergleichen, habe aber einen Schaltplan zu diesem Gerät gefunden. Ich wollte keine fremde Bilder verwenden, daher habe ich das Schema mit Eagle selbst gezeichnet. Es handelt sich um Software zur Erstellung von Schaltplänen und Platinen und ist auch in einer kostenlosen Version (für privatgebrauch) erhältlich. Das Program ist sehr mächtig, die Bedienung habe ich mir jedoch etwas intuitiver vorgestellt.

Bei dem Gerät handelt es sich um einen fast haargenauen Nachbau von USBasp-Adapter (http://www.fischl.de/usbasp/). Eine nützliche Erweiterung ist ein 3,3V Linear-Regler zur Stromversorgung des zu beschreibenen Microcontrollers. Als Upload-Tool kann AVRDUDE verwendet werden. Es können damit EEPROM, Firmware, Fuse und Lock Bits aus dem Mikrocontroller ausgelesen oder geschreiben werden. Windows  braucht einen zusätzlichen Treiber: https://github.com/stefanbeller/USBasp/tree/master/bin/win-driver/libusb_1.2.4.0

Auf dem Board befinden sich 3 Jumperleisten, die J2 und J3 sind allerdings nicht aufgelötet. Mit J1 wird die Spannung zur Versorgung von Ziel-Microcontroller definiert (5V oder 3,3V). J2 wird benötigt, wenn Betriebssoftware (Firmware) des Programmes selbst aktualisiert werden muss. J3 erlaubt das Flashen von sehr langsam (<1,5MHz) getakteten Microcontroller. Neuere Firmwareversionen unterstützen dies jedoch in Software (-B Option in AVRDUDE), so dass dieser Jumper überflüssig wird.

Firmware aktualisieren

Der Programer funktioniert mit dem Arduino-IDE, allerdings scheint er eine veraltete Firmwareversion zu besitzen, zumindest beschwert sich AVRDUDE darüber in seinen Ausgaben.

avrdude: warning: cannot set sck period. please check for usbasp firmware update.

Man könnte die Meldung zwar ignorieren, Nachteile hatte ich bis jetzt noch nicht gemerkt. Ich möchte trotzdem eine neuere Version aufzuspielen versuchen. Im Netz habe ich eine gute Anleitung zu genau diesen Programmer gefunden. Ich werde auch ähnliche Weise vorgehen.

Wenn Sie auch nachmachen wollen, beachten Sie bitte,
dass ein Firmwareaustausch immer mit einem gewissen Risiko verbunden ist
und zu einem nicht mehr brauchbaren Gerät führen kann.
Alles was Sie tun, tun Sie auf Ihr eigenes Risiko!

Die Warnung muss sein, auch wenn ein AVR nicht so einfach zu zerflashen ist.

Zunächst muss die J2-Brücke geschlossen werden. Ich habe dafür eine kleine Pinleiste eingelötet, aber auch jede andere Form einer sicheren Verbindung wäre ok.
Dann wird noch ein weiteres Programmer benötigt. Ich habe zwar keinen mehr, aber ein Arduino-Board eignet sich sehr gut auch für diese Aufgabe. Laden Sie den "Arduino ISP"-Sketch darauf (ist unter Datei->Beispiele->Arduino ISP zu finden) und stellen Sie die Verbindung her, wie im Quelltext des Sketches angegeben. Es werden 6 Leitungen benötigt: VCC, GND, RST, SCK, MOSI und MISO. Zu beachten ist, dass ein Mega anders angeschlossen wird, als andere Arduinos wie UNO, Mini oder Nano.

 Bei mir lag gerade ein Mega arbeitslos rum ;-)

Wenn alles richtig verbunden ist (der Programmer bitte nicht ins USB-Buchse stecken!), kann zum Testen folgendes Befehl verwendet werden:

avrdude -C ../etc/avrdude.conf -c avrisp -P COM20 -b 19200 -p m8 -v

Das Befehl muss in AVRDUDE-Verzeichnis eingegeben werden. Ich habe einfach das entsprechende Verzeichniss aus Arduino-IDE verwendet.

Bitte setzen Sie den COM-Port (Parameter -P) entsprechend Ihrer Konfiguration. Wenn Ihr Programmer nicht auf Basis eines ATMega8 aufgebaut ist, müssen Sie auch noch den Prozessortyp (Parameter -p) anpassen.

War alles richtig, sollte etwas in der Art der folgenden Ausgabe erscheinen:

D:\Arduino\arduino-1.0.5\hardware\tools\avr\bin>avrdude -C ../etc/avrdude.conf -c avrisp -P COM20 -b 19200 -p m8 -v
avrdude: Version 5.11, compiled on Sep  2 2011 at 19:38:36
         Copyright (c) 2000-2005 Brian Dean, http://www.bdmicro.com/
         Copyright (c) 2007-2009 Joerg Wunsch
         System wide configuration file is "../etc/avrdude.conf"
         Using Port                    : COM20
         Using Programmer              : avrisp
         Overriding Baud Rate          : 19200
         AVR Part                      : ATMEGA8
         Chip Erase delay              : 10000 us
         PAGEL                         : PD7
         BS2                           : PC2
         RESET disposition             : dedicated
         RETRY pulse                   : SCK
         serial program mode           : yes
         parallel program mode         : yes
         Timeout                       : 200
         StabDelay                     : 100
         CmdexeDelay                   : 25
         SyncLoops                     : 32
         ByteDelay                     : 0
         PollIndex                     : 3
         PollValue                     : 0x53
         Memory Detail                 :
                                  Block Poll               Page                       Polled
           Memory Type Mode Delay Size  Indx Paged  Size   Size #Pages MinW  MaxW   ReadBack
           ----------- ---- ----- ----- ---- ------ ------ ---- ------ ----- ----- ---------
           eeprom         4    20   128    0 no        512    4      0  9000  9000 0xff 0xff
           flash         33    10    64    0 yes      8192   64    128  4500  4500 0xff 0x00
           lfuse          0     0     0    0 no          1    0      0  2000  2000 0x00 0x00
           hfuse          0     0     0    0 no          1    0      0  2000  2000 0x00 0x00
           lock           0     0     0    0 no          1    0      0  2000  2000 0x00 0x00
           calibration    0     0     0    0 no          4    0      0     0     0 0x00 0x00
           signature      0     0     0    0 no          3    0      0     0     0 0x00 0x00
         Programmer Type : STK500
         Description     : Atmel AVR ISP
         Hardware Version: 2
         Firmware Version: 1.18
         Topcard         : Unknown
         Vtarget         : 0.0 V
         Varef           : 0.0 V
         Oscillator      : Off
         SCK period      : 0.1 us
avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions
Reading | ################################################## | 100% 0.09s
avrdude: Device signature = 0x1e9307
avrdude: safemode: lfuse reads as 9F
avrdude: safemode: hfuse reads as D9
avrdude: safemode: lfuse reads as 9F
avrdude: safemode: hfuse reads as D9
avrdude: safemode: Fuses OK
avrdude done.  Thank you.
D:\Arduino\arduino-1.0.5\hardware\tools\avr\bin>

Als nächstes sollte man sich eine Kopie der Originalfirmware anlagen. So hat man später eine Möglichkeit den Ursprungszustand wiederherstellen, wenn die neue Version aus irgendwelchen Gründen nicht funktioniert.

avrdude -C ../etc/avrdude.conf -c avrisp -P COM20 -b 19200 -p m8 -U flash:r:usbasp_original_firmware.bin:r

So soll das aussehen:

D:\Arduino\arduino-1.0.5\hardware\tools\avr\bin>avrdude -C ../etc/avrdude.conf -
c avrisp -P COM20 -b 19200 -p m8 -U flash:r:usbasp_original_firmware.bin:r
avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions
Reading | ################################################## | 100% 0.09s
avrdude: Device signature = 0x1e9307
avrdude: reading flash memory:
Reading | ################################################## | 100% 9.86s
avrdude: writing output file "usbasp_original_firmware.bin"
avrdude: safemode: Fuses OK
avrdude done.  Thank you.
D:\Arduino\arduino-1.0.5\hardware\tools\avr\bin>

Die entstandene Datei hebt man sich gut auf.

Jetzt kann eine andere Firmware aufgespielt werden. Ich habe folgende benutzt: usbasp.2011-05-28.tar.gz. Im Verzeichnis \bin\firmware befinden sich drei fertig kompilierten Dateien für verschiedene Prozessor-Typen (ATMega8, ATMega48 und ATMega88). In meinem Fall ist die Datei mit dem Namen usbasp.atmega8.2011-05-28.hex die richtige. Man sollte sich nicht wundern, dass die neue Datei drei Mal so groß ist. Die vorher ausgelesene Datei wurde in binären RAW Format angelegt (wg. Parameter :r), die neue ist Hexadecimal kodiert.

avrdude -C ../etc/avrdude.conf -c avrisp -P COM20 -b 19200 -p m8 -U flash:w:usbasp.atmega8.2011-05-28.hex

 Das hat bei mir auch ohne Probleme funktioniert.

D:\Arduino\arduino-1.0.5\hardware\tools\avr\bin>avrdude -C ../etc/avrdude.conf -
c avrisp -P COM20 -b 19200 -p m8 -U flash:w:usbasp.atmega8.2011-05-28.hex

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

Reading | ################################################## | 100% 0.07s

avrdude: Device signature = 0x1e9307
avrdude: NOTE: FLASH memory has been specified, an erase cycle will be performed

         To disable this feature, specify the -D option.
avrdude: erasing chip
avrdude: reading input file "usbasp.atmega8.2011-05-28.hex"
avrdude: input file usbasp.atmega8.2011-05-28.hex auto detected as Intel Hex
avrdude: writing flash (4700 bytes):

Writing | ################################################## | 100% 9.35s

avrdude: 4700 bytes of flash written
avrdude: verifying flash memory against usbasp.atmega8.2011-05-28.hex:
avrdude: load data flash data from input file usbasp.atmega8.2011-05-28.hex:
avrdude: input file usbasp.atmega8.2011-05-28.hex auto detected as Intel Hex
avrdude: input file usbasp.atmega8.2011-05-28.hex contains 4700 bytes
avrdude: reading on-chip flash data:

Reading | ################################################## | 100% 5.82s

avrdude: verifying ...
avrdude: 4700 bytes of flash verified

avrdude: safemode: Fuses OK

avrdude done.  Thank you.


D:\Arduino\arduino-1.0.5\hardware\tools\avr\bin>

Jetzt fehlt nur noch ein Test des Programmers, aber vorher muss noch die J2-Brücke entfernen werden.

Testweise habe ich einen Sketch und dann wieder einen Arduino-Bootloader auf mein Nano Board geflasht. Keine Fehlermeldung mehr ;-)

Wandthermostat HM-CC-TC

Details

Geschrieben von Alexander Schulz

Kategorie: HomeMatic

Veröffentlicht: 31. August 2013

Zugriffe: 35226

• HomeMatic
• FHEM
• Sensor
• Heizung

Auf der Suche nach dem geeigneten System zu Steuerung meiner Rolladen habe ich das HomeMatic in die engere Wahl gezogen. Doch bevor ich mich endgültig entscheide, wollte ich irgendein Gerät zum Ausprobieren haben. Dieses Raumthermostat erschien mir gut für diesen Zweck geeignet. So betreibe ich ihn es schon länger als eine Art Logger für Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit in meinem Wohnzimmer. Stellantriebe für die Heizkörper habe ich bisher nicht. Es hat trotzdem gereicht, mich für das System zu begeistern ;-)

Das Gerät ist dazu bestimmt, ein oder mehrere (bis zu vier) Heizkörper-Stellantriebe anzusteuern. Die Soll-Temperatur im Raum kann dabei bequem am Thermostat eingestellt werden. Mit Hilfe von Fenster- bzw. Türkontakten kann ein offenes Fenser (Tür) erkannt werden und während des Öffnungsdauers eine automatische Temperaturabsenkung vorgenommen. Es können bis zu vier davon angelernt werden. Außerdem wird die Temperatur und die Lüftfeuchtigkeit im Raum gemessen und an die Zentrale übermittelt.

FHEMWiki hält eine gute Beschreibung bereit: http://www.fhemwiki.de/wiki/HM-CC-TC_Funk-Wandthermostat.

Zum Verbinden mit FHEM muss das Gerät einmalig angelernt werden. Zunächst wird der Server (genauer: HMLAN-Adapter) in Lernmodus versetzt:  set HMLAN1 hmPairForSec 300. Danach muss am Thermostaten die OK-Taste für mindestens 5 Sekunden lang gedrückt gehalten werden. Es wird daraufhin die entsprechende Erfolgsmeldung angezeigt ('OK' bzw. 'NOK' beim Fehler). Wenn der Server im 'autocreate' Modus betrieben wird (Standard), werden automatisch Einträge im fhem.cfg erzeugt. Diese sind lediglich um Attribute für Gruppe, Raumm etc. zu ergänzen.

Meine Einstellungen sehen dann folgendermaßen aus:

# Thermostat
define nn_th_1 CUL_HM [entfernt]
attr nn_th_1 .devInfo 00FFFF
attr nn_th_1 actCycle 000:10
attr nn_th_1 actStatus alive
attr nn_th_1 alias Wohnzimmer: Thermostat
attr nn_th_1 expert 2_full
attr nn_th_1 firmware 2.0
attr nn_th_1 group Klima
attr nn_th_1 icon icoTemp.png
attr nn_th_1 model HM-CC-TC
attr nn_th_1 peerIDs 
attr nn_th_1 room 1.01_Wohnzimmer
attr nn_th_1 serialNr [entfernt]
attr nn_th_1 subType thermostat

# Logdatei
define FileLog_nn_th_1 FileLog /var/InternerSpeicher/fhem/log/nn_th_1-%Y.log nn_th_1
attr FileLog_nn_th_1 logtype temp4hum6:Plot,text
attr FileLog_nn_th_1 room 9.90_Logs

# Diagramm
define wz_TH_Graph SVG FileLog_nn_th_1:temp4hum6:CURRENT
attr wz_TH_Graph room 1.01_Wohnzimmer

 Das Diagramm wurde unter der Verwendung einer bereits existierenden Plot-Datei definiert und sieht dann folgendermaßen aus:

Ich habe neulich gelesen, dass dieses Gerät (und auch der Heizkörper-Stellantrieb) leider nicht mehr hergestellt wird. Statdessen gibt es Stellantriebe mit eingebauter Steuerung, später soll auch eine neue Version des Wandthermostates folgen. Das aktuelle Thermostat soll dann lediglich als Temperaturlieferant dienen können. Eine Vorgabe der Soll-Temperatur wird nicht möglich sein.

Weather Module

Details

Geschrieben von Alexander Schulz

Kategorie: FHEM

Veröffentlicht: 28. August 2013

Zugriffe: 115109

• FHEM
• Wetter
• Wettervorhersage

Zum Empfang der Wetterdaten (Yahoo Weather API) existiert in FHEM ein spezielles Modul: Weater.

Definition:

define <name> Weather <location> [<interval> [<language>]]

Der Parameter location ist die sogenannte WOEID (WHERE-ON-EARTH-ID), diese kann bei http://weather.yahoo.com herausgefunden werden (nach der Suche ist die ID in der URL sichtbar).

Die optionale Parameter interval und language definieren entsprechen den Aktualisierungsintervall in Sekunden und die Sprache für die Ausgabe ( de, en oder nl). Wenn die Sprache definiert wird, muss auch Interval angegeben werden.

 Beispiel für Langenhagen (Niedersachsen):

define Wetter Weather 670178 600 de
attr Wetter event-on-update-reading temperature,humidity,pressure,wind_speed,wind_chill,wind_direction
attr Wetter group Umwelt
attr Wetter room 9.02_Steuerung

(Das Attribut event-on-update-reading definiert eine Liste der Eigenschaften ("readings"), deren Änderung ein Event (wichtig für notify und FileLog)  erzeugen darf. Alle Änerungen aller anderen Eigenschaften erzeugen somit keine Events mehr. Damit landen ausschließlich die gelisteten Eigenschaften in der Log-Datei. Eine Methode um Platz zu sparen, denn sonst ist das Weather Modul etwas zu gesprächig ;-)

Das Modul liefert folgende Werte:

 Aus meiner Sicht sind die Werte zu ungenau und nicht aktuell genug für Steuerungsaufgaben, aber dennoch interessant und die daraus erstellten Grafiken sind hübsch ;-)

Im folgenden sind die Definitionen für die Diagramme.

Zuerst die Log-Datei:

define FileLog_Wetter FileLog ./log/Wetter-%Y.log Wetter
attr FileLog_Wetter logtype temp4hum6:wind_speed|humidity|temperature,text
attr FileLog_Wetter room 9.90_Logs

Dann der WebLink für die Vorhersage:

define w_Wetter weblink htmlCode { WeatherAsHtmlD("Wetter") }
attr w_Wetter group Umwelt
attr w_Wetter htmlattr width_"220" height="330" frameborder="0" marginheight="0" marginwidth="0"
attr w_Wetter room 0.10_Garten

Und die Auswertungen der Werte für Luftdruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wind:

define wl_Wetter_Luftdruck SVG FileLog_Wetter:myPress4:CURRENT
attr wl_Wetter_Luftdruck group Umwelt
attr wl_Wetter_Luftdruck room 0.10_Garten

define wl_Wetter_Temp SVG FileLog_Wetter:myYahooWeather:CURRENT
attr wl_Wetter_Temp group Umwelt
attr wl_Wetter_Temp room 0.10_Garten

define wl_Wetter_Wind SVG FileLog_Wetter:myWind4windDir4:CURRENT
attr wl_Wetter_Wind group Umwelt
attr wl_Wetter_Wind room 0.10_Garten

Die Plot-Dateien habe ich bei GitHub hochgeladen: myPress4.gplot, myYahooWeather.gplot und myWind4windDir4.gplot.