FreeSol-Wiki - Benutzerbeiträge [de]

Hauptseite

2019-09-20T13:51:06Z

Thomas: /* Sonstiges */

== Hinweis: Verein CO2 Abgabe e.V. unterstützen ==

<div style="border: 2px solid red; padding: 10px;">
Der Verein CO2 Abgabe e.V. setzt sich, wie der Name schon sagt, für die '''Einführung einer CO2-Abgabe''' ein, um schneller zu einer klimaneutralen Energiewirtschaft zu kommen und vielleicht die Klimaziele so doch noch zu erreichen. Vielleicht mal anschauen und mitmachen? http://www.co2abgabe.de/
[[File:Co2abgabe.png|50px]]
</div>

== Was macht FreeSol? ==
=== Neu: FreeSol Raspi ===
Es gibt nun auch eine FreeSol-Raspi Version, die auf einer [[FreeSol Raspi| eigenen Seite]] beschrieben ist.

=== FreeSol bisher ===
FreeSol ist ein freier Datenlogger für Solaranlagen auf Basis des fertig aufgebaut erhältlichen AVR-NetIO-Boards. In der Grundversion zeichnet er die Energieerzeugung aus S0-Signalen auf, kleine Erweiterungen erlauben alternativ das Verwenden andere Datenquellen (Lichtpulse, Drehscheibe eines Ferraris-Zählers) sowie zusätzlich das Aufzeichnen von Daten eines Bezugs-/Einspeisezählers auf Basis von SML-Signalen.

Alle einzusetzende Software ist frei erhältlich. Die Gesamtkosten der benötigten Hardware liegen im Bereich von 30-60 EUR. Die Komponenten sind komplett aufgebaut, der Zusammenbau ist ohne Löten mit etwas Geschick nach den vorliegenden Anleitungen möglich. Der Logger selbst benötigt keinen laufenden PC und hat damit im Dauerbetrieb nur einen geringen Energieverbrauch.

Die Daten können in dem freien Windows-Programm FreeSol EV am PC visualisiert, mit FreeSol Android am Handy eingesehen oder automatisch in Portale hochgeladen werden [[Installationen#FreeSol:_Die_Originalanlage|(Beispielansichten)]]. Der Logger sendet tägliche Statusberichte per Email und ist optional über kostenfreie Dynamic-DNS-Server auch im Internet abrufbar.

Das vorliegende Wiki dokumentiert den technischen Stand, gibt Installations- und Bedientips und sammelt Antworten auf häufige Fragen. Für Diskussionen und Probleme gibt es auch ein [http://www.photovoltaikforum.com/freesol-f113/ Forum] bei photovoltaikforum.com .

<gallery widths=220px >
Datei:LoggerImWeb.jpg|Ein Screenshot des Loggers selbst. Der Logger selbst findet sich live [http://freesol.dd-dns.de/ hier].
Datei:FreeSolEVMinuten.jpg|Visualisierung inklusive der Bezugs-Einspeisedaten im Windows-Programm FreeSol EV.
Datei:FreeSolBeiSonnenertrag.jpg|Die Daten werden automatisch ins Portal sonnenertrag.eu übertragen, das Ergebnis ist live [http://www.sonnenertrag.eu/de/erlangen/freesol/15902/15681.html hier] zu sehen.
Datei:FreeSolBeiPVLog.jpg|Das Portal PV-Log.com holt die Daten ebenfalls ab und stellt sie [http://www.pv-log.com/Anlage/51.php so] dar.
</gallery>

==Wichtige Einstiegsseiten in diesem Wiki==
* [[Schnelleinstieg|Schnelleinstieg in vier Schritten]]
* [[Merkmale und Technik]]
* [[Aufbauanleitungen]]
* [[FAQ|Liste mit häufigen Fragen (FAQ)]]
* [[Downloads]]
* [[Installationen|Links auf FreeSol-Anlagen]]
* [[FreeSol_AVR-24_%28nur_S0_und_24h%29|Variante: S0-Datenlogger für 24-Stunden-Betrieb]]

== Sonstiges==
* [[Abschätzung Installationen|Abschätzung der installierten Solarleistung zum Monatsende]]
* [[Leistungsstarke Tage]]
* [[Erhöhung des Eigenverbrauchs]]
* [[Zubauzahlen]]
* [[Der_Weg_zur_eigenen_Solaranlage|Der Weg zur eigenen Solaranlage]]
* [[Quergedacht: Wie hoch ist mein persönlicher Staatsschuldenanteil?]]

Viel Spaß beim Mitmachen!

Thomas Wagner

Hauptseite

2019-09-20T13:50:41Z

Thomas: /* Sonstiges */

== Hinweis: Verein CO2 Abgabe e.V. unterstützen ==

<div style="border: 2px solid red; padding: 10px;">
Der Verein CO2 Abgabe e.V. setzt sich, wie der Name schon sagt, für die '''Einführung einer CO2-Abgabe''' ein, um schneller zu einer klimaneutralen Energiewirtschaft zu kommen und vielleicht die Klimaziele so doch noch zu erreichen. Vielleicht mal anschauen und mitmachen? http://www.co2abgabe.de/
[[File:Co2abgabe.png|50px]]
</div>

== Was macht FreeSol? ==
=== Neu: FreeSol Raspi ===
Es gibt nun auch eine FreeSol-Raspi Version, die auf einer [[FreeSol Raspi| eigenen Seite]] beschrieben ist.

=== FreeSol bisher ===
FreeSol ist ein freier Datenlogger für Solaranlagen auf Basis des fertig aufgebaut erhältlichen AVR-NetIO-Boards. In der Grundversion zeichnet er die Energieerzeugung aus S0-Signalen auf, kleine Erweiterungen erlauben alternativ das Verwenden andere Datenquellen (Lichtpulse, Drehscheibe eines Ferraris-Zählers) sowie zusätzlich das Aufzeichnen von Daten eines Bezugs-/Einspeisezählers auf Basis von SML-Signalen.

Alle einzusetzende Software ist frei erhältlich. Die Gesamtkosten der benötigten Hardware liegen im Bereich von 30-60 EUR. Die Komponenten sind komplett aufgebaut, der Zusammenbau ist ohne Löten mit etwas Geschick nach den vorliegenden Anleitungen möglich. Der Logger selbst benötigt keinen laufenden PC und hat damit im Dauerbetrieb nur einen geringen Energieverbrauch.

Die Daten können in dem freien Windows-Programm FreeSol EV am PC visualisiert, mit FreeSol Android am Handy eingesehen oder automatisch in Portale hochgeladen werden [[Installationen#FreeSol:_Die_Originalanlage|(Beispielansichten)]]. Der Logger sendet tägliche Statusberichte per Email und ist optional über kostenfreie Dynamic-DNS-Server auch im Internet abrufbar.

Das vorliegende Wiki dokumentiert den technischen Stand, gibt Installations- und Bedientips und sammelt Antworten auf häufige Fragen. Für Diskussionen und Probleme gibt es auch ein [http://www.photovoltaikforum.com/freesol-f113/ Forum] bei photovoltaikforum.com .

<gallery widths=220px >
Datei:LoggerImWeb.jpg|Ein Screenshot des Loggers selbst. Der Logger selbst findet sich live [http://freesol.dd-dns.de/ hier].
Datei:FreeSolEVMinuten.jpg|Visualisierung inklusive der Bezugs-Einspeisedaten im Windows-Programm FreeSol EV.
Datei:FreeSolBeiSonnenertrag.jpg|Die Daten werden automatisch ins Portal sonnenertrag.eu übertragen, das Ergebnis ist live [http://www.sonnenertrag.eu/de/erlangen/freesol/15902/15681.html hier] zu sehen.
Datei:FreeSolBeiPVLog.jpg|Das Portal PV-Log.com holt die Daten ebenfalls ab und stellt sie [http://www.pv-log.com/Anlage/51.php so] dar.
</gallery>

==Wichtige Einstiegsseiten in diesem Wiki==
* [[Schnelleinstieg|Schnelleinstieg in vier Schritten]]
* [[Merkmale und Technik]]
* [[Aufbauanleitungen]]
* [[FAQ|Liste mit häufigen Fragen (FAQ)]]
* [[Downloads]]
* [[Installationen|Links auf FreeSol-Anlagen]]
* [[FreeSol_AVR-24_%28nur_S0_und_24h%29|Variante: S0-Datenlogger für 24-Stunden-Betrieb]]

== Sonstiges==
* [[Abschätzung Installationen|Abschätzung der installierten Solarleistung zum Monatsende]]
* [[Leistungsstarke Tage]]
* [[Erhöhung des Eigenverbrauchs]]
* [[Zubauzahlen]]
* [[Der_Weg_zur_eigenen_Solaranlage]]
* [[Quergedacht: Wie hoch ist mein persönlicher Staatsschuldenanteil?]]

Viel Spaß beim Mitmachen!

Thomas Wagner

Der Weg zur eigenen Solaranlage

2019-09-20T13:38:16Z

Thomas: /* Schritt 1: Verfügbare Dachfläche, Modulzahl und Aisrichtung der Dachfläche bestimmen */

== Zum Zweck der Seite ==
Diese Seite will in wenigen Schritten den grundsätzlichen Weg zur eigenen Solaranlage beschreiben.

== Schritt 1: Verfügbare Dachfläche, Modulzahl und Aisrichtung der Dachfläche bestimmen ==
* Leitfragen
** Flachdach oder geneigtes Dach? Welcher Neigungswinkel liegt ungefähr vor? (typisch: 30°)
** Ausrichtung des Dachs? (Süden? Ost/West? verdreht?)
** Welche Fläche kann wirklich genutzt werden (verschattete Bereich, Bereiche um Shornsteine, Dachflächenfenster, Gauben usw abziehen)
** Wieviel Module passen drauf (typisches Maß z.B. 1.67 m * 1.00 m, Beispiele finden sich hier: https://www.photovoltaik4all.de/tec-solar)
** Welche Leistung hat ein herausgesuchtes Modul
* Im Ergebnis hat man nun eine Abschätzung für die Größe der PV-Anlage, z.B. 32 Module a 310 W auf Dach mit Südausrichtung und Neigung 30°)

== Schritt 2: Jahresertrag der Anlage in kWh abschätzen ==
* Mit PVGIS lässt sich mit den Daten aus Schritt 1 der Jahresertrag für den konkreten Standort gut abschätzen
**https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#PVP
* Es lassen sich sogar Spezialfälle wie Abschattung durch Nachbarhäuser oder Bäume mitberechnen, hier ist jedoch mehr Erfahrung nötig
* Im Ergebnis hat man nun eine Zahl für einen Jahresertrag der konkreten Anlage, z.B. 10348 kWh

== Schritt 3: Rentabilität der Anlage berechnen ==
* konkreten Einspeisetarif nachschlagen (im Moment ca 10 ct) : https://www.photovoltaik4all.de/aktuelle-eeg-verguetungssaetze-fuer-photovoltaikanlagen-2017
* Eigenverbrauchsquote abschätzen (z.B. 10 %). Hier spart man höhere Kosten, 2.5. 25 ct pro kWh, für vermiedenen Strombezug
* Kosten der installierten Anlage abschätzen (z.B. 16.000 EUR brutto für 10 kWp)
* Jährliche Kosten z.B. 150 EUR für Haftpflicht und Schadensversicherung
* Dachpacht, typisch z.B. 175 EUR pro Jahr für 10 kWp

Der Weg zur eigenen Solaranlage

2019-09-20T13:38:08Z

Thomas: Die Seite wurde neu angelegt: „== Zum Zweck der Seite == Diese Seite will in wenigen Schritten den grundsätzlichen Weg zur eigenen Solaranlage beschreiben. == Schritt 1: Verfügbare Dachfl…“

FreeSol Raspi

2019-07-12T20:09:28Z

Thomas: /* Grundpaket: FreeSol Raspi */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.
* '''Update 12.7.19:''' Raspi 4 scheint ebenfalls zu funktionieren, bisher keine Probleme gesehen. Nachdem dieser bei gleichem Preis schneller ist, wäre er die Methode der Wahl. Im Moment arbeite ich da mit 1 GB, weil es die anderen Versionen noch nicht gibt.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version:
*** Raspi 3 B+, Raspian Strech Lite April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
*** Raspi 4 mit 1 GB, Raspian Buster Lite Juli 2019, Release date: 2019-07-10, Kernel version: 4.19
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_Helper.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SML_Bezug_Einspeisung.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSol-SML-Schnittstellentest.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/hexdump.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SMLParser.py
*** Hinweis: Programme werden nicht überschrieben, ggf. existierende Programme löschen mit rm *.py
* ('''Nur bei Verwendung eines Raspi Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T20:08:32Z

Thomas: /* Grundpaket: FreeSol Raspi */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.
* '''Update 12.7.19:''' Raspi 4 scheint ebenfalls zu funktionieren, bisher keine Probleme gesehen

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version:
*** Raspi 3 B+, Raspian Strech Lite April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
*** Raspi 4 mit 1 GB, Raspian Buster Lite Juli 2019, Release date: 2019-07-10, Kernel version: 4.19
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_Helper.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SML_Bezug_Einspeisung.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSol-SML-Schnittstellentest.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/hexdump.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SMLParser.py
*** Hinweis: Programme werden nicht überschrieben, ggf. existierende Programme löschen mit rm *.py
* ('''Nur bei Verwendung eines Raspi Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T20:05:39Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version:
*** Raspi 3 B+, Raspian Strech Lite April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
*** Raspi 4 mit 1 GB, Raspian Buster Lite Juli 2019, Release date: 2019-07-10, Kernel version: 4.19
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_Helper.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SML_Bezug_Einspeisung.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSol-SML-Schnittstellentest.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/hexdump.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SMLParser.py
*** Hinweis: Programme werden nicht überschrieben, ggf. existierende Programme löschen mit rm *.py
* ('''Nur bei Verwendung eines Raspi Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:32:12Z

Thomas: /* Installation des Raspi-Betriebssystems */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version:
*** Raspi 3 B+, Raspian Strech Lite April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
*** Raspi 4 mit 1 GB, Raspian Buster Lite Juli 2019, Release date: 2019-07-10, Kernel version: 4.19
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_Helper.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SML_Bezug_Einspeisung.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSol-SML-Schnittstellentest.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/hexdump.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SMLParser.py
* ('''Nur bei Verwendung eines Raspi Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:23:18Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_Helper.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SML_Bezug_Einspeisung.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSol-SML-Schnittstellentest.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/hexdump.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/SMLParser.py
* ('''Nur bei Verwendung eines Raspi Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:17:40Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
* ('''Nur bei Verwendung eines Raspi Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:16:38Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:14:58Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:14:43Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-07-12T19:13:57Z

Thomas: /* Installation der FreeSol-Software */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** ins Verzeichnis wechseln: cd FreeSol
** Programme herunterladen:
*** wget https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py
***wget https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py
*** wget https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py &'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* '''(optional für zusätzlichen SML-Bezugs-Einspeise-Lesekopf, ab Version 0.95): Cronjob für SML-Lesekopf anlegen:'''
** Cronjob-File editieren mit '''sudo nano /etc/crontab'''
** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py'''
** Hinweis: Zu Debugzwecken kann man temporär Fehlermeldungen mitschreiben lassen, dies füllt und belastet aber im Dauerbetrieb die Speicherkarte:
*** Letzte Zeile anfügen: '''* * * * * root sudo python3 /home/pi/FreeSol/SML_Bezug_Einspeisung.py >/home/pi/FreeSol/SML_err.log 2>&1'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
=== Allgemeine Infos ===
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder [[FreeSol_Raspi#Der_Weidmann-Elektronik-Lesekopf | z.B. bei Weidmann fertig bestellen]] kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet:
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen '''Mitschnitte''', die man mit einem '''Terminalprogramm''' '''wie''' [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 '''hterm'''] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.
* Beim Ansehen von Mitschnitten hilft auch ein '''Hexeditor wie''' [https://www.heise.de/download/product/hxd-50764 hxd]
* Eigentlich sollten Mitschnitte bekannter Zähler auch vom alten [[Downloads#FreeSol_SML | FreeSol SML-Programm]] analysiert werden können, auch kann man dort direkt den Lesekopf anschließen.
* Zur Entschlüsselung unbekannter Zähler helfen nach wie vor die Erläuterungen bei [https://wiki.volkszaehler.org/software/sml Volkszähler] sowie ein [https://www.binaryhexconverter.com/hex-to-decimal-converter Hex2Dec-Konverter].
* Eine '''Spezifikation des SML-Protokolls''' findet sich auf der Seite [https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/Publikationen/TechnischeRichtlinien/TR03109/TR-03109-1_Anlage_Feinspezifikation_Drahtgebundene_LMN-Schnittstelle_Teilb.pdf?__blob=publicationFile des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechik]
* '''Sehr gute einführende Erläuterungen zum SML-Protokoll''' finden sich [https://www.msxfaq.de/sonst/bastelbude/smartmeter_d0_sml_protokoll.htm bei msxfaq.de] und [http://www.schatenseite.de/2016/05/30/smart-message-language-stromzahler-auslesen/ bei schatenseite.de].

=== Ein FreeSol-SMLParser ===
==== unter Windows ====
* Geeignet für einen ersten Test, ob der Zähler erkannt wird.
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** Easymeter Q3B
** Iskra-MT681
* Den Zähler in einen Windows-USB-Port stecken.
* Das [https://www.freesol.de/download/2019-05-15f_FreeSol-SMLParser.exe FreeSol-SMLParser-Programm] herunterladen und in einem Kommandofenster (starten mit cmd) ausführen.
* Im besten Fall werden nun die korrekten Zählerstände angezeigten, ansonsten bitte mit einen Screenshot der Fehlermeldung schicken.

=== Der Weidmann-Elektronik-Lesekopf ===
==== Allgemeine Informationen ====
* [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Sehr nützliche technische Informationen zur Inbetriebnahme des Lesekopfs finden sich [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=24 im Weidmann-Shop]

==== Inbetriebnahme unter Windows ====
* '''Treiberpaket''' [https://shop.weidmann-elektronik.de/index.php?page=product&info=&info=24&dl_media=82 herunterladen]
* Nachdem die Treiber selbst sich nicht direkt installieren ließen, habe ich das Emlog-Testprogramm im Treiberpaket installiert, das die Treiber korrekt mitinstalliert hat. Beim Starten des Emlog-Programms war dann eine COM-Schnittstelle (bei mir COM3) sichtbar, wenn man auf verbinden gedrückt hat.
* Danach habe ich Emlog wieder geschlossen und diese Com-Schnittstelle in '''hterm zur Verbindung genutzt''', bei 9600 baud. (Connect drücken, dann unten bei Input Options in der langen Zeilke irgendwelche Daten eingeben, rechts auf Asend drücken, dann 0 für unendlich viele Wiederholungen auswählen und z.B. 1 für 0.1. s Pause zwischen eine Sendung).
* Schließlich mit einer '''Handykamera auf den Sensor gucken''', wenn man die Diode im Kamerabild blinken sieht (die Kamera ist IR-empfindlich) funktioniert der Treiber.
* '''Hinweis eines Nutzers:''' Wenn der Lesekopf bereits am Zähler klebt und man den dann am USB am Win PC anschließt, '''übernimmt er die Maussteuerung'''. Es öffnen sich Fenster und Kontext Menüs, eine Steuerung mit Touchpad ist nicht mehr möglich. Wenn man aber erst am USB anklemmt, wartet bis das Device eingerichtet ist und dann den Kopf am Zähler aufsetzt, ist alles o.k.

==== Inbetriebnahme am Raspi ====
* Nützliche Infos in der [https://shop.weidmann-elektronik.de/media/files_public/9d73b590bf0752a5beff32d229d4497d/HowToRaspberryPi.pdf Weidmann-Beschreibung]
* USB-Stecker in den Raspi stecken und Raspi einschalten
* Einloggen und Kommando '''ls /dev/ttyU*'''. Als Ergebnis müsste die USB-Schnittstelle angezeigt werden, an der der Rapi hängt, z.B. '''/dev/ttyUSB0'''.
* Einstellen der für den Zähler geeigneten Schnittstellenparameter der IR-Schnittstelle, z.B. für Baud 9600 8N1
** '''stty -F /dev/ttyUSB0 9600 -parenb cs8 -cstopb -ixoff -crtscts -hupcl -ixon -opost -onlcr -isig -icanon -iexten -echo -echoe -echoctl -echoke'''
* Einen Befehl am Raspi an die Kamera senden, diese müsste im Handy kurz blinkend zu sehen sein:
** '''echo -n -e 'Befehl' > /dev/ttyUSB0'''
* Mit dem Befehl die vom Zähler gesendeten Daten
** anzeigen '''cat /dev/ttyUSB0''' oder
** in eine Datei schreiben: '''cat /dev/ttyUSB0 > Daten.hex'''
** Abbruch mit Ctrl-C
* Für die Inbetriebname der Freesol-Software:
** '''sudo pip3 install pyserial''' zur Installation des Moduls für die serielle Schnittstelle
* '''Ab Programmversion 0.95 sollte die Einbindung des SML-Lesekopfs für eine Bezugs-Einspeisezähler möglich sein'''.
** auf der FreeSol-Raspi-Konfigurationsseite sind dabei zusätzlich einzugeben:
*** die Nummer der USB-Schnittstelle, typisch 0
*** die OBIS-Kennzahlen für Bezug und Einspeisung, z.B. 1.8.0. und 2.8.0. Diese stehen in der regel im Zählerdisplay

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
=== Allgemein ===
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.
* Mögliche Ertragsdatenbanken: https://www.photovoltaik-web.de/photovoltaik/ertragsprognose/ertragsberechnung-ertragsprognose

=== pv-ertraege.de ===
* https://www.pv-ertraege.de/
* Enthält gut 2000 Anlagen
* Nur Erfassung von Monatserträgen möglich

=== Sonnenertrag.eu ===
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als webbasierte Version, allerdings ist dort der dauerhafte Weiterbetrieb wohl nicht sicher.
* Eine Beispielanlage hab ich [https://sonnenertrag.freesol.de/ hier] in die Webseite eingebunden.
* Forum: https://www.photovoltaikforum.com/board/184-sonnenertrag/
* Wiki: hab ich nicht gefunden

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol-Wiki:Über FreeSol-Wiki

2019-06-14T14:10:05Z

Thomas: Die Seite wurde neu angelegt: „Impressum: Thomas Wagner<br> Lange Zeile 122<br> 90154 Erlangen“

Impressum:

Thomas Wagner<br>
Lange Zeile 122<br>
90154 Erlangen

FreeSol Raspi

2019-05-07T18:20:49Z

Thomas: /* Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.94.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* Folgende zu übertragende '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** [https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py FreeSolRaspi_SolarZaehl.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py S0_Solar.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py CherryPy-Zaehler.py]
** Dateien z.B. nach c:\temp\FreeSol speichern.
* Die '''Programme''' mit einem FTP Programm (z.B. [https://www.heise.de/download/product/filezilla-18785 Filezilla]) '''auf den Raspi übertragen'''
** Zum Aufbau der Verbindung in FileZilla folgende Daten eingeben
*** Server: IP-Adresse des Raspi, z.B. '''192.168.178.32'''
*** Benutzer: '''pi'''
*** Passwort: '''raspberry''' (oder das geänderte Passwort)
*** Port: '''22'''
** Danach auf '''Verbinden''' klicken
** Als Quellverzeichnis links das Verzeichnis auswählen, in dem die heruntergeladenen FreeSol-Datein liegen, z.B. c:\temp\Freesol . Die drei Dateien sollten nun unten angezeigt werden.
** Als Zielverzeichnis rechts das Verzeichnis /home/pi/FreeSol auswählen durch Doppelklick auf FreeSol
** Nun die drei Dateien aus dem linken Verzeichnis durch Doppelklick auf jede Datei auf den Raspi hochladen
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder fertig bestellen kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet: [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** :-) wer will der erste sein?
* Bei der Analyse der SML-Kommunikation helfen Mitschnitte, die man mit einem Terminalprogramm wie [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 hterm] machen und mir zusenden kann, wenn der Zählertyp noch nicht oben in der "schon implementiert" Liste steht. Dabei sollten zusätzlich noch die genaue Zählertypbezeichnung (Foto) sowie alle Zählerstände mit den zugehörigen Unternummern (sowas wie 1.8.1 usw) angegeben werden.

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
* Im Moment überlege ich eine Einbindung nach www.sonnenertrag.eu als Webbasierte version
* Die Handyapp sollte unverändert bleiben.

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht
* 0.94 '''(aktuelles Image)'''
** Wesentlicher Bug in der Updatesoftware beseitigt, diese sollte nun laufen
** ssh File ist nun wieder im Image enthalten, man kann sich also über ftp und ssh mit dem Raspi verbinden falls nötig

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

Merkmale und Technik

2019-05-07T18:16:59Z

Thomas: /* Hinweise zur SML-Entschlüsselung */

== Vorbemerkung ==
Diese Seite enthält technische Hintergrundinformationen, die für den normalen Aufbau und Betrieb eigentlich nicht benötigt werden. Alle relevanten Aufbauanleitungen finden sich [[Aufbauanleitungen |hier]].

== Technische Merkmale ==
=== Grundversion ===
* [[Aufbauanleitungen#Grundpaket:_FreeSol-Logger_f.C3.BCr_S0-Solarenergieerfassung|Bestellliste]]
* Internes Abspeichern der letzten 100 Tageswerte für die Energieerzeugung (davon die neuesten 40 über die Weboberfläche angezeigt)
* Internes Abspeichern der 5-Minutenwerte des aktuellen Tages und des Vortages
* Automatische Statusmail einmal täglich
* Ausgang mit Signal, falls aktuelle Solarleistung über einem Schwellwert liegt (so kann man einen Verbraucher steuern).
* Tabellarische Darstellung
** der letzten 40 Tageswerte
** der Monatswerte von aktuellem Monat und Vormonat
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag
* Grafische Darstellung
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag

=== Erweiterungspaket S0-Zähler ===
* [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|Bestellliste]]
* Das Paket besteht aus einem S0-Zähler und erzeugt S0-Signale, wenn keiner in der Anlage vorhanden ist
* Der Zähler muß von einem Elektriker in die Hausinstallation eingebaut werden.
* Aufgrund der Zähler- und Einbaukosten sollte man zunächst versuchen, die S0-Signale anders zu erzeugen, z.B. mittels einer Photodiode über einer vielleicht vorhandenen LED, die im Takt der Energieerzeugung blinkt, oder mittels einer Lichtschranke am Rad des Ferraris-Zählers.

=== Erweiterungspaket SML-Lesekopf ===
* [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_SML-Lesekopf:_Zum_Einlesen_von_SML-Signalen_aus_einem_Bezugs-Einspeisez.C3.A4hler|Bestellliste]]
* Das Paket besteht aus Bauteilen für einen Lesekopf, mit dem Daten aus einem SML-Bezugs-Einspeisezähler zusätzlich in das Board eingespeist werden können
* Internes Abspeichern der letzten 30 Tageswerte für die Bezug und Einspeisung
* Internes Abspeichern der 5-Minutenwerte des aktuellen Tages und des Vortages von Bezug und Einspeisung
* Automatische Statusmail einmal täglich umfasst Bezug und Einspeisung
* Tabellarische Darstellung
** der letzten 30 Tageswerte von Bezug und Einspeisung
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag (Bezug und Einspeisung)
* Grafische Darstellung
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag (Bezug und Einspeisung)
* Für einen geschützten Zugriff auf die Daten können die Namen aller Webseiten, auf denen Bezug und Einspeisungswerte vorkommen, mit einem frei wählbaren Namensstamm versehen werden.

== Detailliertere technische Hintergrundbeschreibung ==
=== Hintergrundinfos zu Programmiergeräten ===
Für das Aufspielen der FreeSol-Sofware auf den Chip im Board sowie für die anschließende Konfiguration benötigt man einen Programmieradapter. Sofern man noch keinen hat, hat man die Wahl zwischen ganz unterschiedlichen Varianten, die im Detail [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer# hier] beschrieben werden. In der Regel wird man jedoch wohl einen der beiden Programmieradapter aus dem [[Aufbauanleitungen#Grundpaket:_FreeSol-Logger_f.C3.BCr_S0-Solarenergieerfassung|Grundpaket]] wählen.

=== Der Sourcecode der FreeSol-Software für das AVR-NetIO-Board ===
Die FreeSol-Software, die auf den Mikroprozessor geladen werden muss, ist in Basic für den BASCOM-Compiler geschrieben und basiert zum größten Teil auf Quellen des Programmpakets [http://bascom-forum.de/showthread.php?1952-NETIO NETIO+], in dem verschiedene Ethernet-Dienste für das NetIO-Board implementiert sind. Der komplette Sorcecode ist im Downloadbereich verfügbar und kann somit auch selber weiterentwickelt werden.

Die BASCOM-Programmierumgebung kostet für ein Programm in der Größe von FreeSol allerdings ca. 70 EUR.

=== Hinweise zur SML-Entschlüsselung ===
* SML-Zähler senden alle paar Sekunden ein SML-Telegramm, das typisch zwischen 300 und 400 Byte lang ist.
* Das Telegramm ist im Aufbau bei jedem Zähler anders, trotzdem kann man mit ein paar Tricks die wichtigsten Daten auslesen.
* Jedes Telegramm startet mit den 8 Bytes 1B 1B 1B 1B 01 01 01 01. Diese Telegramm-Startsequenz muss man also zunächst suchen.
* Im Telegramm werden dann mehrere Zählerstände übertragen. Jeder Zählerstand gehört zu einer eigenen Zählernummer, typisch verwendet werden 1.8.0 (gekennzeichnet durch die Startsequenz 77 07 01 00 01 08 00) und 2.8.0 (gekennzeichnet durch die Startsequenz 77 07 01 00 02 08 00). Diese Zählerstand-Startsequenzen muss man also, ausgehend von der Position der Telegramm-Startsequenz, als nächstes suchen. Allerdings sind die Zählerstand-Nachrichtenteile für jeden Zähler anders aufgebaut, dies ist in den folgenden Kapiteln beschrieben.
* Die in den folgenden Unterkapitel beschriebenen Zähler werden untertsützt. Es sind jeweils Beispielprotokoll der verschiedenen Zähler aufgeführt und grob entschlüsselt.
* Bei der Verbindungsaufnahme hilft ein Terminalprogramm wie [https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 Hterm]
==== Beispiel EMH eHz ====
* Zählerstand 1.8.0=5108,3431 kWh (Bezug)
** gesamter Code: 77 07 01 00 01 08 00 FF 62 82 01 62 1E 52 FF 56 00 '''03 0B 78 A7''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 01 08 00
*** unklar: FF
*** Indexhinweis: 62
**** Abhängg von dieser Zahl gehen die vier Zählerstandbytes an der Stelle 18 (bei 62H), 19 (bei 63H) oder 20 (bei 64H) los
*** unklar 82 01 62 1E 52 FF 56 00
*** Zählerstand: '''03 0B 78 A7'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als (((03H*256)+0BH)*256+78H)*256+A7H nach Verschiebung des Kommas zu 5108,3431 kWh

* Zählerstand 2.8.0=11168,8373 kWh (Einspeisung)
** gesamter Code: 77 07 01 00 02 08 00 FF 62 82 01 62 1E 52 FF 56 00 '''06 A8 3A B5''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 02 08 00
*** unklar: FF
*** Indexhinweis: 62
**** Abhängg von dieser Zahl gehen die vier Zählerstandbytes an der Stelle 18 (bei 62H), 19 (bei 63H) oder 20 (bei 64H) los
*** unklar 82 01 62 1E 52 FF 56 00
*** Zählerstand: '''06 A8 3A B5'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als (((06H*256)+A8H)*256+3AH)*256+B5H nach Verschiebung des Kommas zu 11168,8373 kWh

==== Beispiel Easymeter Q3C ====
* Zählerstand 1.8.0=975 kWh (Bezug)
** gesamter Code: 77 07 01 01 01 08 00 FF 63 01 90 72 62 01 65 00 A1 14 9C 62 1E 52 FC 69 00 00 00 '''02 45 7C A3 33''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 01 08 00
*** unklar: FF 63 01 90 72 62 01 65 00 A1 14 9C 62 1E 52 FC 69 00 00 00
*** Zählerstand: '''02 45 7C A3 33'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als ((((02H*256)+45H)*256+7CH)*256+A3H)*256 +33H nach Kommaverschiebung zu ca. 975 kWh.
* Der Zähler hat wohl zwei Schnittstellen:
** Die Schnittstelle oben sendet immer von selber (Push-Betrieb). Diese funktioniert bereits im Moment mit dem FreeSol-Programmen und dem Logger, leider ist sie manchmal verplombt.
** Die Schnittstelle vorne ist immer offen, dafür muss dort aber die Information mittels eines Aufweckstriungs abgerufen werden (Pull-Betrieb).
* Weitere Informationen zum Aufweckstring in [http://www.photovoltaikforum.com/freesol-sml-s0-ueber-easymeter-q3c-info-schnittste-p832270.html#p832270 diesem Beitrag] und den darauf folgenden. Der Aufweckstring ist bisher in FreeSol nicht realisiert, bei Interesse und vorhandenem Zähler gerne Kontaktaufnahme im Board.

==== Beispiel Hager EHZ 363Z5 ====
* Zählerkennung: 77 07 81 81 C7 82 03 FF 01 01 01 01 04 48 41 47 01
* Zählerstand 1.8.0=1263 kWh (Bezug)
** gesamter Code: 77 07 01 00 01 08 00 FF 62 82 01 62 1E 52 FF 55 '''00 D6 5B 11''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 01 08 00
*** unklar: FF 62 82 01 62 1E 52 FF
*** Markerbyte (es folgen 4 Zahlenbytes): 55
*** Zählerstand: '''00 D6 5B 11'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als (((00H*256)+D6H)*256+5BH)*256+11H = 14048017
** Das Komma ist dann noch um 4 Stellen nach links zu verschieben: 1404,8017

* Zählerstand 2.8.0=821 kWh (Einspeisung)
** gesamter Code: 77 07 01 00 02 08 00 7F 62 02 01 62 1E 52 7F 54 '''7D 4A 60''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 02 08 00 7F 62 02 01 62 1E 52 7F 54 7D 4A 60 01
*** unklar: 7F 62 02 01 62 1E 52 7F
*** Markerbyte (es folgen 3 Zahlenbytes): 54
*** Zählerstand: '''7D 4A 60'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als ((7DH*256)+4AH)*256+60H = ((125*256)+74)*256+96 = 8 211 040
** Das Komma ist dann noch um 4 Stellen nach links zu verschieben: 821,1040 kWh

==== Beispiel Itron, Modell HZ1-C50D-R1-Z ====
* Der Zähler sendet kein normales SML-Format, sendet aber selbständig regelmässig alle 1-4 s Daten im Klartext
* Das Format ist fast identisch zu Hager und hier im Grundsatz beschrieben: http://download.hager.com/Hager.de/files_download/aktuelles/ehz/ehz_betriebsanleitung_mid.pdf
* Beispiel: /HAG5eHZ010C_IRWEZA201-0:0.0.0*255(797810-5000896)1-0:1.8.1*255(004077.6755)1-0:2.8.1*255(004210.6062)1-0:96.5.5*255(82)0-0:96.1.255*255(0000134489)!
* Die Schnittstelle muss auf 9600 Baud, 7 Datenbits (!), Parity None, 1 Stopbit eingestellt sein
* Integriert ab Version 2.04.06, Setupt-Prrogramm 1.20 (dort Variable Fs-Zahelertyp auf 1 setzen).

==== Beispiel ED300L ====
* [http://www.photovoltaikforum.com/freesol-f113/sml-und-s0-blinkdiode-klappt--t81410.html#p754941 Hier] gibt es einen erfolgreichen Erfahrungsbericht eines Nutzers.

=== Hinweise zur DLMS-Entschlüsselung ===
==== Allgemeines ====
Die das Kommunikationsprotokoll "Device Language Message specification" (DLMS) wird z.B. in Zählern von Landis und Gyr eingesetzt.

Weiterführende Links:
* http://www.dlms.com/index2.php
* http://www.cyamon.com/DLMSSurvivalKit/dsk1.html

==== Protokollbeispiel ====
in Arbeit

=== Datenstruktur im Eeprom ===
Sowohl alle notwendigen Parameter zur Konfiguration des Loggers als auch alle dauerhaft gespeicherten Loggerdaten finden sich im Eeprom des Boards. Die folgende Tabelle erläutert die wesentlichen Variablen und ihre Position im Speicher. Zu beachten ist, das Strings im Speicher jeweils ein Byte länger sind, da sie mit FF abgeschlossen werden.

{| class="wikitable" border="1"
|- class="hintergrundfarbe6"
!style="width:5%"| Startposition HEX !! style="width:10%" | Typ
!style="width:15%"| Name !! class="unsortable" style="width:70%" | Bemerkung
|-
| 001
| String*12
| Ee_s12_hostname
|Name des Prozessorboards, z.B. "freesol". Taucht z.B. im Router auf und kann dann als Internetadresse im internen Netz aufgerufen werden, z.B. http://freesol
|-
| 00E
|Byte*6
|Ee_b_macaddr(6)
|MAC-Adresse des Chips. Der gekaufte Austauschprozessor ATMega1284P hat keine MAC-Adresse, am besten verwendet man hier die Adresse, die auf den kleinen ATMega32-Prozessor aufgeklebt war, der ursprünglich im Board war.
|-
|014
|Byte*4
|Ee_b_ipaddr(4)
|IP-Adresse des Boards. Diese Adresse ist nur zu Beginn gültig und wird ggf. durch eine mittels DHCP zugewiesene Adresse überschrieben oder zumindest diese DHCP-Adresse verwendet.
|-
|018
|Byte*4
|Ee_b_subnetmask(4)
|Subnetmask, hier setzt man in der Regel 255.255.255.0
|-
|01C
|Byte*4
|Ee_b_defaultgateway(4)
|Defaultgateway. Hier steht in der Regel die IP-Adresse des Router. Meistens ist das fast IP-Adresse des Boards, nur die letzte der ist Zahlen ist eine 1
|-
|020
|Byte*4
|Ee_b_nameserver(4)
|Nameserver. In der Regel dieselbe IP-Adresse wie der Router.
|-
|024
|Byte*4
|Ee_b_ntpserver(4)
|NTP-Server. Dieser Server stellt die Uhrzeit zur Verfügung. Es gibt viele Server im Internet, die das können, bei mir funktioniert 192.145.119.188
|-
|0C8
|Byte*4
|Ee_smtp_server_ip_addr(4)
|IP-Adresse des sendenden Mailservers. Im Moment nur für GMX getestet.
|-
|0CC
|Byte
|Ee_b_smtp_server_port_h
|Portadresse des Mailservers, High Byte
|-
|0CD
|Byte
|Ee_b_smtp_server_port_l
|Portadresse des Mailservers, Low Byte
|-
|0CE
|String*31
|Ee_s31_meine_email_adresse
|Absendermailadresse
|-
|0EE
|String*47
|Ee_s47_benutzerkennung
|Benutzerkennung des Mailkontos. ACHTUNG: Nicht die Mailadresse eingeben, die Benutzerkennung ist eine Nummer. Die Benutzerkennung findet sich als Kundennummer bei gmx.de unter "Mein Account".
|-
|11E
|String*31
|Ee_s31_passwort
|Passwort des Mailkontos
|-
|13E
|String*31
|Ee_s31_empfaenger_email_adresse
|Empfängermailadresse
|-
|15F
|Long
|Ee_fs_speicherdatum_tage
|Datum des letzten Abspeicherns. Format ist Sysday(), 4197 ist der 29.6.2011
|-
|163
|Integer*100
|Ee_fs_tageswerte(100)
|Hier werden die letzten 100 Tagesenergiewerte abgespeichert. die Werte werden als Wh/10 abgespeichert, 57,3 kWh gibt also 5730. Die Werte kommen jeweils in die Speicherstelle Sysday Modulo 100, der Wert für den 29.6.2011 (Sysday ist 4197) geht also nach Ee_fs_tageswerte(97).
|-
|22B
|Long
|Ee_fs_speicherdatum_monate
|Tag, an dem der letzte Vorgänger-Monatswert Energie abgespeichert wurde.
|-
|22F
|Long
|Ee_fs_monatswerte
|Letzter gespeicherter Vorgänger-Monatswert Energie
|-
|233
|Long
|Ee_fs_speicherdat_lfdmon
|Tag, an dem der laufender Monatswert Energie abgespeichert wurde.
|-
|237
|Long
|Ee_fs_lfdmonwerte
|Laufender Monatswert Energie
|-
|23B
|Integer
|Ee_fs_anlagenleistung
|Die Peak-Anlagenleistung in Wh. Errechnet sich aus der Nennleistung aller Module.
|-
|23D
|Long
|Ee_fs_pulszahlges
|Hier wird jeweils der S0-Zählerstand um Mitternacht abgespeichert. Kann verwendet werden, um ein Zähleroffset zu setzen.
|-
|241
|Integer
|Ee_fs_pulsfaktor
|S0-Pulse pro kWh. Muss ab Version 1.02 angegeben werden, typischerweise 1000.
|-
|243
|Byte
|Ee_lcd
|0 wenn kein LCD, 1 wenn spezielles 3-Ziffern-LCD mit I2c, 2 wenn LCD TC1604E-01 von Pollin.
|-
|244
|Byte
|Ee_fs_maildebugflag
|Im Normalbetrieb = 0. Falls der Wert manuell auf 1 gesetzt ist, wird alle 5 min eine Testmail geschickt. Hilft beim Einrichten und Testen des Mailaccounts.
|-
|245
|Integer
|Ee_fs_schaltschwelle
|Schaltschwelle für Ausgang Pin2 (EXT) in W (aktuelle Leistung in Watt, Mittelwert über 5 min). Wird 1, wenn Wert die letzten 5 min >= Schaltschwelle war."
|-
|247
|String*40
|Ee_fs_alarmmailtext
|Text für Alarmierungsmail beim Anliegen eines 0V-Signals auf Pin4 (EXT). Wird einmal pro Minute ausgelesen, ca. bei 22 Sekunden. Mail wird erneut erst nach zwischenzeitlichem Rücksetzen des Signals versandt (auch dies wird nur einmal pro Minute abgefragt). Unbeschaltet gilt als 1.
|-
|26F
|Integer
|Ee_fs_schaltdauer
|Zahl der 5min-Intervalle, nach denen das Schaltsignal nach Überschreiten der Schaltschwelle an bleibt. O bedeutet Funktion ist aus.
|-
|271
|Long
|Ee_fs_speicherdatum_minuten
|Tag, an dem die letzen gültigen 5-Minutenwerte abgespeichert wurden. Hilft bei Stromausfällen, wenn Tag älter ist, werden nach dem Booten die Minutenwerte gelöscht.
|-
|275
|Integer
|Ee_fs_minw(216)
|Die 5-Minutenwerte des aktuellen Tages.
|-
|425
|Integer
|Ee_fs_dhcp
|1: DHCP ausgeschalten, alle anderen Werte : DHCP eingeschalten. Sollte im Normalfall auf 0 stehen.
|-
|427
|Long
|Ee_fs_bezug_speichdat_t
|Letztes Speicherdatum Tagesstand Bezug.
|-
|42b
|Long
|Ee_fs_bezug_tagesstand(30)
|Zählerstände des Bezugszählers am Tagesstart.
|-
|4A3
|Long
|Ee_fs_einspeis_speichdat_t
|Letztes Speicherdatum Tagesstand Einspeisung.
|-
|4A7
|Long
|Ee_fs_einspeis_tagesstand(30)
|Zählerstände des Einspeisezählers am Tagesstart.
|-
|51F
|Integer
|Ee_fs_min_bezug(288)
|Die 5-Minutenwerte des Bezugs des aktuellen Tages.
|-
|75F
|Integer
|Ee_fs_min_einspeis(288)
|Die 5-Minutenwerte der Einspeisung Bezugs des aktuellen Tages.
|-
|99F
|Integer
|Ee_fs_min_bezug_vt(288)
|Die 5-Minutenwerte des Bezugs des Vortags.
|-
|BDF
|Integer
|Ee_fs_min_einspeis_vt(288)
|Die 5-Minutenwerte der Einspeisung Bezugs des Vortags.
|-
|E1F
|Long
|Ee_fs_speichdat_vt_t
|Speicherdatum für 5min Werte von Bezug und Einspeisung des Vortags.
|-
|E23
|Integer
|Ee_fs_minw_vt(216)
|Die 5-Minutenwerte der Solarerzeugung des Vortags.
|-
|FD3
|String*6
|Ee_fs_ev_url
|Präfix für die Webseiten mit vertraulicher Information (Bezugs- und Einspeisewerte).
|-
|FDA
|Byte
|Ee_fs_zaehlertyp
|0: automatisch; 1: Itron . Alle anderen Werte wie 0. Ab Loggerversion 2.04.04 nötig.
|-
|}

=== Erläuterung der Inhalte der Webseiten des Logger ===
Die Eingabe der Netzwerkadresse ohne weitere Fileangaben zeigt auf das Index-File, in dem eine Gesamtansicht der wichtigsten Loggereinstellungen zu sehen ist.

In der unteren Tabelle werden dabei für jede Stunde der S0-Zählerstand (mittlere Zeile) sowie die in dieser Stunde eingegangenen S0-Signale angezeigt.

In der Gesamtansicht kann man auf Buttons mit verschiedenen Unteransichten klicken, in denen neben einer grafischen Darstellung der 5-Minuten-Werte des aktuellen Tages (graph1.svg) auch Tages- und Monatswerte (days_hist.js und months.js)sowie Konfigurationsdaten (base_vars.js) in dem für Sonnenertrag.de notwendigen Format zu finden sind. Auch finden sich die 5-Minutenwerte für die grafische Darstellung nochmals in einem extra File (minutes.js).

Weitere verfügbare Filenamen sind:
*minutesv.js: 5-Minutenwerte des S0-Zählers der PV-Anlage vom Vortag
*graph1v.svg: Grafik der 5-Minutenwerte des S0-Zählers der PV-Anlage vom Vortag

Für den einfachen Zugriff auf wichtige Einzelwerte sind noch einige Spezialseiten definiert:
*iframe_1.htm: Datum und Zeit
* iframe_2.htm: Aktuelle Solarleistung (alle 5 min aktualisiert)
* iframe_3.htm: Gesamte erzeugte Solarenergie
* iframe_4.htm: Heute erzeugte Solarenergie
* iframe_5.htm: Datum, Zeit und aktuelle Solarleistung (alle 1 min aktualisiert) (ab Version 2.01.02)
* iframe_6.htm: Zahl der SML-Lesefehler und Gesamtzahl der SML-Nachrichten (d.h. mindestens Anfang und Ende erkannt) (ab Version 2.02.01)
* iframe_7.htm: "Schaltsignal: an" oder "Schaltsignal: aus", abhängg vom Zustand des Pin 4 (ab Version 2.04.07)

Bei zusätzlichem Betrieb eines SML-Zählers für Bezug und Einspeisung sind weitere Webseiten verfügbar, die [[Aufbauanleitungen#Inbetriebnahme_der_SML-Lesefunktion_f.C3.BCr_Bezugs-_und_Einspeisez.C3.A4hler|hier]] beschrieben sind.

=== Steckerbelegung===
Die Abbildung unten zeigt einen Auszug aus dem AVR-NetIO-Schaltplan. Alle Signale werden über den EXT-Stecker geleitet.

Die Numerierung geht so weiter, dass das Pin in der zweiten Zeile links die Nummer drei hat. Die Pins werden von FreeSol im Moment wie folgt verwendet:

{| class="wikitable" border="1"
|- class="hintergrundfarbe6"
|-
!PIN
!Bedeutung
|-
|1
|Eingang: [[Aufbauanleitungen#Leitungen_verbinden|Verbindung zu S0+]] vom Solar-S0-Zähler
|-
|2
|Ausgang: Schaltsignal für [[Merkmale_und_Technik#Steuerung_externer_Verbraucher|externen Verbraucher]], falls genügend Solarstrom da ist.
|-
|3
|Ausgang: schaltet synchron mit S0-Signal. Zur Kontrolle z.B. über 220 Ohm Widerstand und eine LED an GND führen.
|-
|4
|Eingang: falls auf GND gezogen, wird eine [[Merkmale_und_Technik#Versand_von_St.C3.B6rungsmeldungen|Störungsmeldung]] per Email versandt.
|}

Betriebsspannungen 0V und +5V werden aus der blauen Schraubklemmenleiste am Boardrand abgegriffen, die entsprechenden Ausgänge kommen mehrfach vor und sind beschriftet.

Das LCD-Dsiplay wird über die 25-pol-DSUB-Leiste angeschlossen.

<gallery widths=230px >
Datei:EXT-Stecker.png|Steckerbelegung für die Signalanschlüsse.
</gallery>

=== Funktionserweiterungen des Loggers ===
==== Täglicher Status-Emailversand====
Das Programm kann einmal täglich eine Statusemail mit dem Ertrag des Tages an eine Emailadresse versenden. Hierzu ist ein kostenfreier GMX-Mailaccount einzurichten. Die Konfiguration des Boards erfolgt über das Windows-Setup-Programm.

Es ist zu beachten, dass ein gmx-Mailaccount nach 6 Monaten ohne ein Login über die Webseite auf inaktiv gesetzt wird. Dies kann zur Störungen beim Mailversand führen, es ist also darauf zu achten, sich alle 6 Monate einmal einzuloggen.

====Versand von Störungsmeldungen====
Eine externes Signal kann benutzt werden, um dem Board eine Hardwarestörung mitzuteilen. Als Störungsquellen kommen entweder Störungssignale vom Wechselrichter oder auch Zustandsmeldungen von Blitzschutzelementen in Frage.

Im Moment müssen alle Störungen zu einem elektrischen Signal zusammengeführt werden (bei Bedarf könnte ich auch auf mehrere Eingangssignale erweitern). Der zuständige Eingang ist Pin 4 des [[Merkmale_und_Technik#Steckerbelegung|EXT-Steckers]]. Ist er unbeschaltet oder liegt er auf 5 V, so liegt keine Störung vor. Falls er auf 0 V gezogen wird und dieses Signal mindestens eine Minute lang anliegt, wird eine Störungsmail an die normale Benachrichtigungsadresse generiert, der Text ist über einen Konfigurationsparameter einstellbar. Falls die Störung weiter besteht, wird eine erneute Mail erst dann verschickt, wenn das Signal mindestens eine Minute lang auf 5V lag. (Technische Umsetzung: Das Signal wird nur einmal pro Minute abgefragt)

Ab Version 2.04.07 wird der Zustand des Schaltsignals in iframe7_htm angezeigt.

====Steuerung externer Verbraucher====
Falls die Leistung der Solaranlage über einer mit dem Setup-Programm einstellbaren Schaltschwelle liegt (Messung als 5min-Mittelwert), kann von PIN 2 des [[Merkmale_und_Technik#Steckerbelegung|EXT-Steckers]] ein Steuersignal zum Anschalten eines externen Verbrauchers gegeben werden. Das Steuersignal bleibt mindestens 5 min lang an, jedoch lässt sich über den Parameter "Schaltdauer" konfigurieren, wie viele 5min-Zyklen der Verbraucher anbleiben soll. Sobald ein weiterer 5min-Zyklus über der Schaltschwelle liegt, wird die Anschaltdauer wieder auf die eingestellte Schaltdauer verlängert.

Zur sicheren elektrischen Ansteuerung empfehle ich einen [http://www.elv.de/2-4-Kanal-Sendemodul-S4M,-Komplettbausatz/x.aspx/cid_74/detail_10/detail2_8211/flv_/bereich_/marke_Funkschalter%20Hc8000%2024,95 Funksender] (Bausatz 9,95 EUR, fertig aufgebaut 17,95 EUR) und eine [http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=24978&flv=1&bereich=&marke= Funksteckdose] (22,95 EUR) von ELV.

Sofern man nur Kleinspannung schalten will oder ein professioneller Elektriker ist, kann man sich auch mal die [http://www.pollin.de/shop/dt/NTU5OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_Relaiskarte_K1.html Pollin-Relaisplatine K1] ansehen. '''Achtung, Warnhinweis:''' Keine 230V-Schaltungen bauen, wenn man nicht weiß, was man tut.

====LCD-Display====
An das Freesol-Board kann ein LCD-Display vom Typ TC1604A angeschlossen werden (gibts bei Pollin, Bestellnummer [http://www.pollin.de/shop/dt/MTczOTc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Displays/LCD_Modul_TC1604A_01.html 120 628], 8.95 EUR). Da das Board an den 25-poligen Stecker anzuschliessen ist, muss man sich leider das Kabel selber bauen. Sofern man nicht ein altes Kabel mit passendem Stecker hat, von dem man ein Ende abschneiden kann, hilft vielleicht eine Kombination der Pollin-Bestellnummern [http://www.pollin.de/shop/dt/NDIyODcyOTk-/Computer_und_Zubehoer/Hardware/Kabel_Stecker_Adapter/Laplink_Kabel.html 721 775] und
[http://www.pollin.de/shop/dt/MTg1OTcyOTk-/Computer_und_Zubehoer/Hardware/Kabel_Stecker_Adapter/Sub_D_Adapter.html 720 418] (kosten zusammen 1,50 EUR, Kabel zerschneiden und ein Ende an die LCD-Platine löten).

Die Anschlüsse an der Platine sind mit 1 und 16 beschriftet, die Belegung ist wie folgt:

{| class="wikitable" border="1"
|- class="hintergrundfarbe6"
|-
|LCD Display
|1
|2
|3
|4
|5
|6
|7
|8
|9
|10
|11
|12
|13
|14
|15
|16
|-
|D-Sub-25-Buchse
|18
|15
|18
|2
|3
|4
|18
|18
|18
|18
|5
|6
|7
|8
|15
|18
|-
|Bedeutung
|Vss
|Vdd
|V0
|RS
|R/W
|E
|DB0
|DB1
|DB2
|DB3
|DB4
|DB5
|DB6
|DB7
|A
|K

|}

Anmerkung: V0 könnte man an den Abgreifkontakt eines 10K-Potis legen und damit die Displayhelligkeit regeln, habe ich aber konstant an Masse liegen. Ebenfalls ist das Display nicht ausschaltbar.

Achtung: Hintergrundbeleuchtung auf PIN 15 braucht eventuell einen Vorwiderstand von ca 10 Ohm, da bin ich noch am Forschen.

Zur Aktivierung des Displays muss der Konfigurationsparameter fs_lcd auf 2 stehen.

<gallery widths=230px >
Datei:Display_1.jpg|Foto der Displayanzeige (Danke an DieterN).
Datei:Display_2.jpg|Foto der Displayanzeige (Danke an DieterN).
Datei:Display_3.jpg|Foto der Displayanzeige (Danke an DieterN).
</gallery>

=== Programmversionen ===
==== FreeSol AVR ====
* 2.01
** EHD versteht nun auch Sequenz 63 1 A2, vorher nur 62 82
** Reload Button bei frees_i.htm geht jetzt richtig
* 2.01.06
** Fehler in Datum von minutes.js usw kurz nach Mitternacht korrigert durch Ersetzen von Date$ durch Date(netio_time)
** iframe_5.htm eingebaut
** Vortageswerte S, B, E auch im Speicher richtig zwischen 0.00 und 1.27
** frees_1a eingefügt
** frees_1a Plausibilitätstest bei Leistungswerten eingefügt
* 2.01.07
** EHD versteht nun auch Codierung 64 an Pos 139
* 2.01.08
** Fehler in frees_1a.js (Vortageswerte) beseitigt
** Heartbeat um S0-Stand und sml ergänzt
* 2.02
** Keine Änderungen zu 2.01.08, stabile Release
* 2.03.01
** Beseitigung des 5-8-12 Bugs
* 2.04
** SML-Zähler Hager EHZ363Z5 wird nun verstanden
* 2.04.01
** Erweiterung des Protokolls für SML-Zähler Hager EHZ363Z5
* 2.04.02
** Der EMH-Zähler wird nun auch verstanden, wenn im SML-Telegramm keine Bezugswerte vorkommen.
* 2.04.03
** 1.8.0 muss nicht belegt sein, auch Zähler mit nur 2.8.0 Daten werden bedient
* 2.04.06
** Zählertyp Itron eingeführt. Achtung: Im Setupprogramm (ab Version 1.20 möglich) muß Variable Fs-Zaehlertyp für Itron auf 1 stehen.
* 2.04.07
** iframe_7.htm Enthält Status des Schaltsignals.
*2.04.08
** Mailversand um Zählerstände Bezug und Einspeisung erweitert.
* 2.04.09
** Mailserver und Port werden jetzt korrekt aus Eeprom-Daten verwendet
** Mailserveradresse und Port werden beim Versand über serielle Schnittstelle ausgegeben
* 2.04.11
** Bug in frees_1a.js Vortageswerte Bezug und Einspeisung korrigiert

===== Features, die möglich wären, aber nicht kurzfristig geplant sind =====
* Einlesen mehrerer S0-Signale
** Grund: Keine einfach zugängliche und freie serielle Schnittstelle

==== FreeSol AVR-24 (S0-24h Version)====
Diese Version speichert nur S0-Werte, keine SML-Daten, dafür aber 24 h lang.
Sie ist aus der FreeSol-Version 2.04.03 abgeleitet

* 0.09.00
** Kopie aus dem Hauptzweig und damit gestartet, die SML-Funktionalität zu löschen

* 0.09.01
** Erste Alpha-Version. Ungetestet, ich mache weiter, sobald erster Nutzer testet.

*0.09.02
** Falsche Variablendimensionierung für Minutenwerte korrigiert
** Falscher Offset in minutes.js und minutesv.js korrigiert
** Auskommentierungsfehler in graph1.js und graph1v.js beseitigt

*0.09.03
** Routine für manuelles Setzen der Zeit im Programmcode für Debuggingzwecke eingebaut.
** 5-Minutenwerte zwischen Mitternacht und Bootzeitpunkt um 1.17 werden jetzt auch gespeichert

* 0.09.04
** Mailserver IP und Port jetzt nicht mehr hart codiert sondern durch Setupwerte definiert

* 0.09.05
** Debugging der Mailsenderoutine

==== FreeSol Setup ====
* 1.18
** Beschriftung der Buttons verbessert, Defaultwerte für Filenamen und Warnmeldung geändert
* 1.19
** Bug in Filelänge Hexfile bei Nutzung von 'Defaultwerte'-Knopf beseitigt
* 1.20
** Variable Fs-Zaehlertyp eingeführt (0: automatische Erkennung; 1: Zählertyp Itron; Rest: wie 0)
* 1.21
** Zusätzlicher Warnhinweis eingefügt, dass für die Übertragung zum Logger immer das File mit Namen eeprom.txt aus dem Verzeichnis verwendet wird, in dem das Programm selbst liegt.

==== FreeSol SML ====
* 1.04
** EHD versteht nun auch Sequenz 63 1 A2, vorher nur 62 82
* 1.06
** EHD versteht nun auch Codierung 64 an Pos 139
* 1.09
** Neuer Zähler Hager EHZ363Z5 integriert
* 1.10
** Erweiterung an Einleseroutine Zähler Hager EHZ363Z5 integriert

==== FreeSol EV ====
* 2.29
** Unterstützung für [[Aufbauanleitungen#Ein_eigenes_Datenportal|Datenabruf aus eigenem Portal]] eingebaut.
* 2.30
** Bug beim Einlesen von *_bv.js und *_ev.js beseitigt.
* 2.31
** Skalierungs-Bug bei Anzeigen Minutenvergleich beseitigt
* 2.32
** Minutenwerte werden nur noch für den aktuell eingestellten Monat aus dem Portal geholt
** Knopfbeschriftungen bei Minutenwerte geändert
* 2.33
** Korrekturen von JAU
*** Quellentyp (S0/SML kann gewählt werden)
*** Fehlerkorrektur SML kann ausgeschaltet werden.
* 2.35
** Defekter Minutenimport von Portal für aktuellen Monat und alle Files repariert
* 2.36
** Bug beim Einlesen Einspeisung Vortrag aus SML korrigiert.
* 2.37
** Beim Tage verändern erfolgt jetzt auch Monats- und Jahreswechsel
** Programmstart erfolgt mit Monat des aktuellen Tages, nicht mehr Monat des Vortages
* 2.38
** Fehlerkorrektur für Monatswechsel zwischen unterschiedlich Langen Monaten (gibt keinen 31.2)

Merkmale und Technik

2019-05-07T18:16:36Z

Thomas: /* Hinweise zur SML-Entschlüsselung */

== Vorbemerkung ==
Diese Seite enthält technische Hintergrundinformationen, die für den normalen Aufbau und Betrieb eigentlich nicht benötigt werden. Alle relevanten Aufbauanleitungen finden sich [[Aufbauanleitungen |hier]].

== Technische Merkmale ==
=== Grundversion ===
* [[Aufbauanleitungen#Grundpaket:_FreeSol-Logger_f.C3.BCr_S0-Solarenergieerfassung|Bestellliste]]
* Internes Abspeichern der letzten 100 Tageswerte für die Energieerzeugung (davon die neuesten 40 über die Weboberfläche angezeigt)
* Internes Abspeichern der 5-Minutenwerte des aktuellen Tages und des Vortages
* Automatische Statusmail einmal täglich
* Ausgang mit Signal, falls aktuelle Solarleistung über einem Schwellwert liegt (so kann man einen Verbraucher steuern).
* Tabellarische Darstellung
** der letzten 40 Tageswerte
** der Monatswerte von aktuellem Monat und Vormonat
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag
* Grafische Darstellung
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag

=== Erweiterungspaket S0-Zähler ===
* [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|Bestellliste]]
* Das Paket besteht aus einem S0-Zähler und erzeugt S0-Signale, wenn keiner in der Anlage vorhanden ist
* Der Zähler muß von einem Elektriker in die Hausinstallation eingebaut werden.
* Aufgrund der Zähler- und Einbaukosten sollte man zunächst versuchen, die S0-Signale anders zu erzeugen, z.B. mittels einer Photodiode über einer vielleicht vorhandenen LED, die im Takt der Energieerzeugung blinkt, oder mittels einer Lichtschranke am Rad des Ferraris-Zählers.

=== Erweiterungspaket SML-Lesekopf ===
* [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_SML-Lesekopf:_Zum_Einlesen_von_SML-Signalen_aus_einem_Bezugs-Einspeisez.C3.A4hler|Bestellliste]]
* Das Paket besteht aus Bauteilen für einen Lesekopf, mit dem Daten aus einem SML-Bezugs-Einspeisezähler zusätzlich in das Board eingespeist werden können
* Internes Abspeichern der letzten 30 Tageswerte für die Bezug und Einspeisung
* Internes Abspeichern der 5-Minutenwerte des aktuellen Tages und des Vortages von Bezug und Einspeisung
* Automatische Statusmail einmal täglich umfasst Bezug und Einspeisung
* Tabellarische Darstellung
** der letzten 30 Tageswerte von Bezug und Einspeisung
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag (Bezug und Einspeisung)
* Grafische Darstellung
** der 5-Minutenwerte von Tag und Vortag (Bezug und Einspeisung)
* Für einen geschützten Zugriff auf die Daten können die Namen aller Webseiten, auf denen Bezug und Einspeisungswerte vorkommen, mit einem frei wählbaren Namensstamm versehen werden.

== Detailliertere technische Hintergrundbeschreibung ==
=== Hintergrundinfos zu Programmiergeräten ===
Für das Aufspielen der FreeSol-Sofware auf den Chip im Board sowie für die anschließende Konfiguration benötigt man einen Programmieradapter. Sofern man noch keinen hat, hat man die Wahl zwischen ganz unterschiedlichen Varianten, die im Detail [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer# hier] beschrieben werden. In der Regel wird man jedoch wohl einen der beiden Programmieradapter aus dem [[Aufbauanleitungen#Grundpaket:_FreeSol-Logger_f.C3.BCr_S0-Solarenergieerfassung|Grundpaket]] wählen.

=== Der Sourcecode der FreeSol-Software für das AVR-NetIO-Board ===
Die FreeSol-Software, die auf den Mikroprozessor geladen werden muss, ist in Basic für den BASCOM-Compiler geschrieben und basiert zum größten Teil auf Quellen des Programmpakets [http://bascom-forum.de/showthread.php?1952-NETIO NETIO+], in dem verschiedene Ethernet-Dienste für das NetIO-Board implementiert sind. Der komplette Sorcecode ist im Downloadbereich verfügbar und kann somit auch selber weiterentwickelt werden.

Die BASCOM-Programmierumgebung kostet für ein Programm in der Größe von FreeSol allerdings ca. 70 EUR.

=== Hinweise zur SML-Entschlüsselung ===
* SML-Zähler senden alle paar Sekunden ein SML-Telegramm, das typisch zwischen 300 und 400 Byte lang ist.
* Das Telegramm ist im Aufbau bei jedem Zähler anders, trotzdem kann man mit ein paar Tricks die wichtigsten Daten auslesen.
* Jedes Telegramm startet mit den 8 Bytes 1B 1B 1B 1B 01 01 01 01. Diese Telegramm-Startsequenz muss man also zunächst suchen.
* Im Telegramm werden dann mehrere Zählerstände übertragen. Jeder Zählerstand gehört zu einer eigenen Zählernummer, typisch verwendet werden 1.8.0 (gekennzeichnet durch die Startsequenz 77 07 01 00 01 08 00) und 2.8.0 (gekennzeichnet durch die Startsequenz 77 07 01 00 02 08 00). Diese Zählerstand-Startsequenzen muss man also, ausgehend von der Position der Telegramm-Startsequenz, als nächstes suchen. Allerdings sind die Zählerstand-Nachrichtenteile für jeden Zähler anders aufgebaut, dies ist in den folgenden Kapiteln beschrieben.
* Die in den folgenden Unterkapitel beschriebenen Zähler werden untertsützt. Es sind jeweils Beispielprotokoll der verschiedenen Zähler aufgeführt und grob entschlüsselt.
* Bei der Verbindungsaufnahme hilft ein Terminalprogramm wie [[https://www.heise.de/download/product/hterm-53283 Hterm]]
==== Beispiel EMH eHz ====
* Zählerstand 1.8.0=5108,3431 kWh (Bezug)
** gesamter Code: 77 07 01 00 01 08 00 FF 62 82 01 62 1E 52 FF 56 00 '''03 0B 78 A7''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 01 08 00
*** unklar: FF
*** Indexhinweis: 62
**** Abhängg von dieser Zahl gehen die vier Zählerstandbytes an der Stelle 18 (bei 62H), 19 (bei 63H) oder 20 (bei 64H) los
*** unklar 82 01 62 1E 52 FF 56 00
*** Zählerstand: '''03 0B 78 A7'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als (((03H*256)+0BH)*256+78H)*256+A7H nach Verschiebung des Kommas zu 5108,3431 kWh

* Zählerstand 2.8.0=11168,8373 kWh (Einspeisung)
** gesamter Code: 77 07 01 00 02 08 00 FF 62 82 01 62 1E 52 FF 56 00 '''06 A8 3A B5''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 02 08 00
*** unklar: FF
*** Indexhinweis: 62
**** Abhängg von dieser Zahl gehen die vier Zählerstandbytes an der Stelle 18 (bei 62H), 19 (bei 63H) oder 20 (bei 64H) los
*** unklar 82 01 62 1E 52 FF 56 00
*** Zählerstand: '''06 A8 3A B5'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als (((06H*256)+A8H)*256+3AH)*256+B5H nach Verschiebung des Kommas zu 11168,8373 kWh

==== Beispiel Easymeter Q3C ====
* Zählerstand 1.8.0=975 kWh (Bezug)
** gesamter Code: 77 07 01 01 01 08 00 FF 63 01 90 72 62 01 65 00 A1 14 9C 62 1E 52 FC 69 00 00 00 '''02 45 7C A3 33''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 01 08 00
*** unklar: FF 63 01 90 72 62 01 65 00 A1 14 9C 62 1E 52 FC 69 00 00 00
*** Zählerstand: '''02 45 7C A3 33'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als ((((02H*256)+45H)*256+7CH)*256+A3H)*256 +33H nach Kommaverschiebung zu ca. 975 kWh.
* Der Zähler hat wohl zwei Schnittstellen:
** Die Schnittstelle oben sendet immer von selber (Push-Betrieb). Diese funktioniert bereits im Moment mit dem FreeSol-Programmen und dem Logger, leider ist sie manchmal verplombt.
** Die Schnittstelle vorne ist immer offen, dafür muss dort aber die Information mittels eines Aufweckstriungs abgerufen werden (Pull-Betrieb).
* Weitere Informationen zum Aufweckstring in [http://www.photovoltaikforum.com/freesol-sml-s0-ueber-easymeter-q3c-info-schnittste-p832270.html#p832270 diesem Beitrag] und den darauf folgenden. Der Aufweckstring ist bisher in FreeSol nicht realisiert, bei Interesse und vorhandenem Zähler gerne Kontaktaufnahme im Board.

==== Beispiel Hager EHZ 363Z5 ====
* Zählerkennung: 77 07 81 81 C7 82 03 FF 01 01 01 01 04 48 41 47 01
* Zählerstand 1.8.0=1263 kWh (Bezug)
** gesamter Code: 77 07 01 00 01 08 00 FF 62 82 01 62 1E 52 FF 55 '''00 D6 5B 11''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 01 08 00
*** unklar: FF 62 82 01 62 1E 52 FF
*** Markerbyte (es folgen 4 Zahlenbytes): 55
*** Zählerstand: '''00 D6 5B 11'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als (((00H*256)+D6H)*256+5BH)*256+11H = 14048017
** Das Komma ist dann noch um 4 Stellen nach links zu verschieben: 1404,8017

* Zählerstand 2.8.0=821 kWh (Einspeisung)
** gesamter Code: 77 07 01 00 02 08 00 7F 62 02 01 62 1E 52 7F 54 '''7D 4A 60''' 01
** gliedert sich in
*** Zählernummer: 77 07 01 00 02 08 00 7F 62 02 01 62 1E 52 7F 54 7D 4A 60 01
*** unklar: 7F 62 02 01 62 1E 52 7F
*** Markerbyte (es folgen 3 Zahlenbytes): 54
*** Zählerstand: '''7D 4A 60'''
*** Postfix: 01
** Der Zählerstand berechnet sich dann als ((7DH*256)+4AH)*256+60H = ((125*256)+74)*256+96 = 8 211 040
** Das Komma ist dann noch um 4 Stellen nach links zu verschieben: 821,1040 kWh

==== Beispiel Itron, Modell HZ1-C50D-R1-Z ====
* Der Zähler sendet kein normales SML-Format, sendet aber selbständig regelmässig alle 1-4 s Daten im Klartext
* Das Format ist fast identisch zu Hager und hier im Grundsatz beschrieben: http://download.hager.com/Hager.de/files_download/aktuelles/ehz/ehz_betriebsanleitung_mid.pdf
* Beispiel: /HAG5eHZ010C_IRWEZA201-0:0.0.0*255(797810-5000896)1-0:1.8.1*255(004077.6755)1-0:2.8.1*255(004210.6062)1-0:96.5.5*255(82)0-0:96.1.255*255(0000134489)!
* Die Schnittstelle muss auf 9600 Baud, 7 Datenbits (!), Parity None, 1 Stopbit eingestellt sein
* Integriert ab Version 2.04.06, Setupt-Prrogramm 1.20 (dort Variable Fs-Zahelertyp auf 1 setzen).

==== Beispiel ED300L ====
* [http://www.photovoltaikforum.com/freesol-f113/sml-und-s0-blinkdiode-klappt--t81410.html#p754941 Hier] gibt es einen erfolgreichen Erfahrungsbericht eines Nutzers.

=== Hinweise zur DLMS-Entschlüsselung ===
==== Allgemeines ====
Die das Kommunikationsprotokoll "Device Language Message specification" (DLMS) wird z.B. in Zählern von Landis und Gyr eingesetzt.

Weiterführende Links:
* http://www.dlms.com/index2.php
* http://www.cyamon.com/DLMSSurvivalKit/dsk1.html

==== Protokollbeispiel ====
in Arbeit

=== Datenstruktur im Eeprom ===
Sowohl alle notwendigen Parameter zur Konfiguration des Loggers als auch alle dauerhaft gespeicherten Loggerdaten finden sich im Eeprom des Boards. Die folgende Tabelle erläutert die wesentlichen Variablen und ihre Position im Speicher. Zu beachten ist, das Strings im Speicher jeweils ein Byte länger sind, da sie mit FF abgeschlossen werden.

{| class="wikitable" border="1"
|- class="hintergrundfarbe6"
!style="width:5%"| Startposition HEX !! style="width:10%" | Typ
!style="width:15%"| Name !! class="unsortable" style="width:70%" | Bemerkung
|-
| 001
| String*12
| Ee_s12_hostname
|Name des Prozessorboards, z.B. "freesol". Taucht z.B. im Router auf und kann dann als Internetadresse im internen Netz aufgerufen werden, z.B. http://freesol
|-
| 00E
|Byte*6
|Ee_b_macaddr(6)
|MAC-Adresse des Chips. Der gekaufte Austauschprozessor ATMega1284P hat keine MAC-Adresse, am besten verwendet man hier die Adresse, die auf den kleinen ATMega32-Prozessor aufgeklebt war, der ursprünglich im Board war.
|-
|014
|Byte*4
|Ee_b_ipaddr(4)
|IP-Adresse des Boards. Diese Adresse ist nur zu Beginn gültig und wird ggf. durch eine mittels DHCP zugewiesene Adresse überschrieben oder zumindest diese DHCP-Adresse verwendet.
|-
|018
|Byte*4
|Ee_b_subnetmask(4)
|Subnetmask, hier setzt man in der Regel 255.255.255.0
|-
|01C
|Byte*4
|Ee_b_defaultgateway(4)
|Defaultgateway. Hier steht in der Regel die IP-Adresse des Router. Meistens ist das fast IP-Adresse des Boards, nur die letzte der ist Zahlen ist eine 1
|-
|020
|Byte*4
|Ee_b_nameserver(4)
|Nameserver. In der Regel dieselbe IP-Adresse wie der Router.
|-
|024
|Byte*4
|Ee_b_ntpserver(4)
|NTP-Server. Dieser Server stellt die Uhrzeit zur Verfügung. Es gibt viele Server im Internet, die das können, bei mir funktioniert 192.145.119.188
|-
|0C8
|Byte*4
|Ee_smtp_server_ip_addr(4)
|IP-Adresse des sendenden Mailservers. Im Moment nur für GMX getestet.
|-
|0CC
|Byte
|Ee_b_smtp_server_port_h
|Portadresse des Mailservers, High Byte
|-
|0CD
|Byte
|Ee_b_smtp_server_port_l
|Portadresse des Mailservers, Low Byte
|-
|0CE
|String*31
|Ee_s31_meine_email_adresse
|Absendermailadresse
|-
|0EE
|String*47
|Ee_s47_benutzerkennung
|Benutzerkennung des Mailkontos. ACHTUNG: Nicht die Mailadresse eingeben, die Benutzerkennung ist eine Nummer. Die Benutzerkennung findet sich als Kundennummer bei gmx.de unter "Mein Account".
|-
|11E
|String*31
|Ee_s31_passwort
|Passwort des Mailkontos
|-
|13E
|String*31
|Ee_s31_empfaenger_email_adresse
|Empfängermailadresse
|-
|15F
|Long
|Ee_fs_speicherdatum_tage
|Datum des letzten Abspeicherns. Format ist Sysday(), 4197 ist der 29.6.2011
|-
|163
|Integer*100
|Ee_fs_tageswerte(100)
|Hier werden die letzten 100 Tagesenergiewerte abgespeichert. die Werte werden als Wh/10 abgespeichert, 57,3 kWh gibt also 5730. Die Werte kommen jeweils in die Speicherstelle Sysday Modulo 100, der Wert für den 29.6.2011 (Sysday ist 4197) geht also nach Ee_fs_tageswerte(97).
|-
|22B
|Long
|Ee_fs_speicherdatum_monate
|Tag, an dem der letzte Vorgänger-Monatswert Energie abgespeichert wurde.
|-
|22F
|Long
|Ee_fs_monatswerte
|Letzter gespeicherter Vorgänger-Monatswert Energie
|-
|233
|Long
|Ee_fs_speicherdat_lfdmon
|Tag, an dem der laufender Monatswert Energie abgespeichert wurde.
|-
|237
|Long
|Ee_fs_lfdmonwerte
|Laufender Monatswert Energie
|-
|23B
|Integer
|Ee_fs_anlagenleistung
|Die Peak-Anlagenleistung in Wh. Errechnet sich aus der Nennleistung aller Module.
|-
|23D
|Long
|Ee_fs_pulszahlges
|Hier wird jeweils der S0-Zählerstand um Mitternacht abgespeichert. Kann verwendet werden, um ein Zähleroffset zu setzen.
|-
|241
|Integer
|Ee_fs_pulsfaktor
|S0-Pulse pro kWh. Muss ab Version 1.02 angegeben werden, typischerweise 1000.
|-
|243
|Byte
|Ee_lcd
|0 wenn kein LCD, 1 wenn spezielles 3-Ziffern-LCD mit I2c, 2 wenn LCD TC1604E-01 von Pollin.
|-
|244
|Byte
|Ee_fs_maildebugflag
|Im Normalbetrieb = 0. Falls der Wert manuell auf 1 gesetzt ist, wird alle 5 min eine Testmail geschickt. Hilft beim Einrichten und Testen des Mailaccounts.
|-
|245
|Integer
|Ee_fs_schaltschwelle
|Schaltschwelle für Ausgang Pin2 (EXT) in W (aktuelle Leistung in Watt, Mittelwert über 5 min). Wird 1, wenn Wert die letzten 5 min >= Schaltschwelle war."
|-
|247
|String*40
|Ee_fs_alarmmailtext
|Text für Alarmierungsmail beim Anliegen eines 0V-Signals auf Pin4 (EXT). Wird einmal pro Minute ausgelesen, ca. bei 22 Sekunden. Mail wird erneut erst nach zwischenzeitlichem Rücksetzen des Signals versandt (auch dies wird nur einmal pro Minute abgefragt). Unbeschaltet gilt als 1.
|-
|26F
|Integer
|Ee_fs_schaltdauer
|Zahl der 5min-Intervalle, nach denen das Schaltsignal nach Überschreiten der Schaltschwelle an bleibt. O bedeutet Funktion ist aus.
|-
|271
|Long
|Ee_fs_speicherdatum_minuten
|Tag, an dem die letzen gültigen 5-Minutenwerte abgespeichert wurden. Hilft bei Stromausfällen, wenn Tag älter ist, werden nach dem Booten die Minutenwerte gelöscht.
|-
|275
|Integer
|Ee_fs_minw(216)
|Die 5-Minutenwerte des aktuellen Tages.
|-
|425
|Integer
|Ee_fs_dhcp
|1: DHCP ausgeschalten, alle anderen Werte : DHCP eingeschalten. Sollte im Normalfall auf 0 stehen.
|-
|427
|Long
|Ee_fs_bezug_speichdat_t
|Letztes Speicherdatum Tagesstand Bezug.
|-
|42b
|Long
|Ee_fs_bezug_tagesstand(30)
|Zählerstände des Bezugszählers am Tagesstart.
|-
|4A3
|Long
|Ee_fs_einspeis_speichdat_t
|Letztes Speicherdatum Tagesstand Einspeisung.
|-
|4A7
|Long
|Ee_fs_einspeis_tagesstand(30)
|Zählerstände des Einspeisezählers am Tagesstart.
|-
|51F
|Integer
|Ee_fs_min_bezug(288)
|Die 5-Minutenwerte des Bezugs des aktuellen Tages.
|-
|75F
|Integer
|Ee_fs_min_einspeis(288)
|Die 5-Minutenwerte der Einspeisung Bezugs des aktuellen Tages.
|-
|99F
|Integer
|Ee_fs_min_bezug_vt(288)
|Die 5-Minutenwerte des Bezugs des Vortags.
|-
|BDF
|Integer
|Ee_fs_min_einspeis_vt(288)
|Die 5-Minutenwerte der Einspeisung Bezugs des Vortags.
|-
|E1F
|Long
|Ee_fs_speichdat_vt_t
|Speicherdatum für 5min Werte von Bezug und Einspeisung des Vortags.
|-
|E23
|Integer
|Ee_fs_minw_vt(216)
|Die 5-Minutenwerte der Solarerzeugung des Vortags.
|-
|FD3
|String*6
|Ee_fs_ev_url
|Präfix für die Webseiten mit vertraulicher Information (Bezugs- und Einspeisewerte).
|-
|FDA
|Byte
|Ee_fs_zaehlertyp
|0: automatisch; 1: Itron . Alle anderen Werte wie 0. Ab Loggerversion 2.04.04 nötig.
|-
|}

=== Erläuterung der Inhalte der Webseiten des Logger ===
Die Eingabe der Netzwerkadresse ohne weitere Fileangaben zeigt auf das Index-File, in dem eine Gesamtansicht der wichtigsten Loggereinstellungen zu sehen ist.

In der unteren Tabelle werden dabei für jede Stunde der S0-Zählerstand (mittlere Zeile) sowie die in dieser Stunde eingegangenen S0-Signale angezeigt.

In der Gesamtansicht kann man auf Buttons mit verschiedenen Unteransichten klicken, in denen neben einer grafischen Darstellung der 5-Minuten-Werte des aktuellen Tages (graph1.svg) auch Tages- und Monatswerte (days_hist.js und months.js)sowie Konfigurationsdaten (base_vars.js) in dem für Sonnenertrag.de notwendigen Format zu finden sind. Auch finden sich die 5-Minutenwerte für die grafische Darstellung nochmals in einem extra File (minutes.js).

Weitere verfügbare Filenamen sind:
*minutesv.js: 5-Minutenwerte des S0-Zählers der PV-Anlage vom Vortag
*graph1v.svg: Grafik der 5-Minutenwerte des S0-Zählers der PV-Anlage vom Vortag

Für den einfachen Zugriff auf wichtige Einzelwerte sind noch einige Spezialseiten definiert:
*iframe_1.htm: Datum und Zeit
* iframe_2.htm: Aktuelle Solarleistung (alle 5 min aktualisiert)
* iframe_3.htm: Gesamte erzeugte Solarenergie
* iframe_4.htm: Heute erzeugte Solarenergie
* iframe_5.htm: Datum, Zeit und aktuelle Solarleistung (alle 1 min aktualisiert) (ab Version 2.01.02)
* iframe_6.htm: Zahl der SML-Lesefehler und Gesamtzahl der SML-Nachrichten (d.h. mindestens Anfang und Ende erkannt) (ab Version 2.02.01)
* iframe_7.htm: "Schaltsignal: an" oder "Schaltsignal: aus", abhängg vom Zustand des Pin 4 (ab Version 2.04.07)

Bei zusätzlichem Betrieb eines SML-Zählers für Bezug und Einspeisung sind weitere Webseiten verfügbar, die [[Aufbauanleitungen#Inbetriebnahme_der_SML-Lesefunktion_f.C3.BCr_Bezugs-_und_Einspeisez.C3.A4hler|hier]] beschrieben sind.

=== Steckerbelegung===
Die Abbildung unten zeigt einen Auszug aus dem AVR-NetIO-Schaltplan. Alle Signale werden über den EXT-Stecker geleitet.

Die Numerierung geht so weiter, dass das Pin in der zweiten Zeile links die Nummer drei hat. Die Pins werden von FreeSol im Moment wie folgt verwendet:

{| class="wikitable" border="1"
|- class="hintergrundfarbe6"
|-
!PIN
!Bedeutung
|-
|1
|Eingang: [[Aufbauanleitungen#Leitungen_verbinden|Verbindung zu S0+]] vom Solar-S0-Zähler
|-
|2
|Ausgang: Schaltsignal für [[Merkmale_und_Technik#Steuerung_externer_Verbraucher|externen Verbraucher]], falls genügend Solarstrom da ist.
|-
|3
|Ausgang: schaltet synchron mit S0-Signal. Zur Kontrolle z.B. über 220 Ohm Widerstand und eine LED an GND führen.
|-
|4
|Eingang: falls auf GND gezogen, wird eine [[Merkmale_und_Technik#Versand_von_St.C3.B6rungsmeldungen|Störungsmeldung]] per Email versandt.
|}

Betriebsspannungen 0V und +5V werden aus der blauen Schraubklemmenleiste am Boardrand abgegriffen, die entsprechenden Ausgänge kommen mehrfach vor und sind beschriftet.

Das LCD-Dsiplay wird über die 25-pol-DSUB-Leiste angeschlossen.

<gallery widths=230px >
Datei:EXT-Stecker.png|Steckerbelegung für die Signalanschlüsse.
</gallery>

=== Funktionserweiterungen des Loggers ===
==== Täglicher Status-Emailversand====
Das Programm kann einmal täglich eine Statusemail mit dem Ertrag des Tages an eine Emailadresse versenden. Hierzu ist ein kostenfreier GMX-Mailaccount einzurichten. Die Konfiguration des Boards erfolgt über das Windows-Setup-Programm.

Es ist zu beachten, dass ein gmx-Mailaccount nach 6 Monaten ohne ein Login über die Webseite auf inaktiv gesetzt wird. Dies kann zur Störungen beim Mailversand führen, es ist also darauf zu achten, sich alle 6 Monate einmal einzuloggen.

====Versand von Störungsmeldungen====
Eine externes Signal kann benutzt werden, um dem Board eine Hardwarestörung mitzuteilen. Als Störungsquellen kommen entweder Störungssignale vom Wechselrichter oder auch Zustandsmeldungen von Blitzschutzelementen in Frage.

Im Moment müssen alle Störungen zu einem elektrischen Signal zusammengeführt werden (bei Bedarf könnte ich auch auf mehrere Eingangssignale erweitern). Der zuständige Eingang ist Pin 4 des [[Merkmale_und_Technik#Steckerbelegung|EXT-Steckers]]. Ist er unbeschaltet oder liegt er auf 5 V, so liegt keine Störung vor. Falls er auf 0 V gezogen wird und dieses Signal mindestens eine Minute lang anliegt, wird eine Störungsmail an die normale Benachrichtigungsadresse generiert, der Text ist über einen Konfigurationsparameter einstellbar. Falls die Störung weiter besteht, wird eine erneute Mail erst dann verschickt, wenn das Signal mindestens eine Minute lang auf 5V lag. (Technische Umsetzung: Das Signal wird nur einmal pro Minute abgefragt)

Ab Version 2.04.07 wird der Zustand des Schaltsignals in iframe7_htm angezeigt.

====Steuerung externer Verbraucher====
Falls die Leistung der Solaranlage über einer mit dem Setup-Programm einstellbaren Schaltschwelle liegt (Messung als 5min-Mittelwert), kann von PIN 2 des [[Merkmale_und_Technik#Steckerbelegung|EXT-Steckers]] ein Steuersignal zum Anschalten eines externen Verbrauchers gegeben werden. Das Steuersignal bleibt mindestens 5 min lang an, jedoch lässt sich über den Parameter "Schaltdauer" konfigurieren, wie viele 5min-Zyklen der Verbraucher anbleiben soll. Sobald ein weiterer 5min-Zyklus über der Schaltschwelle liegt, wird die Anschaltdauer wieder auf die eingestellte Schaltdauer verlängert.

Zur sicheren elektrischen Ansteuerung empfehle ich einen [http://www.elv.de/2-4-Kanal-Sendemodul-S4M,-Komplettbausatz/x.aspx/cid_74/detail_10/detail2_8211/flv_/bereich_/marke_Funkschalter%20Hc8000%2024,95 Funksender] (Bausatz 9,95 EUR, fertig aufgebaut 17,95 EUR) und eine [http://www.elv.de/output/controller.aspx?cid=74&detail=10&detail2=24978&flv=1&bereich=&marke= Funksteckdose] (22,95 EUR) von ELV.

Sofern man nur Kleinspannung schalten will oder ein professioneller Elektriker ist, kann man sich auch mal die [http://www.pollin.de/shop/dt/NTU5OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_Relaiskarte_K1.html Pollin-Relaisplatine K1] ansehen. '''Achtung, Warnhinweis:''' Keine 230V-Schaltungen bauen, wenn man nicht weiß, was man tut.

====LCD-Display====
An das Freesol-Board kann ein LCD-Display vom Typ TC1604A angeschlossen werden (gibts bei Pollin, Bestellnummer [http://www.pollin.de/shop/dt/MTczOTc4OTk-/Bauelemente_Bauteile/Aktive_Bauelemente/Displays/LCD_Modul_TC1604A_01.html 120 628], 8.95 EUR). Da das Board an den 25-poligen Stecker anzuschliessen ist, muss man sich leider das Kabel selber bauen. Sofern man nicht ein altes Kabel mit passendem Stecker hat, von dem man ein Ende abschneiden kann, hilft vielleicht eine Kombination der Pollin-Bestellnummern [http://www.pollin.de/shop/dt/NDIyODcyOTk-/Computer_und_Zubehoer/Hardware/Kabel_Stecker_Adapter/Laplink_Kabel.html 721 775] und
[http://www.pollin.de/shop/dt/MTg1OTcyOTk-/Computer_und_Zubehoer/Hardware/Kabel_Stecker_Adapter/Sub_D_Adapter.html 720 418] (kosten zusammen 1,50 EUR, Kabel zerschneiden und ein Ende an die LCD-Platine löten).

Die Anschlüsse an der Platine sind mit 1 und 16 beschriftet, die Belegung ist wie folgt:

{| class="wikitable" border="1"
|- class="hintergrundfarbe6"
|-
|LCD Display
|1
|2
|3
|4
|5
|6
|7
|8
|9
|10
|11
|12
|13
|14
|15
|16
|-
|D-Sub-25-Buchse
|18
|15
|18
|2
|3
|4
|18
|18
|18
|18
|5
|6
|7
|8
|15
|18
|-
|Bedeutung
|Vss
|Vdd
|V0
|RS
|R/W
|E
|DB0
|DB1
|DB2
|DB3
|DB4
|DB5
|DB6
|DB7
|A
|K

|}

Anmerkung: V0 könnte man an den Abgreifkontakt eines 10K-Potis legen und damit die Displayhelligkeit regeln, habe ich aber konstant an Masse liegen. Ebenfalls ist das Display nicht ausschaltbar.

Achtung: Hintergrundbeleuchtung auf PIN 15 braucht eventuell einen Vorwiderstand von ca 10 Ohm, da bin ich noch am Forschen.

Zur Aktivierung des Displays muss der Konfigurationsparameter fs_lcd auf 2 stehen.

<gallery widths=230px >
Datei:Display_1.jpg|Foto der Displayanzeige (Danke an DieterN).
Datei:Display_2.jpg|Foto der Displayanzeige (Danke an DieterN).
Datei:Display_3.jpg|Foto der Displayanzeige (Danke an DieterN).
</gallery>

=== Programmversionen ===
==== FreeSol AVR ====
* 2.01
** EHD versteht nun auch Sequenz 63 1 A2, vorher nur 62 82
** Reload Button bei frees_i.htm geht jetzt richtig
* 2.01.06
** Fehler in Datum von minutes.js usw kurz nach Mitternacht korrigert durch Ersetzen von Date$ durch Date(netio_time)
** iframe_5.htm eingebaut
** Vortageswerte S, B, E auch im Speicher richtig zwischen 0.00 und 1.27
** frees_1a eingefügt
** frees_1a Plausibilitätstest bei Leistungswerten eingefügt
* 2.01.07
** EHD versteht nun auch Codierung 64 an Pos 139
* 2.01.08
** Fehler in frees_1a.js (Vortageswerte) beseitigt
** Heartbeat um S0-Stand und sml ergänzt
* 2.02
** Keine Änderungen zu 2.01.08, stabile Release
* 2.03.01
** Beseitigung des 5-8-12 Bugs
* 2.04
** SML-Zähler Hager EHZ363Z5 wird nun verstanden
* 2.04.01
** Erweiterung des Protokolls für SML-Zähler Hager EHZ363Z5
* 2.04.02
** Der EMH-Zähler wird nun auch verstanden, wenn im SML-Telegramm keine Bezugswerte vorkommen.
* 2.04.03
** 1.8.0 muss nicht belegt sein, auch Zähler mit nur 2.8.0 Daten werden bedient
* 2.04.06
** Zählertyp Itron eingeführt. Achtung: Im Setupprogramm (ab Version 1.20 möglich) muß Variable Fs-Zaehlertyp für Itron auf 1 stehen.
* 2.04.07
** iframe_7.htm Enthält Status des Schaltsignals.
*2.04.08
** Mailversand um Zählerstände Bezug und Einspeisung erweitert.
* 2.04.09
** Mailserver und Port werden jetzt korrekt aus Eeprom-Daten verwendet
** Mailserveradresse und Port werden beim Versand über serielle Schnittstelle ausgegeben
* 2.04.11
** Bug in frees_1a.js Vortageswerte Bezug und Einspeisung korrigiert

===== Features, die möglich wären, aber nicht kurzfristig geplant sind =====
* Einlesen mehrerer S0-Signale
** Grund: Keine einfach zugängliche und freie serielle Schnittstelle

==== FreeSol AVR-24 (S0-24h Version)====
Diese Version speichert nur S0-Werte, keine SML-Daten, dafür aber 24 h lang.
Sie ist aus der FreeSol-Version 2.04.03 abgeleitet

* 0.09.00
** Kopie aus dem Hauptzweig und damit gestartet, die SML-Funktionalität zu löschen

* 0.09.01
** Erste Alpha-Version. Ungetestet, ich mache weiter, sobald erster Nutzer testet.

*0.09.02
** Falsche Variablendimensionierung für Minutenwerte korrigiert
** Falscher Offset in minutes.js und minutesv.js korrigiert
** Auskommentierungsfehler in graph1.js und graph1v.js beseitigt

*0.09.03
** Routine für manuelles Setzen der Zeit im Programmcode für Debuggingzwecke eingebaut.
** 5-Minutenwerte zwischen Mitternacht und Bootzeitpunkt um 1.17 werden jetzt auch gespeichert

* 0.09.04
** Mailserver IP und Port jetzt nicht mehr hart codiert sondern durch Setupwerte definiert

* 0.09.05
** Debugging der Mailsenderoutine

==== FreeSol Setup ====
* 1.18
** Beschriftung der Buttons verbessert, Defaultwerte für Filenamen und Warnmeldung geändert
* 1.19
** Bug in Filelänge Hexfile bei Nutzung von 'Defaultwerte'-Knopf beseitigt
* 1.20
** Variable Fs-Zaehlertyp eingeführt (0: automatische Erkennung; 1: Zählertyp Itron; Rest: wie 0)
* 1.21
** Zusätzlicher Warnhinweis eingefügt, dass für die Übertragung zum Logger immer das File mit Namen eeprom.txt aus dem Verzeichnis verwendet wird, in dem das Programm selbst liegt.

==== FreeSol SML ====
* 1.04
** EHD versteht nun auch Sequenz 63 1 A2, vorher nur 62 82
* 1.06
** EHD versteht nun auch Codierung 64 an Pos 139
* 1.09
** Neuer Zähler Hager EHZ363Z5 integriert
* 1.10
** Erweiterung an Einleseroutine Zähler Hager EHZ363Z5 integriert

==== FreeSol EV ====
* 2.29
** Unterstützung für [[Aufbauanleitungen#Ein_eigenes_Datenportal|Datenabruf aus eigenem Portal]] eingebaut.
* 2.30
** Bug beim Einlesen von *_bv.js und *_ev.js beseitigt.
* 2.31
** Skalierungs-Bug bei Anzeigen Minutenvergleich beseitigt
* 2.32
** Minutenwerte werden nur noch für den aktuell eingestellten Monat aus dem Portal geholt
** Knopfbeschriftungen bei Minutenwerte geändert
* 2.33
** Korrekturen von JAU
*** Quellentyp (S0/SML kann gewählt werden)
*** Fehlerkorrektur SML kann ausgeschaltet werden.
* 2.35
** Defekter Minutenimport von Portal für aktuellen Monat und alle Files repariert
* 2.36
** Bug beim Einlesen Einspeisung Vortrag aus SML korrigiert.
* 2.37
** Beim Tage verändern erfolgt jetzt auch Monats- und Jahreswechsel
** Programmstart erfolgt mit Monat des aktuellen Tages, nicht mehr Monat des Vortages
* 2.38
** Fehlerkorrektur für Monatswechsel zwischen unterschiedlich Langen Monaten (gibt keinen 31.2)

FreeSol Raspi

2019-05-05T11:03:17Z

Thomas: /* Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.92.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
** Hinweis: Im aktuellen Image fehlt das leere ssh-File, falls man mit ssh oder ftp auf den raspi zugreifen will. Muus ggf mit Windows explorer noch von Hand auf die Karte kopiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* Folgende zu übertragende '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** [https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py FreeSolRaspi_SolarZaehl.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py S0_Solar.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py CherryPy-Zaehler.py]
** Dateien z.B. nach c:\temp\FreeSol speichern.
* Die '''Programme''' mit einem FTP Programm (z.B. [https://www.heise.de/download/product/filezilla-18785 Filezilla]) '''auf den Raspi übertragen'''
** Zum Aufbau der Verbindung in FileZilla folgende Daten eingeben
*** Server: IP-Adresse des Raspi, z.B. '''192.168.178.32'''
*** Benutzer: '''pi'''
*** Passwort: '''raspberry''' (oder das geänderte Passwort)
*** Port: '''22'''
** Danach auf '''Verbinden''' klicken
** Als Quellverzeichnis links das Verzeichnis auswählen, in dem die heruntergeladenen FreeSol-Datein liegen, z.B. c:\temp\Freesol . Die drei Dateien sollten nun unten angezeigt werden.
** Als Zielverzeichnis rechts das Verzeichnis /home/pi/FreeSol auswählen durch Doppelklick auf FreeSol
** Nun die drei Dateien aus dem linken Verzeichnis durch Doppelklick auf jede Datei auf den Raspi hochladen
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder fertig bestellen kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet: [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** :-) wer will der erste sein?

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
* fehlt noch

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92 '''(aktuelles Image)'''
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-05-05T10:44:08Z

Thomas: /* Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.92.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig. Ist das schon passiert, muss die SD-Karte zunächst mit enem Programm wie SD Formatter neu formatiert werden.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* Folgende zu übertragende '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** [https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py FreeSolRaspi_SolarZaehl.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py S0_Solar.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py CherryPy-Zaehler.py]
** Dateien z.B. nach c:\temp\FreeSol speichern.
* Die '''Programme''' mit einem FTP Programm (z.B. [https://www.heise.de/download/product/filezilla-18785 Filezilla]) '''auf den Raspi übertragen'''
** Zum Aufbau der Verbindung in FileZilla folgende Daten eingeben
*** Server: IP-Adresse des Raspi, z.B. '''192.168.178.32'''
*** Benutzer: '''pi'''
*** Passwort: '''raspberry''' (oder das geänderte Passwort)
*** Port: '''22'''
** Danach auf '''Verbinden''' klicken
** Als Quellverzeichnis links das Verzeichnis auswählen, in dem die heruntergeladenen FreeSol-Datein liegen, z.B. c:\temp\Freesol . Die drei Dateien sollten nun unten angezeigt werden.
** Als Zielverzeichnis rechts das Verzeichnis /home/pi/FreeSol auswählen durch Doppelklick auf FreeSol
** Nun die drei Dateien aus dem linken Verzeichnis durch Doppelklick auf jede Datei auf den Raspi hochladen
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder fertig bestellen kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet: [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** :-) wer will der erste sein?

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
* fehlt noch

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92 '''(aktuelles Image)'''
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.

FreeSol Raspi

2019-05-05T10:42:17Z

Thomas: /* Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files */

== Überblick ==
Diese Seite beschreibt den Aufbau eines solaren Datenloggers, der sich aus Impulsdaten einer S0-Schnittstelle speist, die Daten in einem Raspberry Pi sammelt und mit Hilfe eines Python-basierten Webservers (CherryPy) visualisiert.

Für Fragen und Diskussionen gibt es einen Thread bei [https://www.photovoltaikforum.com/thread/132395-freesol-f%C3%BCr-raspi/ photovoltaikforum.com].

Stand:
* 2019-04-25: Start Betaphase:
** Der Logger läuft bei mir an verschiedenen Anlagen und erfasst dort außer S0-Signalen auch Energiedaten aus anderen Zählern.
** Start der Dokumentation
** Während der Suppportphase bin ich für Rückfragen unter der Mailadresse '''raspi-support (at) freesol.de''' erreichbar.
** Mit dem USB-Programmieradapter habe ich noch nicht gearbeitet, scheint mir aber zukunftssicherer als SD-Adapter und SD-Kartenleser, die es nicht mehr in jedem PC gibt.
* 2019-05-03: Version 0.92
** Der Programmieradapter schreibt zumindest
** Es gibt inzwischen auch ein Image-File für die schnelle Installation, das Programm selbst hat auch einen Update-Knopf.

== Alternative ==
Als Variante sollte man sich auf jeden Fall die Installation eines [https://wiki.volkszaehler.org/howto/raspberry_pi_image Volkszaehlers] auf einem Raspi angucken, weil dort ein fertig entwickeltes Projekt vorliegt.

== Kauf des Materials ==
=== Grundpaket: FreeSol Raspi ===
{| class="wikitable"
|-
! Position !! Komponenten !! Lieferant !! align="right" | Einzelpreis !! Stückzahl !! Gesamtpreis
|-
| 1 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/boards-kits/raspberry-pi-3-modell-b-43?c=298 Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 32,40 || 1 ||style="text-align:right;" | 32,40
|-
| 2 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/gehaeuse/passend-fuer-raspberry-pi-3-modell-b/geh-228-use-f-252-r-raspberry-pi-3b-43-3b-2b-1b-43 Gehäuse zu Raspberry Pi B3+ ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 3 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/stromversorgung/netzteile-fuer-die-steckdose/micro-usb-netzteil-f-252-r-raspberry-pi-5v/2-5a-schwarz Steckernetzteil ]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 5,90 || 1 || style="text-align:right;" | 5,90
|-
| 4 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/verbatim-microsdhc-class-10-speicherkarte-8gb?c=347 microSDHC-Speicherkarte 8 GB Class 10]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 3,50 || 1 ||style="text-align:right;" | 3,50
|-
| 5 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/speicherkarten/microsdhc/sdxc-cardreader-mit-usb-2.0-anschluss-schwarz?c=347 Kartenadapter für USB]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 1,60 || 1 ||style="text-align:right;" | 1,60
|-
| 6 || [https://www.sertronics-shop.de/raspberry-pi-co/raspberry-pi/kabel-adapter/gpio-csi-dsi-kabel/40pin-jumper/dupont-kabel-male-150-female-trennbar Kabel für S0-Signal]|| [https://www.sertronics-shop.de/ Sertronics ]|| style="text-align:right;" | 2,90 || 1 ||style="text-align:right;" | 2,90
|-
| '''Summe''' || || || || || style="text-align:right;" | '''52,20'''
|-
|}

Hinweise:
* Keine Versandkosten bei Kauf über 29 EUR
* Bitte nicht an der Speicherkarte sparen, hier ein Markenprodukt nehmen
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/neu/zwillingslitze-isoliert-2x0-14mm-5m?c=2247 weiteres Kabel] mitkaufen, falls die Entfernung zum Zähler groß ist und das S0-Kabel verlängert werden muss
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/bauelemente/steckverbinder/stromversorgungs-steckverbinder/klemmleisten/l-252-sterklemme-16mm-178-12er-reihe-transparent Lüsterklemmen] mitkaufen, falls man keinen Lötkolben hat, um das Verlängerungskabel anzulöten
* Ggf. [https://www.sertronics-shop.de/netzwerk/patchkabel-netzwerkkabel/cat-patchkabel/bestellartikel/cat-6-netzwerkkabel-s/ftp-gelb Netzwerkkabel] mitbestellen, zumindest für die Ersteinrichtung des Raspi. Danach kann dieser ggf. auch per WLAN eingebunden werden.

== Energiezähler anschließen ==
=== S0-Zähler ===
* Falls kein S0-Signal vorhanden ist:
** S0-Zähler [[Aufbauanleitungen#Erweiterungspaket_S0-Z.C3.A4hler:_Zum_Erzeugen_eines_nicht_vorhandenen_S0-Signals|kaufen]] und einbauen lassen.
* Die Pulszahl im Programm ist im Moment fest auf 1000 Pulse pro kWh eingestellt, wird aber bei Bedarf noch variabel einstellbar gemacht.
* Für das S0-Signal werden die '''folgenden zwei Pins verwendet (im GPIO.BCM Numerierungsschema)'''
** '''GPIO.input(22)''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 8. Pin vom Boardrand, schwarzes Kabel im Bild unten)
** '''3V3''' (In meinem Modell: innere Pinreihe, 9. Pin vom Boardrand, weißes Kabel im Bild unten)
* Weitere Informationen zum PIN-Layout finden sich hier:
** https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/12966/what-is-the-difference-between-board-and-bcm-for-gpio-pin-numbering?newreg=86e0900fde854eee97bdd4f78e3c6e7b
** https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
** Soweit benötigt, GPIO Zero installieren mit
*** sudo apt install python3-gpiozero
*** Das Pinout am Raspi kann dann mit dem Komando '''pinout''' angezeigt werden.

<gallery widths=220px >
Datei:Pinout.png |Pinout meines Raspis.
Datei:Foto_Pinout.jpg |Foto der Anschlusspins.
</gallery>

== Installation der Gesamtsoftware durch Einspielen eines Image-Files ==
Diese Installationsmethode eignet sich für Nutzer, die den Raspi einfach schnell am Laufen haben wollen und denen als Betriebssystem die Raspi Strech Lite Variante (Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14) zunächst einmal genügt. Din Installation ist ganz einfach:
* '''Schritt 1:''' '''Softwaredownload'''
** '''Freesol Raspi Software''' [https://www.freesol.de/download/freesol-for-raspberry-pi-0.92.zip '''herunterladen''']
** Das File entpacken.
* '''Schritt 2:''' Imagefile auf Speicherkarte schreiben
** '''Win32DiskImager''' am PC [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 installieren]
** Karte in den Kartenadapter stecken
** Kartenadapter in den USB Port stecken
** Das entpackte File '''mit Win32DiskImager (!) auf die Karte des Raspi schreiben'''
*** Keinesfalls andere Kopierprogramme wie Windows Explorer verwenden, diese schreiben das Image nicht richtig.
* '''Schritt 3:''' Raspi starten
** Karte aus dem Adapter entnehmen
** Karte in den Raspi stecken
** Netzwerkkabel an den Raspi anschließen
** Netzteil an den Raspi anschließen. '''Der Raspi startet'''.
* '''Schritt 4:''' Benutzeroberfläche aufrufen
** Im Router die IP-Adresse des Raspi herausfinden
** Den Router so einstellen, dass diese IP-Adresse immer gleich bleibt
** Die '''Oberfläche des FreeSol Raspi''' durch '''Eingabe der IP-Adresse in einem Browser''' aufrufen.
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

== Alternativ: Installation der Software selbst Schritt für Schitt durchführen==
=== Installation des Raspi-Betriebssystems ===
* '''Raspian Image downloaden:''' https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
** Als Version genügt '''Raspian Stretch Lite''' auswählen und als ZIP-File laden, Größe sind 352 MB. Weitere benötigte Pakete sind dann bei Bedarf einfach nachinstallierbar.
** Man kann auch "Raspian Stretch with desktop and recommended software" nehmen, das ist umfangreicher, Größe knapp 2 GB. Diese Version enthält auch weitere Software, wenn man etwas mit dem Raspi spielen will.
** getestet mit Version: April 2019, Release date: 2019-04-08, Kernel version: 4.14
* '''Entpacken''' des Downloads
* '''Karte in den Kartenadapter stecken''' und dann Kartenadapter in den USB Port stecken
* '''Betriebssystem-Download auf Karte schreiben''' mit [https://www.heise.de/download/product/win32-disk-imager-92033 Win32DiskImager]
* Vorbereiten Headless Boot (das bedeutet, man will den Raspi Starten, ohne dort eine Tastatur und einen Bildschirm anzuschliessen, man will stattdessen sofort direkt über Netzwerk zugreifen)
** Dazu einfach ein '''leeres File mit dem Namen ssh''' ohne Erweiterung mit Windows Erplorer '''ins Hauptverzeichnis der Karte kopieren''', dann ist Raspi nach Boot per ssh erreichbar. Ein solches File befinet sich [https://www.freesol.de/download/ssh hier] (nicht wundern, das File ist wirklich leer). '''Wichtig''': Das File beim Herunterladen unter dem Namen '''ssh''' und '''nicht unter ssh.txt''' abspeichern, notfalls umbenennen.
** weitere Hinweise: https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/headless.md
* Den '''Raspi per Netzwerkkabel mit dem PC verbinden'''
* Den '''Raspi per Netzteil mit Strom versorgen'''
** Hinweis: Beim Ausschalten ist es sicherer, den Raspi vor Abstecken des Netzteils definiert herunterzufahren mit einem Kommandozeilenbefehl "sudo shutdown" im Raspi.
* Im Router des Netzwerks herausfinden, unter welcher '''IP-Adresse der Raspi''' zu finden ist (z.B. 192.168.178.32).
** Diese Adresse im Router auch so einstellen, dass sie immer gleich bleibt.
* Mit dem '''Raspi über SSH''' unter der herausgefundenen IP-Adresse mit dem Programm [https://www.heise.de/download/product/putty-7016 Putty] '''verbinden'''.
** Die beim erstmaligen Verbinden erscheinende Warnmelkdung, dass dies eine neue Verbindung ist, kann man mit "Ja" bestätigen
** '''Login''' erfolgt mit User pi und Passwort raspberry
** Hinweis für das Arbeiten mit dem schwarzen Kommandozeilen-Fenster in Putty:
*** Hier auf der Webseite beschriebene Kommandos kann man mit der Maus markieren und dann mit Ctrl-C in die Zwischenablage kopieren. Wechselt man nun in das schwarze Kommandozeilen-Fenster, kann man dort die Kommandos einfach mit einem rechten Mausklick an die aktuelle Position kopieren und '''spart sich so das Abtippen'''.
* '''raspi-config für Ersteinrichtung'''
** Kommando: '''sudo raspi-config'''
** Navigation mit den Pfeiltasten, Page Up und Page Down, der Tab-Taste und Return
*** Man kann das User Passwort von raspberry auf einen anderen Wert setzen (sollte es aber aufschreiben ;-) )
** 4: Localisation Options -> I1 Change Locale -> (durch Drücken der Leertaste Haken setzen bei "de_DE ISO-8859-1", dann Tabulator und Return zum Bestätigen, im nächsten Bildschirm de_DE auswählen durch Markieren und Return
** 4: Localisation Options -> I2 Change Timezone -> (Europe -> Return -> Berlin -> Return)
** 4: Localisation Options -> I3 Change Keyboard Layout -> Auswählen und einfach Return drücken, Keyboard wird dann angepasst.
** 4: Localisation Options -> I4 Wifi Country -> DE Germany auswählen
** Tool verlassen mit Finish
** Das Tool kann jederzeit wieder aufgerufen werden.
* '''Betriebssystem-Software aktualisieren'''
** Die folgende zwei Kommandos eingeben, die Ausführung dauert jeweils etwas:
*** '''sudo apt-get update'''
*** '''sudo apt-get upgrade'''
**** Die Frage "Do you want to continue?" mit Return bestätigen
** Weitere Informationen, wenn es jemanden genauer interessiert
*** Eine schöne generelle Einführung in den Raspi findet sich z.B. [http://raspberrypiguide.de/#Einstieg hier]
*** Ein paar grundlegende Infos zu Kommandos in der Shell finden sich z.B. [hier http://www.raspberry-pi-geek.de/Magazin/2013/05/Einfuehrung-Linux-auf-dem-Raspberry-Pi]
*** Anleitung zum Einrichten eines Raspi: http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/RasPi_Install.html
* '''Sicherheitswarnung!'''
** Der Raspi ist in der aktuellen Konfiguration bei einem offenen Betrieb im Internet nicht sicher. Wird er offen ins Netz gestellt, müssten auch konsequent Sicherheitsupdates aufgespielt werden, um mögliche Lecks zu schließen.
** Auch sollten dann wenigstens das Standardpasswort für den Benutzer pi geändert werden und für den Benutzer root ein Passwort vergeben werden.

=== Installation der FreeSol-Software ===
* '''Verzeichnis für die Software auf dem Raspi anlegen'''
** Als User pi anmelden, man ist dann im Homeverzeichnis /home/pi
** Kommando: '''mkdir FreeSol'''
** Hinweise:
*** mit dem Kommando '''ls -l''' müsste jetzt das Verzeichnis zu sehen sein
*** mit dem Kommando '''pwd''' sieht man, in welchem Verzeichnis man sich befindet
*** mit dem Kommando '''cd''', z.B. '''cd FreeSol''' oder '''cd ..''', kann man das Verzeichnis wechseln
* Folgende zu übertragende '''Programme''' von [https://wiki.freesol.de/download/ hier] '''herunterladen''':
** [https://wiki.freesol.de/download/FreeSolRaspi_SolarZaehl.py FreeSolRaspi_SolarZaehl.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar.py S0_Solar.py]
** [https://wiki.freesol.de/download/CherryPy-Zaehler.py CherryPy-Zaehler.py]
** Dateien z.B. nach c:\temp\FreeSol speichern.
* Die '''Programme''' mit einem FTP Programm (z.B. [https://www.heise.de/download/product/filezilla-18785 Filezilla]) '''auf den Raspi übertragen'''
** Zum Aufbau der Verbindung in FileZilla folgende Daten eingeben
*** Server: IP-Adresse des Raspi, z.B. '''192.168.178.32'''
*** Benutzer: '''pi'''
*** Passwort: '''raspberry''' (oder das geänderte Passwort)
*** Port: '''22'''
** Danach auf '''Verbinden''' klicken
** Als Quellverzeichnis links das Verzeichnis auswählen, in dem die heruntergeladenen FreeSol-Datein liegen, z.B. c:\temp\Freesol . Die drei Dateien sollten nun unten angezeigt werden.
** Als Zielverzeichnis rechts das Verzeichnis /home/pi/FreeSol auswählen durch Doppelklick auf FreeSol
** Nun die drei Dateien aus dem linken Verzeichnis durch Doppelklick auf jede Datei auf den Raspi hochladen
* ('''Nur bei Verwendung des Raspi Strech Lite Images''' für das Raspi Betriebssystem muss ein zusätzliches Paket installiert werden, sonst gibt es Fehlermeldungen im nächsten Schritt)
** sudo apt-get -y install python3-pip
* Weitere benötigte Python-Module nachladen und Verzeichnisse vorbereiten mit den folgenden Kommandos:
** '''sudo pip3 install cherrypy'''
** '''sudo apt-get install python3-pandas'''
*** Abfrage "Do you want to continue?" wieder mit Return bestätigen
** sudo pip3 install wget
** '''sudo mkdir /webserv'''
* Das Webserverskript CherryPy-Zaehler.py zum Autostart des Raspi hinzufügen
** Das Autostart-File mit dem Kommando '''sudo nano /etc/rc.local''' aufrufen
** Mit den Pfeiltasten an das Ende des Files navigieren, das angezeigt wird
** Fast am Ende des Files, vor der Zeile '''exit 0''' nacheinander folgende zwei Zeilen einfügen (statt Abtippen besser kopieren wie oben unter Putty beschrieben)
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/S0_Solar.py >/home/pi/FreeSol/S0_err.log 2>&1 &'''
*** '''sudo python3 /home/pi/FreeSol/CherryPy-Zaehler.py >/home/pi/FreeSol/CherryPy_err.log 2>&1 &'''
** Das File nach Abspeichern verlassen ('''Ctrl-X''' und dann '''Y'''; falls man ohne Speichern abbrechen will, '''Ctrl-X''' und dann '''N''')
* Den Raspi neu starten
** Kommando: '''sudo reboot'''
** Hinweis: Den Raspi nie einfach vom Strom trennen, vorher sauber ausschalten mit '''sudo shutdown'''.

== Testen des Webservers von FreeSol==
* FreeSol sollte nun erreichbar sein, indem man in einem Browser im heimischen Netz die IP-Adresse des Raspi eingibt. Es wird eine leere Grundleiste angezeigt in der Art wie:

<gallery widths=220px >
Datei:Grundbildschirm FreeSol.jpg|Grundbildschirm von FreeSol bei Zugriff mit dem Browser.
</gallery>

* Bei '''Problemen''' sollte man zunächst prüfen, ob alle Komponenten wie in der Aneitung beschrieben installiert wurden. Dazu eignet sich unter anderem auch das Testskript '''Systemanalyse.py''', das man [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.py herunterladen] und in der Kommandozeile des Raspi mittels Putty ausführen kamm mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py'''. Mit dem Kommando '''python3 Systemanalyse.py >Systemanalyse.log 2>%1''' kann man die Ausgabe des Skripts abspeichern und mir notfalls zuschicken.

Eine Vergleichsausgabe meines Raspis befindet sich in [https://wiki.freesol.de/download/Systemanalyse.log Systemanalyse.log].

== Anschluss des S0-Ausgangs an den Raspi ==
* Die beiden [[FreeSol_Raspi#S0-Z.C3.A4hler | Anschlusskabel]] müssen nun mit den beiden Ausgangsklemmen des S0-Zählers verbunden werden
* Mit dem Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py S0_Solar_Test.py] kann ausprobiert werden, ob die S0-Signale richtig im Raspi ankommen.
** Dazu das Programm [https://wiki.freesol.de/download/S0_Solar_Test.py herunterladen] und mit FileZilla per FTP auf den Raspi ins Verzeichnis FreeSol hochladen.
** Nun das Programm auf dem Raspi starten (nach Verbinden mit mit Putty) mit dem Kommando
*** '''sudo python3 FreeSol/S0_Solar_Test.py'''
** Der S0-Anschluss funktioniert korrekt, wenn beim Blinken des S0-Zählers immer die Meldung '''Impuls empfangen''' im Terminal auftaucht. Dazu muss natürlich die Sonne scheinen. :-)
** Testweise kann man auch einfach die beiden Pinkabel kurz miteinandern verbinden, was jeweils einen Impuls auslöst.
** Das Programm kann mit '''Ctrl-C''' wieder beendet werden.

== Anschluss eines SML-Lesekopfs an den Raspi ==
* Hinweis: Dieses Feature ist noch im Aufbau und muss noch auf die verschiedene Zählertypen angepasst werden.
* Falls statt eines oder zusätzlich zu einem S0-Zähler noch ein Zähler mit optischem Ausgang vorhanden ist, können die Signale daraus über einen SML-Zähler mit USB-Anschluß im Raspi erfasst werden.
* Zur Erfassung benötigt man einen '''SML-Lesekopf''', den man [[Aufbauanleitungen#Aufbau_des_FreeSol-SML-Lesekopfs | selber bauen]] oder fertig bestellen kann. Als Bezugsquellen gefunden habe ich (für weitere Hinweise bin ich dankbar):
** noch nicht getestet: [https://www.amazon.de/Weidmann-Elektronik-Stromz%C3%A4hler-Infrarot-Lesekopf/dp/B01B8N0ASY Weidmann, 50 EUR inkl Versand über Amazon]
* Die SML-Protokolle sind leider zählerabhängig, ich werde hier aber mit den jeweils ersten Nutzern Anpassungen für die einzelnen Zählertypen bereitstellen. Im Moment werden folgende Zählertypen unterstützt:
** :-) wer will der erste sein?

== Einbindung in andere Visualisierungssoftware ==
* fehlt noch

== Versionshistory ==
Hinweis: Nicht jedes File macht alle Versionsnummern durch
* 0.91
** Softwareupdate in Webserver eingebaut
* 0.92 '''(aktuelles Image)'''
** Backup-Funktion für Datenbank zum Download auf PC eingebaut
* 0.93
** Das Konfigurationsfile '''Konfiguration.txt''' speichert nun alle notwendigen Konfigurationseinstellungen. Es wird automatisch mit Defaultwerten angelegt und sollte nur über die Browseroberfläche verwaltet werden.
** Die Portnummer kann nun in der Konfigurationsseite geändert werden. Am Raspi erfolgt dann ein Neustart, damit der neue Port wirksam wird, am PC nicht

== Sonstiges ==
* Eine [https://wiki.grammaster.de/index.php?title=Python Einführung in Python], dort besonders auch ein kostenloser Python2-Online Kurs bei codecademy.