Guide – Raspberry Pi

Kom igång med Raspberry pi för hemautomation.

Har börjat komma igång med Raspberry pi för hemautomation. För att minska startsträckan för fler, och kanske få några tips tänkte jag göra en serie  ”från start till mål med Raspberry Pi”.

Allt detta ovan på endast en RPI!
  • 2017-02-25 – Uppdaterar stegen för Grafana till V4.1.2, mer info om hur graferna ska ordnas.  Guiden är nu testad och verifierad med Asus tinker board (förutom del 1 RPI installationen).
  • 2017-02-04 – Lägger till info att tänka på när det gäller minneskort under ”Hårdvara”.
  • 2017-01-22 – Rättad rutin för Home Assistant, uppdaterad förklaring på Grafana
  • 2017-01-19 – Lägger till guide för installation av Telldus Duo.
    • Hela guiden uppdaterades 2017-01-14 för att fungera med version ”PIXEL” som nu finns
    • Guiden håller nu på att verifieras med PIXEL som släpptes 2017-01-11
    • Ändrad hantering för lösenordsbyte
    • Ett extra uppdateringssteg under installationen
    • Lägger med Mosquitto  i uppdate soruces (Tack för tipset Borkman)
    • Uppdaterar Grafana guiden till V4.1.1 (Tack för tipset Borkman)
    • Uppdaterat till Node red v0.16 i guiden.

Meny

När guiden är klar kommer du att ha en InfluxDB (databas), Grafana (grafer, bilden nedan), Mosquitto (MQTT protokoll) och node Red för att trigga på larm och liknande. Det kan säkert komma in mer roligt på vägen allt eftersom jag skriver guiden, ser du något som inte stämmer eller inte fungerar. Säg gärna till i så fall så korrigerar jag 🙂

Redan idag har jag en RPI med en DHT22 och Webbkamera integrerad till Vera. Förhoppningen är att även dela med mig om hur det görs i den här guiden. Kom gärna med tips på vad mer man kan göra med en RPI eller om något inte stämmer i guiden.

Hårdvara

För att få till följande resultat behövs hårdvara för ca 700 – 800 kr. Då räknar jag med låda och annat med till RPI.

  • Raspberry Pi (2 eller 3) Länk till ett startkit på m.nu
  • MicroSDHC Minneskort, ju större desto bättre men mist 8GB
  • MicroSDHC läsare till dator.
  • Usb strömadapter, tänk på att skaffa en som klarar mer än 2A!

När du väljer att köra med InfluxDB på din RPI tänk på att detta kommer att slita på minneskortet som har en begränsad mängd skrivningar. Fick tipset om att tänka på det när det gäller stora mängder loggar (dvs skrivningar) i InfluxDB.

  • Tänk på att använda ett så stort minneskort som möjligt för att undvika att slita ut minneskortet.
  • Kosta på och köp ett riktigt minneskort som klarar hög skriv/läs hasighet och många skrivningar (länk wiki).

Guiden byggs på här nedan allt eftersom jag hinner med mig. MYCKET tacksam för tips eftersom jag själv håller på att sätta mig in i området med.

 

 

 

Installation av Raspberry PI

Börja med att ladda hem Raspbian  från en Windows dator. Jag valde ”Raspbian Jessie with PIXEL”,  spara den på en disk med nog mycket utrymme.

Packa upp filen till en mapp (notera vart mappen är)

Koppla in minneskortet i kortläsaren och koppla in det i klient. Skriv upp vilken diskenhet minneskortet får.

Jag valde att ladda ”win32 Disk Imager”, det finns säkert fler men även den här guiden rekommenderar den

leta fram sökvägen dit du packade upp Raspbian och välj .img filen. välj sedan till höger enheten som motsvarar ditt minneskort.

När detta är klart är det bara att trycka Write och vänta till skrivningen är klar.

Mer än så är det inte! koppla in minneskortet i din Raspberry Pi (RPI) och koppla in tangentbord, mus, skärm.

När filerna laddat klart möts du av följande skrivbord.

Uppe till vänster finns en ikon som är ett hallon, tyck på det och gå ner till ”preference / raspberry pi configuration”

Sätt ett lösenord genom ”Change Password”, nytt från och med PIXEL (2017-01-11 Kernel 4.4) är att man nu behöver ange det gamla lösenordet för att få byta till ett nytt!

Lösenordet för pi är: ”raspberry

 

Jag valde att även lägga till VNC för att kunna fjärrstyra RPI och visa skärmen. Det går lika bra att sitta vid RPI eller köra SSH (obs SSH måste aktiveras i så fall), men då antar jag att man inte behöver läsa den här delen av guiden 🙂

Jag valde att aktivera VNC för att kunna fjärrstyra och göra skärmklipp till den här guiden.
Öppna ”Localisation” och välj ”Set Locale”

 

Sätt tid zoonen till Europe och Stockholm
Välj rätt tangentbord
Välj rätt Wifi Country code

Nu är det klart. Spara alla inställningar och välj att den ska starta om. När det är klart är den grundläggande konfigurationen klar.

Uppe på menyn finns en svart ruta (terminalen) öppna den och skriv som nedan ”ip addr”, detta ger dig information om vilken ip adress din RPI har.

Öppna en terminal och skriv: IP adress

Det är bra idé att nu uppdatera all mjukvara i din RPI till den senaste, detta görs genom att skriva:

 

sudo bash – Ger dig root behörigheter,  apt-get update – kollar vilka uppdateringar din RPI behöver
För att installera detta skriver du: apt-get upgrade

Passar även på att köra följande när den andra installationer var klar:

 

2016-12-08 – Del 1 av guiden klar

Nu är din RPI grundinstallerad och uppgraderad. Jag kommer inom kort att fortsätta med nästa del av guiden.

 

Installation av InfluxDB

InfluxDB är en nosql databas som används för att lagra information, i mitt fall är tanken att koppla den till Grafana. Men det går att använda den till mer än så.

Jag utgick själv från dessa guider när jag skrev min: Influx  och Influx

Öppna en terminal och kör kommandona i följande ordning för att installera Influxdb:

går allt bra bör du ha något liknande resultat.

 

Öppna en webbläsare på din dator och verifiera att du får följande resultat:

Influx redo att ta emot data.

Nästa steg är att skapa en databas att lagra datat i (i den här guiden flyttar jag inte lagningen, utan den förblir på minneskortet!).

skapa databas med Influx.
Starta gränssnittet för Influx

skapa influx databas.
Om kommandot har körts korrekt bör du ha två databaser.

För att verifiera att databasen fungerar kör följande kommando i terminalen

Hämta data från influx databasen.
Hämta data från influx databasen.

 

Installera Grafana

Grafana är ett verktyg för att presentera data, liknande den som finns i till Vera: DataMine

Personligen tycker jag att Grafana ger en stor flexibilitet i hur grafer ska presenteras, mycket större än den som ges med DataMine.

Guiden bygger vidare på instruktionerna för influxDB på en RPI. Eftersom version v4.0.2 släpptes 8 Dec 2016 insåg jag att det är lika bra att försöka få igång den direkt, istället för att göra en guide på den gamla versionen jag redan kör.

Om du inte får koden i exemplet nedan att fungera kan du scrolla en bit längre ner till ”Testar därför att köra installationen manuellt

Testar därför att köra installationen manuellt.

För att verifiera att Grafana nu fungerar skriv: http:// ( DIN IP ADRESS TILL RPI ) :3000    ( exempelvis 10.20.30.40:3000 ), du bör då mötas av sidan nedan.

Grafana inloggning, default är login: admin och lösenord: admin

 

Konfigurera en graf med Grafana

För att konfigurera en graf enligt instruktionerna krävs att en InfluxDB installerats och konfigurerats. Om du inte gjort detta så finns instruktioner för hur detta sker längre upp.

För att få någon testdata att jobba med kör jag följande rad på den RPI där Installationen är gjord.

Skapa graf

Logga in i grafana genom att surfa till adressen till din RPI på port 3000   ( exempelvis http://10.20.30.40:3000 )

Första inloggningen i Grafana

Välj: Add data source

 

Ange sedan:

Name: ett namn på din databas

Type:   InfluxDB (som finns installerat på din RPI)

Url: http://DINRPIS IP ADRESS: 8086   ( typ http://10.20.30.40:8086, testade att köra localhost och 127.0.0.1 men den gillar inte riktigt det..)

Access: direct

Database: db_automatiserar

User: admin

Password: admin

Fungerar instruktionerna ovan bör du nu se följande under data seources.

Nu är det dags att skapa en graf av informationen, detta görs genom att trycka på knappen längst upp till vänster, dashboard,  home och ”Create New”

Ange nu att du vill skapa en "New dashboard"

Klicka på bilden ”Graph”

Tryck på listan ovanför grafen som du just fick och välj ”Edit”

Under ”panel data source” ändra från default till ”auotmatiserar databas” (den som du tidigare kopplad upp under stegen Data sources)

Verifiera att du har rätt databas nedan och tryck sedan ”Add query”. Tänk på att ta bort den som heter ”A” med, den kommer inte att behövas längre.

Nu har du fått en ny fråga, genom att trycka på varje text efter ”FROM” kommer du sakta men säkert att få informationen nedan presenterad automatiskt. Verifiera att det ser ut som bilden nedan, då är du säker på att det ska fungera.

Du bör nu få fram en stapel med som går från 0 till 50, vilket visar att det fungerar.

Namnsätt den nya grafen till önskat namn

Välj sedan att spara panelen med lämpligt namn.

Nu är graferna klar, för att testa att det fungerar kan du testa att köra följande rad igen på din RPI:

2017-02-25 – Får du problem att visa grafen så kan det vara bra att även kollade dessa stegen:

Om du har problem att visa en graf testa att bocka i dessa värden.

Genom att bocka Bars, Lines och Points ser man tydligt om en datapunkt finns i grafana. (obs bilden visar data inskickat under någon dags tid)

För att få streck mellan datapunterna i Grafana går det att lägga till följande inställningar.

Får du mot förmodan inte någon data kan det bero på hur du valt att gruppera datat, testa att ändra enligt bilden nedan om du inte får Grafana att visa något.

Om du inte får grafana att visa någon data, testa att ändra "time" till olika antal sekunder, 10 sekunder fungerade bra för mig.

Skulle du mot förmodan ändå inte se någon data, kolla i din ssh session om du fått in någon data i influxdb genom att köra följande kommando:

  • influx -execute ’SELECT * FROM test’ -database db_automatiserar

Nu är Grafana installerad och klar, allt som behövs nu är att skicka in data. Det kommer jag att visa i kommande delar med MQTT och Node Red.

 

Installation av Mosquitto MQTT  broker

Tänkte i den här delen skriva om MQTT som är ett protokoll som speciellt används för batteridrivna enheter. Protokollet kommer från IBM men är Open Source. Protokollet möjliggör publish / subscribe. Dvs att enheter kan välja att prenumerera och skicka information till olika ”topics”. Den stora fördelen är att avsändaren (enheten) och mottagaren inte behöver känna till varandra, detta hanteras av en ”brokers”, i det här fallet en RPI. MQTT Brokern som jag valt att nyttja heter Mosquitto. Den finns utan något större jobb tillgänglig till RPI.

Jag baserar den här guiden på en från Adafruit.com

Börja med att uppgradera din RPI

Nu är själva klienten Installerad, för att få den att göra något vettigt behövs en konfigurationsfil.

Detta skapas genom att köra följande delar.

2017-01-06 – Ändrade idag ”allow_anonymous true” till allow_anonymous false”, orsaken är att Mosquitto inte kontrollerar behörigehten! Har du kört guiden sedan tidigare räcker det att du öppnar filen igen och ändrar värdet från true till false för att öka säkerheten.  Detta uppmärksammades av en läsare, stort tack för att du uppmärksammade min miss i guiden 🙂

Nu är den grundläggande konfigurationen klar, det är dags att verifiera att tjänsten hoppar igång (och klagar på att den saknar lösenord, bilden nedan visar det du bör se)

Konfigurera MQTT password
Sätt ett passande lösenord till ditt konto

När lösenordet är satt är det dags att testa att tjänsten fungerar som tänkt.

 

För att göra ett test mot MQTT servern behöver du skapa en lyssnare på en valfri topic.

Kommandot jag kommer att köra byggs upp av följande:

  • -t  = Topic
  • -u = Användare
  • -P = Lösenord

Får du följande resultat så har du en MQTT lyssnare igång! Nästa steg är att testa att skicka data till den topic:en

Nu behöver du öppna en ny SSH session eller en ny terminal på till/på din RPI och köra följande:

Ser du texten ”Data skickat OK” på din första terminal / ssh session så är allt klart! Nästa steg är nu att aktivera Node Red! (nästa del i guiden)

Nu är MQTT konfigurerat och redo att kopplas till Node Red och andra roliga verktyg! Om du uppskattar guiden gilla / dela den gärna så fler får se den och jag får motivation att fortsätta med  kommande delar av guiden.

 

Installation av Node Red

Node red är en mycket behändig visuell programmerare som bygger på Node.JS, Jag har helt gått ifrån mina egna http loggserver till den här istället, orsaken är att man här kan samla på allt från MQTT flöden till att själv få den att samla data från webbsidor. Node Red har idag över 1000 olika nooder som det bara är att lägga till. En nood är ett färdig ”block” som kan kopplas ihop med andra flöden. Flödet lyssnar på två st DHT22 som kopplats på två olika RPI:er. Dom rapporterar temperatursensorer och luftfuktighet via MQTT varje minut. Resultatet visas sedan under ”LIVE!!”

Node Red som lyssnar på MQTT och presenterar Live i gränssnittet (nedan)