Wärmepumpen-Forensik – Teil 1: Mithorchen am Test-CAN-Bus

In grauer Vorzeit war die Aufnahme von Messdaten eine Herausforderung, die an physische und psychische Grenzen ging:

White-Out

White-Out im Winter 2012/13. Bodentemperaturen mussten trotzdem Irgendwer messen!

Wurzelsepp misst

Warten auf das Temperaturgleichgewicht…

Mittlerweile werden fast alle Messdaten automatisch aufgenommen:

Online-Schema CMI/UVR1611/UVR16x2

Online-Schema CMI/UVR1611/UVR16x2 mit den für die Steuerung nötigen Temperatur- und Durchflusssensoren und einigen weiteren Sensoren für ‚Forschungszwecke‘ (Bodentemperatur, Strahlung)

Aber ein wesentlich Sensor hatte sich der Automatisierungswut der Siedler bis jetzt widersetzt: Die offizielle Arbeitszahl in der Messdaten-Dokumentation wird berechnet aus der Wärmeenergie, die Irgendwer tagaus, tagein am Display der Wärmepumpe abliest.

Die Siedler-Wärmepumpe ist zwar ‚absichtlich dumm gewählt‚ – aber vielleicht gibt es ja doch smarte Ansätze? Im Handbuch der Stiebel-Eltron WPF 7 basic werden sie fündig: Im Abschnitt Kleinspannung, BUS-Leitung werden die Anschlüsse CAN-Bus für Fernbedienung angeführt – vielleicht könnte man ja hier die Ergebnisse der bisherigen CAN-Bus-Forschung nutzen? Und vielleicht sogar den derzeit nicht produktiven Raspberry Pi verwenden?

Wie praktisch immer, wenn man glaubt ein Pionier zu sein, findet man im Internet bereits Anleitungen und Tools. Besten Dank an die Stiebel-Eltron-Raspberry-Pi-CAN-Bus-Hacker von messpunkt.org und juerg5524.ch!

CAN-Erweiterungsboard für Raspberry Pi

Erste Herausforderung: Unser Pi ist das ältere ‚Modell B‘. Im Gegensatz zum Nachfolgermodell B+ hatte dieser Pi nur 26 GPIO-Pins für Steuerungszwecke anstatt 40. Die PIN-Belegung hat sich zwar nicht geändert, aber neuere CAN-Boards für 40 Pins passen nicht auf den alten Pi. Der versierte Bastler wird aber auf ebay fündig und freut sich über dieses kleine Board passend für 26 Pins.

Damit ist die CAN-Schnüffel-Hardware einsatzbereit:

Raspberry Pi mit CAN-Board

Raspberry Pi mit aufgestecktem CAN-Board und verdrahtetem CAN-Kabel (grau). Blaues Kabel: Ethernet, schwarzes Kabel: Stromversorgung.

Um nicht gleich die Energieversorgung der Siedlerhütte lahm zu legen und Software zu testen, schnüffeln wir zuerst in einer…

Testumgebung: UVR1611 mit Logger BL-NET

Der Pi-Schnüffler wird daher an einen Test-Bus angeschlossen der aus den folgenden altbekannten Geräten besteht:

  • UVR1611-Steuerung mit einem angeschlossenen Temperatursensor
  • Datenlogger BL-NET, per ausgekreuztem Ethernet-Kabel mit einem Test-PC verbunden, auf dem Winsol läuft. Daten werden jede Minute geloggt. (Überblick zu Logging mit UVR1611 und BL-NET).

Eigentlich müsste jeder CAN-Bus an beiden Enden terminiert werden. Da dieser Test-CAN-Bus wie auch der Wärmepumpen-CAN-Bus nur sehr kurze Kabel verwenden und sie keine negativen Erfahrungen gemacht hatten mit kurzen falsch terminierten Bussen, verzichten die Siedler auf eine korrekte Terminierung.

Test Can-Bus: UVR1611 und BL-NET

Test Can-Bus: UVR1611 (Mitte) mit einem Pt1000-Temperatursensor (Metallhülse, schwarzes Kabel) und Datenlogger BL-NET (oben, weiß). Das CAN-Kabel (grau) verbindet 1) UVR1611, 2) BL-NET (blauer Stecker) und Raspberry Pi (nicht im Bild). Am LAN-Kabel (gelb) ist ein PC mit Winsol angeschlossen.

Software und Konfiguration

Zuerst wird der Kernel des Raspberry Pi auf eine Version upgedated, die die CAN-Schnittstelle unterstützt. Für Details siehe z.B. diesen Blog-Artikel (Abschnitt Software Installation).

In der Raspberry-Pi-Konfiguration muss der für CAN benötigte SPI-Bus aktiviert werden. Dies wird im Detail beschrieben im Blog des CAN-Board-Herstellers SK Pang.

Bitrate einstellen

Der UVR-CAN-Bus verwendet eine Bitrate von 50kbit/s – im Gegensatz zum Wärmepumpen-Bus, der 20kbit/s benötigt. Mit folgendem Befehl wird die Bitrate eingestellt und die CAN-Schnittstelle ‚aktiviert‘:

sudo ip link set can0 type can bitrate 50000
sudo ifconfig can0 up

Bei falscher Bitrate sieht man beim Mitschnüffeln keine Pakete weil das CAN-Interface ’stummgeschaltet‘ wurde (Fehler BUS OFF [*]).

Wenn man alles richtig macht, sind jetzt alle zwischen BL-NET und UVR1611 ausgetauschten Pakete auch für den Raspberry Pi lesbar. Installiert man Wireshark, kann die CAN-Schnittstelle ausgewählt werden … und die Pakete werden korrekt dem CAN-Protokoll zugeordnet:

CAN-Bus-Netzwerkverkehr mitsniffen mit Wireshark

Nachdem Steuerung und Logger diesen Test überstanden haben, wagen sich die Siedler an die Kommunikation mit der Wärmepumpe heran. Fortsetzung folgt … hier in Teil 2.

[*] Etwas mehr Details im elkementaren Artikel zu diesem Thema.

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Weitere Details zur CAN-Kommunikation der UVR1611

UVR1611, BL-NET und die Gefahren des Fernsehkonsums (X-Akten, Teil 3)

Wieder erreichte uns ein Hilferuf eines tapferen UVR1611-Nutzers – die Siedler möchten die Lösung der Weltöffentlichkeit nicht vorenthalten.

Der im letzten X-Akten-Posting angesprochene UVR1611 Data Logger Pro erfreut sich offenbar großer Beliebtheit: Anstelle von Winsol (aber unter Nutzung des gleichen Protokolles) liest diese Anwendung die von BL-NET geloggten Daten in Echtzeit aus – und macht damit die Logging-Funktion und den Webserver des BL-NET überflüssig. Ressourcen-bewusste Siedler möchten ihren lieb gewonnenen BL-NET daher noch lange weiter verwenden, aber was tun in folgendem Fall?

Im schwarz-rot-goldenen Nachbarland bietet ein namhafter rosaroter Fernmeldedienst IP-TV an. Beim Einschalten des TV fühlt sich der BL-NET offenbar bedroht, und fällt in eine Schockstarre, gekennzeichnet durch ein dauerhaft blinkendes Lämpchen.

Folgender Tüftlervorschlag hatte geholfen: Der BL-NET muss in einem eigenen kleinen Subnetz vor dem TV in Schutz gebracht werden – indem man an die LAN-Seite des Internet-Routers einen weiteren Router hängt, und erst an dessen vom Haupt-LAN abgewandte Seite den BL-NET. Damit kann man zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen:

  • Als ‚böse‘ eingestuften Netzwerkpakete werden vom BL-NET ferngehalten. Wir vermuten, dass irgendein Multicast / Broadcast-‚Angriff‘ für den BL-NET zu sehr Science Fiction war.
  • Bei unstillbarem Forscherdrang könnte man als Router auch einen PC mit Sniffer-Software installieren und ggf. das böse Paket identifizieren.

Was uns noch nicht ganz gefällt, ist der zusätzliche Energiebedarf für einen weiteren Router. Mögliche Lösungen sind:

  • Einen Internet-Router verwenden, der mehrere virtuelle LANs unterstützt, oder ein ‚Gästenetz‘. (Geschwätzige und vielleicht auch schnüffelnde Dinge im Internet der Dinge auf diese Art abzuschotten wäre generell keine so schlechte Strategie.)
  • Den Server, auf dem die Datenbank für den Logger Pro läuft, mit einer zusätzlichen Netzwerkkarte als Router zu verwenden.

Die Verwendung eines Windows-PCs als Router und Sniffer-Station wurde in diesem Posting beschrieben.

SW Testbild

Damals waren Fernseher noch ungefährlich für die restlichen Geräte im Dumb Home (Bild: Benutzer Dreinagel, Wikimedia)

UVR1611, CMI und Logging (X-Akten, Teil 2)

Aus der Reihe Leser fragen; das war Teil 1: ‘Error!’ oder: Die Wahrheit ist irgendwo da draußen.

Dieses Mal erreichten uns folgende – zusammen hängende – Fragen ambitionierter Regelungs-Hacker aus dem IT-Bereich:

  1. Das Web-Interface zum CMI sieht etwas altbacken aus – gibt es da einen Webservice, den man anprogrammieren könnte?
  2. Ich habe mir den UVR1611 Data Logger Pro angesehen – was macht jetzt dieser BL-NET und wozu brauche ich den?
  3. Ihr Siedler sagt, ihr greift über das lokale Netzwerk auf das CMI zu – wie wertet ihr die Messdaten aus?

Das Elkement erinnert sich an seine ersten Versuche, mit BL-NET, UVR1611 und später CMI Kontakt aufzunehmen. Für klassische IT-Freaks doch etwas gewöhnungsbedürftig!

Alvim-correa12

Zu 1) Es gibt keinen Webservice. Auf die Logging-Daten beider Logger – BL-NET und CMI kann mittels der TA-Software Winsol zugegriffen werden, d.h. es ist ein Windows-PC oder eine virtuelle Maschine erforderlich. Winsol lädt die Logfiles auf diesen PC. Diese Dateien sind nicht direkt lesbar und werden in Winsol angezeigt bzw. wahlweise auch aus Winsol in Textdateien (CSV) exportiert. Da das CMI eine SD-Karte als Speicher verwendet, braucht dieser – im Vergleich zu BL-NET – auch nur sehr selten ausgeleert werden.

Zu 2) Nach der Beschreibung des UVR1611 Logger Pro (mit dem wir selbst keine Erfahrung haben) wird der BL-NET hier nur als CAN-Ethernet-Gateway verwendet, aber nicht mehr als Logger. Durch das Loggen in eine andere Datenbank wird ebenfalls das Problem des schnell ausgenutzten BL-NET-Datenspeichers umgangen, außerdem lässt sich der Zugriff von extern sicherer konfigurieren.

Man findet bei der Suche nach UVR1611 Logger Pro Heizungs-Websites im Internet, die im Gegensatz zu unseren Stichproben zur CMI- oder BL-NET-Website wahrscheinlich auch absichtlich so konfiguriert wurden – wir aber trotzdem hier nicht verlinken wollen.

Aus dem verwendeten Port (40000 laut Config-Datei) lässt sich schließen, dass der Logger-PC, z.B. Raspberry Pi, das gleiche Protokoll verwendet wie WinSol in der Kommunikation mit BL-NET. Kurzes Sniffen des HTTP-Traffics zwischen einem Winsol-PC und CMI (Port 80) zeigt im Vergleich zum Winsol-BL-NET-Traffic, dass ein anderes Protokoll verwendet wird. Nach den Infos in dieser Diskussion (Stand Dezember 2014) wird das CMI-Protokoll derzeit vom Logger Pro noch nicht unterstützt.

Update im Herbst 2015: CMI wird jetzt vom Logger Pro unterstützt, ebenso UVR16x2.

Zu 3) Was machen wir Siedler? Wir importieren diese CSV-Dateien in unseren SQL-Server, konsolidieren die Daten dort, führen sie mit manuell gemessenen Daten zusammen und berechnen wichtige Kenndaten wie Arbeitszahlen. Alle in diesem Blog gezeigten Plots werden mit Excel als ‚Frontend‘ zu dieser SQL-Datenbank erstellt, aktuelle Daten sehen wir uns einfach in Winsol an. Außerdem arbeiten wir an einer Excel-Auswertung, die die wichtigsten Kennzahlen direkt aus den CSV-Dateien ermittelt.

Auf der Basis der exportierten Logfiles anderer Siedler können wir mittels Winsol Detektivarbeit zu betreiben – unabhängig von deren Logger (CMI oder BL-NET) oder deren Firewall-Einstellungen. Praktisch ist es aber, dass CMI mit der letzten Firmware nun auch das Logging ‚direkt vom Portal‘ unterstützt.

Winsol: Warmwasser-Durchfluss und Speichertemperaturen

Winsol: Durchfluss Warmwasser und Temperaturen (von Warmwasser und Hygienespeicher). Hier ist nicht einmal besondere Detektivarbeit nötig, um zu sehen, dass manche Lebensformen in dieser Siedlerhütte einen wahrhaft elementaren Warmwasser-Verbrauch haben. Beliebige Ausschnitte lassen sich durch ‚Zeichnen eines Rechtecks‘ heranzoomen.

Zusätzlich sind die aktuellen Messdaten auch in unserem Online-Schema über das Webportal cmi.ta.co.at verfügbar – allerdings nicht für anonyme Benutzer. Wir geben unser Schema gerne frei, bitte ggf. um den TA-Benutzernamen an das elektronische Postfach der Siedler unter punkt [ät] punktwissen.at.

Online-Schema CMI

Online-Schema, Anzeige durch das CMI

Von der Kneipp-Kur zur Genussdusche

Es war einmal ein Siedler, der hatte ein schönes Plätzchen gefunden und dort seine Siedlerhütte gebaut. Und damit es im Winter auch schön warm in seiner Hütte wurde, hatte er weder Kosten noch Mühen gescheut, um ein angemessenes Heiz- und Warmwassersystem einzubauen.

Hydraulikschema: Heizungs- und Solaranlage

Hydraulikschema dieser Siedlerhütte: Die zentrale Schaltstelle der Heizungsanlage ist der ‚Puffer Warm‘ (1), der von einer Solaranlage (2) und einer Gastherme (3) mit Wärme versorgt wird. Wärmeverbraucher sind die Raumheizung (4) und die Warmwasserbereitung über eine Frischwasserstation (grüner Kreis, (5)).

Das absolute Highlight der Installation war für diesen Siedler seine Regendusche, auf deren Inbetriebnahme er sich schon unbändig freute. Auch wenn so mancher Neider diese Regendusche als unnötigen Luxus abtat, für ihn sollte eine lange heiße Genussdusche der verdiente Abschluss eines jeden anstrengenden Arbeitstages werden!

Doch es kam anders…

Mission Accomplished - ALS Ice Bucket Challenge (14848289439)

Irgendwie wollte sich der Genuss beim Duschen nicht so richtig einstellen.

Handwerker wurden gerufen, die – nachdem sie sich ob der zu niedrigen Warmwassertemperatur ratlos am Kopf gekratzt hatten – den großen Wärmetauscher der Frischwasserstation durch einen noch größeren Wärmetauscher ersetzten.

Auch wenn es der selige Pfarrer Kneipp mit seinen Wechselbädern gut gemeint hatte, sie waren auf jeden Fall das Falsche für des Siedlers Regendusche. Diese lieferte nun – nachdem die Handwerker abgezogen waren – zwar eine halbwegs vernünftige Temperatur, dafür jedoch ‚erträgliche, aber deutlich spürbare‘ Temperaturschwankungen.

So wurde es zur traurigen Gewissheit, dass wohl die Regelung der Frischwasserstation der Grund des Übels war. Von der Vorstellung einer echten und uneingeschränkten Genussdusche beseelt, begab sich der Siedler wieder auf die Suche nach Hilfe und fand schließlich Irgendwen, der seine Universalregelung (eine UVR1611) genauer unter die Lupe nehmen und ihm bei der Lösung seines Problems helfen konnte.

BL-NET im Kabelgewirr

Unscheinbar im Kabelgewirr verborgen, jedoch von größter Hilfe für die Fernanalyse des Reglerproblems: der ‚Bootlader‘, kurz auch ‚BL-NET‘ genannt.

Glücklicherweise besaß der Siedler auch einen ‚Bootlader‘ (BL-NET), über den er Irgendwem Fernzugriff auf die UVR1611 gewähren konnte. Zusammen mit einem Hydraulikschema, das der Siedler Irgendwem per elektronischer Post zukommen ließ, konnte das Problem rasch lokalisiert werden:

UVR1611-Drehzahlregelung

Funktionsbaustein ‚PID Regelung‘ der UVR1611 zur Drehzahlregelung der Warmwasserpumpe (P1).

Da gab es einen Funktionsbaustein, einen sogenannten PID-Regler, der für die Regelung der Warmwasserpumpe P1 zuständig war.

Hydraulikschema: Detail Frischwasserstation

Hydraulikschema: Detail Frischwasserstation

Je höher die Pumpendrehzahl von P1, umso mehr Energie wurde aus dem ‚Puffer Warm‘ zur Erwärmung des Leitungswassers herangezogen und umso höher wurde die Warmwassertemperatur. Die Aufgabe des PID Reglers war es, die Pumpendrehzahl dynamisch so anzupassen, dass der eingestellte Sollwert für die Warmwassertemperatur möglichst gut gehalten wurde. Auch wenn sich die Temperatur des Puffers oder der Durchfluss des Leitungswassers änderte.

UVR1611-Drehzahlregelung-Detail-PID

Unscheinbar, aber extrem wichtig: Regelparameter P, I und D.

Die Regelparameter P (Proportionalanteil), I (Integralanteil) und D (Differentialanteil) waren für die Funktionsweise der Frischwasserstation von allerhöchster Wichtigkeit, was von den ursprünglichen Schöpfern der Anlagenregelung sträflich missachtet wurde. Das hatte dazu geführt, dass

  • die Warmwassertemperatur pausenlos zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert hin- und herschwang (was zu diesem ‚Kneipp-Feeling‘ beim Duschen führte)
  • die mittlere Warmwasser-Isttemperatur um ca. 8°C unter dem Sollwert lag (was unnötig hohe Temperaturen im ‚Puffer Warm‘ verlangte).

Und so machte sich Irgendwer gemeinsam mit dem Siedler daran, diese Regelparameter zu optimieren, was über die Ferne wohlkoordiniert werden musste, um die noch erträgliche ‚Kneippkur‘ nicht zur grenzwertigen ‚Ice Bucket Challenge‚ werden zu lassen…

Schließlich kam der langersehnte Tag, da die Parameter richtig eingestellt waren und der Siedler für seine Ausdauer belohnt wurde und er zum ersten Mal die uneingeschränkte Wohltat seiner Regendusche genießen konnte.

Shower close up

Die optimierten Regel-Parameter hatten nicht nur des Siedlers größten Wunsch erfüllt, sie hatten zusätzlich auch noch die folgenden positiven Nebenwirkungen:

  • die Temperatur des ‚Puffer Warm‘ konnte bei einem besseren Komfort um ca. 8°C abgesenkt werden, was eine höhere Effizienz der Solaranlage und niedrigere Bereitstellungsverluste bedeutete.
  • der Siedler war noch nie so sauber wie jetzt gewesen, denn jede Parameteränderung hatte natürlich sofort durch eine Probedusche verifiziert werden müssen …

‚Error!‘ oder: Die Wahrheit ist irgendwo da draußen.

Unser Posting Logging 2.0 – Wer bastelt mit? motiviert andere Siedler zum Basteln – wirft aber auch neue Fragen auf.

In diesem Fall:

„Beim Zugriff auf den BL-NET kommt ein Error…“

Zur Geschichte: Zu Forschungszwecken betreiben die Siedler zwei Datenlogger für einen UVR1611-Regler an einem CAN-Bus – C.M.I. und BL-NET. Die glückliche Gerätefamilie – powered by Technische Alternative – sieht momentan so aus:

CAN-Bus: UVR1611, CMI, BL-NET, CAN-IO, CAN-EZ

Wie können potentielle Fehler systematisch ausgeschlossen werden?

CAN-Bus:

  • Alle Geräte müssen unterschiedliche Knotennummern haben…
  • … und an einem linearen, beidseitig terminierten CAN-Bus hängen. Für wenige Knoten und kurzen Leitungen kann das u.U. etwas liberaler gehandhabt werden – siehe diese Informationen der Technischen Alternative zur werksseitigen Versuchen. Die Siedler können aufgrund ihrer eigenen tüftlerseitigen Versuche bestätigen, dass sich ein mitten im linearen Bus terminierter UVR1611 nicht negativ auswirkt. Der UVR ist per Default mit einer Steckbrücke auf der Rückseite des Reglers terminiert.
  • Test: CAN-LED am CMI grün?

Ethernet:

  • CMI und BL-NET müssen unterschiedliche IP-Adressen und unterschiedliche MAC-Adressen haben. Mit der neuesten Firmware des CMI wird automatisch eine MAC-Adresse generiert,  die unterschiedlich zur Standard-MAC-Adresse des BL-NET ist. Mit den ersten Versionen war die MAC-Adresse per Default gleich, aber man konnte (musste) sie über die Ethernet-Einstellungen es CMI ändern.
  • Test: Ping zum BL-NET OK, telnet auf Port 80 und 40000 OK?

Im Siedlernetz loggen CMI und BL-NET parallel und erfolgreich nun seit Monaten alle Daten mit. Im Sinne der bekannten Seriosität dieses Blogs ist aber ein Disclaimer angebracht – eine Garantie, dass das überhaupt funktioniert, gibt es nicht. Hier ein Zitat aus den Herstellerinformationen (vor einiger Zeit auch im Logging-2.0-Artikel ergänzt):

„Ein gleichzeitiges Datenlogging mit C.M.I. und BL-Net bzw. D-LOGG ist nicht möglich und führt zu Störungen beim Loggen…“

Und jetzt endlich zum beobachteten Fehler:

Beim Anklicken des BL-NET-Symbols in der CAN-Netz-Übersicht in der CMI-Verwaltung erscheint in der Tat ein Fehler:

BL-NET: Error bei Klick in der CMI-Verwaltung

Mit diesem Fehler hätten die Siedler gerechnet – wobei es schöner wäre, wenn der BL-NET gar nicht klickbar wäre, so wie das CMI-Symbol. Für alle anderen Geräte erscheint beim Klick auf das Symbol das gerätetypische Menü, z.B. für den UVR eine dem Reglermenü nachgebildete Oberfläche:

CMI: Zugriff auf Menü UVR1611

Die etwas weniger coole Weboberfläche des BL-NET bietet prinzipiell die gleichen Möglichkeiten: Auch hier kann jedes andere CAN-Gerät angeklickt werden …

BL-NET: Zugriff auf UVR

… über den Punkt Menüseite laden:

BL-NET: Menüseite UVR geladen

Der BL-NET selbst hat aber kein eigenes Menü in der Art bzw. keine Schnittstelle, über die seine Verwaltung an das CMI ‚weitergeleitet‘ werden könnte. Aber ein Punkt reizt die risikofreudigen Siedler noch … aus Prinzip und weil ein Artikel mit dem Titel „I bricked my BL-NET!“ auch spannend wäre: Ist es eventuell möglich, die Firmware des BL-NET durch Drag&Drop von der SD-Karte des CMI upzudaten (als Alternative zum Memory Manager)? Gesagt, getan: Schritt 1: Ziehen der FRM-Datei Version 2.19 auf die Karte:

BL-NET: Firmware auf SD-Karte des CMI

Schritt 2 … wäre dann, diese Datei auf den BL-NET zu ziehen. Aber wie realistisch war die Annahme, dass die ‚Speicherstellen‘ dann automatisch erkannt würden? Die FRM-Datei wird in der Liste von Funktionsdaten und Firmware-Dateien auf der Karte nicht erkannt.

Aber dafür gibt es extra Geek-Punkte für die Technische Alternative. In der Übersicht über alle Dateien unter ‚Status‘ sind die soeben erzeugten X-Files sichtbar:

BL-NET-Firmware = X-Files für das CMI

 Die Wahrheit ist irgendwo da draußen!

Alien Xing 4889601316

Logging 2.0 – Wer bastelt mit?

Wochenlang hatten wir vergeblich versucht, in unserem Zwei-Personen-Imperium eine Best-Practices-konforme Projektorganisation hinzubekommen: mit Steering Committee, Projektmanager, Qualitätsmanager, Kick-Off-Meeting, regelmäßigen Conference Calls und dem Sudern[*] über das Alles in der Kaffeeküche.

[*] Info für Besucher aus DE/CH: Lamentieren.

Dann haben wir es doch mit unserem bewährten ‚Can-Do-Approach‘ angepackt – und wir haben das CAN-Bus-Datenlogging unserer LEO_2-Anlage einfach migriert.

Wie bereits berichtet, waren die Siedler treue Nutzer des Datenloggers BL-NET und hatten seine Benutzeroberfläche mit Retro-Appeal liebgewonnen:

BL-Net, Messwerteuebersicht

Übersicht über die aktuellen Messwerte am Datenlogger ‚BL-NET‘

Elkement, Chefparanoiker, war aber kein Fan der Freigabe über Portweiterleitung am eigenen Router. Deshalb konnten die Siedler bisher weder auf Ihren Forschungsreisen von extern auf Ihre Messdaten zugreifen noch anderen Siedlern darauf Zugriff geben.

Das alles geht jetzt – es fehlt nur noch das stylische Tablet!

Wer selbst mitbasteln will – das war die Migration:

Überblick – ‚Executive Summary‘

Das CMI wird so wie der BL-NET in das Netzwerk eingebunden. Beide Geräte werden parallel am CAN-Bus betrieben.  In der Logging-Software WinSol wird das CMI als der Haupt-Logger eingestellt. Das Logging über den BL-NET wird als eigener ‚Kunde‘ konfiguriert und bleibt parallel zum CMI erhalten.

Vorher

BL-NET (rechts) ist über den CAN-Bus mit der Regelung UVR1611 (im Heizungsraum, nicht im Bild) und mit dem lokalen Computer-Netzwerk verbunden.

Das CMI (links) wird mit dem Netzwerk verbunden, aber noch nicht mit den CAN-Bus. Daher muss das optionale Netzteil zur Stromversorgung verwendet werden.

CMI und BL-NET

CMI (links) – mit LAN und dem Onlineportal verbunden, aber noch nicht mit dem CAN-Bus. BL-NET (rechts) ist der einzige Logger und terminiert den CAN-Bus.

CMI-Einstellungen

Nach dem ersten Start erhält das CMI eine IP-Adresse vom lokalen DHCP-Server (üblicherweise der Internet-Router) und kann dann über den Aufruf von http://cmi im Internet-Browser über das lokale Netzwerk weiter konfiguriert werden. Der Hinweis in der Bedienungsanleitung ‚zuerst LAN, dann CAN / Power einstecken‘ ist ernst zu nehmen, damit DHCP funktioniert!

Auch die letzte Ziffer der MAC-Adresse wird auf einen Nicht-Standard-Wert gesetzt, da BL-NET und CMI sonst die gleichen MAC-Adressen hätten.

Elkement ändert die Passwörter, dann wird das Logging analog zu den Einstellungen des BL-NET konfiguriert:

CMI, Loggingeinstellungen

Daten werden über den CAN-Bus abgeholt. Die beiden ‚Datensätze‘ werden durch die Reglerprogrammierung definiert und bestimmen, welche Daten in welcher ‚Spalte‘ der Messdatentabelle landen.

An der Logik des Reglers selbst (‚Funktionsdaten‘) wird nichts verändert.

Im CMI-Online-Portal der Technischen Alternative wird ein Benutzer registriert und diesem das eigene CMI durch Angabe von Schlüssel und Seriennummer zugewiesen.

CAN-Bus-Verkabelung

Aus Forschungszwecken soll es möglich sein, auch in Zukunft zwischen den beiden Loggern umschalten können. Sowohl CMI als auch BL-NET sollen parallel Messdaten von der Steuerung UVR1611 abholen können.

(Update 2014-10-20: Technische Alternative rät vom Parallelbetrieb mehrerer Logger ab – es kann zu Störungen kommen. Wie gesagt: Forschungskonfiguration!)

Eine echte Herausforderung für einen Vollbluttheoretiker / IT-Fuzzi wie Elkement: Das CAN-Bus-Kabel muss physisch um ein ‚Station‘ erweitert werden, was die Verwendung von richtigem Werkzeug (Schraubenzieher) für das Anklemmen eines Kabels notwendig macht!

Da die voneinander verschiedenen Standard-CAN-Bus-Adressen aller Geräte beibehalten wurden, gibt es keine Konflikte.

Das CMI wird am Ende des CAN-Busses betrieben – das entspricht der Standardeinstellung des Terminierungsjumpers am Gerät. Der BL-NET befindet sich nun in der Mitte, daher wird der Jumper für die Terminierung auf ‚offen‘ umgesetzt.

CMI und BL-NET gemeinsam am CAN-Bus-nachher

BL-Net (Mitte) bleibt mittels CAN-Bus-Kabel (grau, unteres Kabel am blauen Stecker) mit der Regelung verbunden. Ein zusätzlichees CAN-Kabel (weiß, im Vordergrund) wird an diesem Stecker angeklemmt und mit dem CMI verbunden.

In der Überblicksansicht des CMI sind nun alle CAN-Geräte glücklich vereint:

CAN-Bus: CMI und BL-Net

Übersicht über die Geräte am CAN-Bus – Anzeige am Webportal. CAN-IO wird für die Anbindung zusätzlicher Sensoren benötigt, UVR1611 ist die Regelung. Für das CMI wurde der Hostname geändert um Konflikte mit Kunden-CMIs auszuschließen.

Test des Parallelbetriebs

In der Logging-Software WinSol können eigene Ordner für ‚Kunden‘ erstellt werden – diese Funktion wird für die Umstellung genutzt:

  • Ausgangszustand: Eigene Daten, der Hauptordner, wird für Logging mittels BL-NET verwendet. Die Daten werden nach dem Übertragen der Daten auf den PC vom Logger gelöscht.
  • CMI-Test: Ein neuer ‚Kunde‘ wird für die CMI-spezifischen Einstellungen und dessen Loggingdaten angelegt – die Daten werden sicherheitshalber nach dem Abholen vom CMI vorerst nicht gelöscht.
  • BL-NET-Test: Die aktuellen BL-NET-Daten werden vom Hauptordner in einen neuen Kundenordner kopiert und die Einstellungen ebenfalls auf ‚Daten nach dem Abholen auf dem BL-NET nicht löschen‘ geändert.

Ausführliche Tests dieser Konfiguration bestätigen: Beide Logger können offenbar parallel Daten abholen! 🙂

Dann wird die letzte Phase gezündet:

  • Das Hauptprofil (‚Eigene Daten‘) wird permanent auf die Verbindung zum CMI umgestellt.
  • Für dieses Profil und das BL-NET-Testprofil werden die Daten wieder nach dem Abholen gelöscht.

Online-Schema

Das Online-Schema für das CMI wird mittels Software TA-Designer erstellt. Die Grafik des Hydraulikschemas konnte vom BL-NET-Schema übernommen werden; die Variablen für die Messwerte wurden im TA-Designer auf der Basis der importierten Funktionsdaten neu zugeordnet.

Hier ist das Ergebnis:

CMI Onlineschema, punktwissen, LEO_2

Onlineschema der Siedler-Anlage, Aufruf über das Webportal.

Wer’s online und dynamisch sehen will, muss sich als Benutzer am TA-CMI-Portal registrieren und den Siedlern ein E-Mail an punkt [ät] punktwissen [dot] at schicken mit der Angabe dieses Benutzernamens. Anonyme Zugriffe sind leider nicht möglich!