Victron Venus OS auf dem Raspberry Pi -Low Budget Energiemonitor

Mach deinen Energiebedarf sichtbar

Smart-Phone, Smart-TV und Smart-Home -alles wird Smart! Aber was heißt das überhaupt? Ich denke, das kann sich jeder so ein bisschen selber definieren. Für mich muss ein „smartes“ Gerät leicht und intuitiv zu bedienen sein. Es muss Informationen klar und verständlich visualisieren und mit wenigen Handgriffen möglichst viele Dinge steuern oder überwachen.

Also, warum machst du dein Reisefahrzeug nicht auch etwas smarter? Wie wäre es, wenn du deinen Solarertrag, deinen Energieverbrauch und deine Akkukapazität immer im Blick hast?

In dieser Anleitung zeige ich dir, wie du dir einen Energie Monitor zusammenbauen kannst, der all das (und noch mehr) kann. Schritt für Schritt und leicht vertändlich führe ich dich durch alle Themen.

Am Ende wirst du einen voll funktionsfähigen Energie Monitor haben, der kein großes Loch in deine Reisekasse reißt – das ist Smart!

Inhaltsverzeichnnis

Das Projekt

Dieses Projekt basiert auf einem Raspberry Pi, einem kleinen Einplatinen-Computer, auf dem wir eine Open Source Betriebssystem installieren, um unsere Energiedaten zu visualisieren. Das Betriebssystem hört auf den Namen Venus OS und wir kostenlos von der Firma Victron Energy zur Verfügung gestellt.

Material- und Einkaufsliste 

Zunächst füllen wir gemeinsam deinen Einkaufswagen mit der nötigen Hardware. Für deinen Energie Monitor benötigst du in jedem Fall Endgeräte der Firma Victron Energy – und zwar Geräte mit einem sogenannten VE.Bus Anschluss. Wenn du schon Victron-Geräte und einen passenden Akku hast, dann kannst du diesen Teil überspringen und bei der Monitoring Hardware einsteigen.

Falls du nicht weißt, wonach du genau suchen sollst, habe ich dir hier eine Liste der Geräte zusammengestellt. Alle aufgeführten Produkt-Links führen dich direkt zum entsprechenden Amazon Artikel, so dass du sie bequem in den Einkaufwagen legen kannst.

Kosten

Die Kosten für das gesamte Projekt belaufen sich in etwa auf 130 Euro. Darin sind natürlich nicht die Victron Endgeräte enthalten, da du diese ja vielleicht schon hast, oder sie ohnehin für deinen Van-Ausbau benötigst.

Ansonsten kannst du mit ein wenig Bastelarbeit auch noch den ein oder anderen Euro sparen – dazu erfährst du weiter unten mehr.

Passende Victron Energy Endgeräte

Als erstes brauchst du die passenden Endgeräte. Du brauchst mindestens eins davon. Die meisten starten mit dem MPPT-Solarladeregler. Empfehlenswert ist auch noch ein Batteriecomputer, denn mit seinen Daten wird u.a. der Ladezustand deines Akkus visualisiert.

Komplettieren kannst du die Visualisierung deiner Gerätedaten mit einem Wechselrichter sowie einem Ladegerät für Landstrom.

Mitten in der Bauphase – ein Blick unter unseren Sitz

Unser Setup

Wir kommen zur Zeit mit einem Victron-Solarladregler, einem 300W Phoenix-Wechselrichter und einem BMV712-Batteriecomputer (nicht im Bild) aus. Das Gute an dem System: Es ist per Plug&Play erweiterbar. Wenn du dich später z.B. für ein Ladegerät entscheidest, steckst du es einfach dazu – USB Stecker in den Monitor und fertig!

Auch wichtig: Der Akku

Hast du noch keinen Akku? Hier findest du den passenden Energiespeicher:

Welcher Akkutyp für dich am besten ist, und wie viel Kapazität, also Amperestunden (Ah), er haben sollte kannst du hier berechnen.

Photovoltaik – Die „Solar-Anlage“

Wenn du Strom mit Sonnenenergie erzeugen möchtest brauchst du:

Wenn du wissen möchtest, wie viel Leistung dein Solar Panel haben sollte, dann schau dir mal meinen Rechner dazu an.

Der Wechselrichter

Wenn du nicht nur 12V Geräte hast, sondern auch weiterhin deine 230V Geräte betreiben möchtest, dann kommst du um einen Wechselrichter nicht herum.

Bitte beachte, dass Wechselrichter sehr energiehungrige Geräte sind. Das solltest du in jedem Fall bei der Auslegung deines Akkus berücksichtigen. Wir haben einen 300Watt Wechselrichter an Bord. Das reicht für die kleinen Dinge des Alltags, wie zum Beispiel das Notebook-Ladegerät, völlig aus. Aber auch hier ist der Ladezustand des Akkus ständig im Auge zu halten.

Stückliste Monitoring Hardware

Werkzeug und Kleinteile

** Wenn du Geld sparen möchtest, und vor ein bisschen Bastelarbeit nicht zurückschreckst, dann kannst du dir deine USB-VE.Bus Adapter auch selber bauen. Eine genaue Bastelanleitung findest du weiter unten.

Zum Selbermachen benötigst folgendes Werkzeug bzw. Kleinteile

Disclaimer: Es handelt sich um Affiliate -Links, wenn du darüber etwas kaufst, kannst du meine Arbeit ein wenig unterstützen, ohne das du mehr bezahlst. Vielen Dank 😉

Software

Die gute Nachricht: Ab hier kostet dich dein Projekt nichts mehr, außer deine Zeit. Besorge dir vorab die folgende Software und installiere sie au deinem PC:

Betriebssystem und Software einrichten

Als erstes brauchen wir die wichtigste Zutat für unseren Pi: Das Betriebssystem, welches auch als Image bezeichnet wird. Dieses Image ist die Basis für unser Vorhaben. Wenn du es auf die SD Karte geflasht und diese in deinen Pi gesteckt hast, machen wir uns an die Einstellarbeiten. 

Alles der Reihe nach

Keine Angst, du brauchst kein Computer- oder Softwarespezialist zu sein, um zum Ziel zu kommen. Du kannst dich ganz einfach von Anfang bis zum Ende durch diese Anleitung hangeln. Alles, was du an Codes und Befehlen brauchst, kannst du dir aus diesem Text herauskopieren und in deine Befehlszeile einfügen.

Zwischendurch findest du Links, die auf die Inhalte verweisen an denen ich mich bedient habe. Da sich das “Venus OS on Raspberry-Project” ständig weiterentwickelt, kann es durchaus hilfreich sein, wenn du dich mit den Quellen meiner Anleitung auseinandersetzt. 

Kein Bock auf lesen? Die komplette Anleitung gibt es auch als mehrteilige Video-Anleitung. Einfach, strukturiert und für jeden umsetzbar.

Folge 1 – Hardware und Software

Die weiteren Folgen erscheinen jeweils am:

  • 24.01.2021 – Folge 2 – Installation und Inbetriebnahme
  • 31.01.2021 – Folge 3 – Konfiguration Remote Konsole
  • 07.02.2021 – Folge 4 – Konfiguration über SSH mit Putty
  • 14.02.2021 – Folge 5 – Selbstbau des USB-Ve.Bus Adapters
  • 21.02.2021 – Folge 6 – Einbindung ins VRM-Network

Aber vorher solltest du erstmal ein lauffähiges System auf die Beine stellen, und genau das machen wir jetzt. Später kannst du dann mit dem Experimentieren beginnen. Mein Tipp: Für deine Experimente nimmst du am besten eine zweite Micro-SD Karte. Die Karte mit dem lauffähigen Image legst du als Backup zur Seite. So hast du immer ein funktionierendes Images, falls du mal einen Fehler machst, der dein System am Starten hindert – glaub mir, das wird passieren! 

Infos zur aktuellen Kompatibilität

https://github.com/victronenergy/venus/wiki/raspberrypi-install-venus-image

Aktuelles Image (Betriebssystem) herunterladen

Klicke auf den Link und lade dir das aktuelle Venus-Image herunter. Wähle die Zip-Datei mit der höchsten Versionsnummer, bzw. mit dem aktuellsten Datum. Du kannst davon ausgehen, das etwa einmal im Monat ein Update verfügbar ist. Oftmals werden dann weitere wichtige Features hinzugefügt, oder Fehler aus der Software entfernt.

https://updates.victronenergy.com/feeds/venus/release/images/raspberrypi2/

Für diese Anleitung habe ich die Version 2.60 vom 06.09.2020 verwendet

SD-Karte formatieren mit SD-Card Formatter

Auch eine neue Speicherkarte will gut vorbereitet, bzw. korrekt formatiert sein. Dafür nimmst du das zuvor heruntergeladene Programm „SD-Card Formatter“. Lege deine Speicherkarte in den Kartenleser ein, starte das Programm und wähle die richtige Karte aus. Mit einem Klick auf „Format“ startest du die Formatierung.

SD-Card Formatter
Bevor es losgeht: Micro SD-Karte formatieren!

Tipp: Entferne alle anderen externen Speichermedien, wie z.B. USB Sticks oder andere Speicherkarten aus deinem Rechner. So kannst du nicht aus Versehen das falsche Speichermedium formatieren.

Image mit Etcher auf SD-Karte flashen 

Mit einer korrekt formatierten Micro-SD Karte im Kartenleser, kannst du mit dem Flashen beginnen. Dazu startest du das Programm „Etcher“, das du vorhin ebenfalls heruntergeladen hast.

Zuerst wählst du das heruntergeladene Image (Zip-Datei), dann wählst du das Ziel (SD-Karte) aus und klickst auf „Flash!“. Warte ab, bis das Flashen erfolgreich beendet wurde.

Zusammenbau Raspberry und Display

Bevor es weitergeht kannst du deine Fingerfertigkeit mal etwas unter Beweis stellen. Denn jetzt geht es an den Zusammenbau des Raspberry und des Displays. Dazu kannst du einfach der dem Display beiliegenden Anleitung folgen.

Da du hier mit elektronischen Bauteilen arbeitest, die gegenüber elektrostatischen Entladungen sehr empfindlich sind (ESD), solltest du vor dem Berühren der Bauteile dafür sorgen, dass du nicht statisch aufgeladen bist.

Symbol für eine ESD-Schutzkomponente
Symbol für eine ESD-Schutzkomponente

Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder, du arbeitest wie ein Profi mit einem solchen Antistatik-Set, und bist für die gesamte Arbeitsdauer entladen. Oder du fasst vor dem Arbeiten an ein geerdetes Metallteil – z.B. ein blankes Heizungsrohr. Dann bist du allerdings nur beim Berühren des Rohres entladen und könntest dich wieder aufladen nachdem du das Rohr losgelassen hast, und deine Arbeit aufnimmst.

Keine Angst, die Wahrscheinlichkeit, dass du etwas mit einer elektrostatischen Aufladung zerstörst, ist eher klein. Da ich hier aber alles korrekt abhandeln möchte, weise ich der Vollständigkeit halber darauf hin. Solltest du in Zukunft vorhaben, öfter mit solchen Komponenten zu arbeiten, dann lohnt sich die Anschaffung eines Antistatik-Set durchaus.

Das Gehäuse kannst du vorerst noch zu Seite legen, denn es versperrt den Zugang zum Speicherkarten-Slot.

Wenn du dein Display mit der Vorderseite auf den Tisch legst achte darauf, dass dort keine spitzen Gegenstände liegen. Ansonsten hast du schnell einen Kratzer im Display. Am besten nimmst du eine gummierte, flache Unterlage – ein Mauspad eignet sich hervorragend.

Netzwerkkabel anschließen

Verbinde deinen Pi mit dem Netzwerkkabel mit deinem Router, Switch oder deinem DSL-Modem. Mach dir keine Sorgen, mit der Kabelverbindung brauchst du keinen Schönheitspreis zu gewinnen. Da du die Verbindung später auf WiFi umstellst, kannst du dich mit einem Provisorium begnügen.

Ein schnelles Provisorium: Die kabelgebundene Netzwerkverbindung

Erster Start des Pi

Jetzt wird´s spannend: Dein Pi wird zum ersten Mal gestartet. Lege die mit dem Image geflashte Speicherkarte in den Karteslot des Pi´s. Wenn du die Karte richtig herum eingesetzt hast, kannst du das Micro USB Kabel zur Spannungsversorgung einstecken.

Das andere Ende kannst du in eine USB-Steckdose mit ausreichend „Power“ einstecken. Meistens funktioniert dein Ladestecker vom Handy dazu perfekt, da der Raspberry Pi 3 nicht allzu viel Strom benötigt. Unter Volllast, die wir mit unserem Projekt nicht erreichen, braucht dein Pi in etwa 3 Watt. Bei uns wird der Leistunsgbedarf irgendwo bei 2 Watt liegen.

Ein Schnellladegerät mit 10W
Ein Schnellladegerät mit 10W ist mehr als ausreichend

Bestimmt hast du auch den Micro-USB Anschluss an der Platine vom Display bemerkt. Diesen benötigen wir für unsere Spielerein am Schreibtisch nicht. Später, wenn du alles fest verbaust, wird hier auch noch eine Spannungsversorgung für das Display angeschlossen.

Der erste Start – So sollte dein Display nach dem Einschalten aussehen.

Wenn du alles richtig gemacht hast, dann bootet dein Raspberry nun zum ersten mal. Da wir noch keine weiteren Einstellungen vorgenommen haben, wird nicht mehr passieren, als auf dem oben gezeigten Bild zu sehen ist.

IP-Adresse des Raspberry im Router herausfinden

Um mit der Konfiguration zu beginnen, musst du nun die IP-Adresse deines Pi´s herausfinden. Die „Adresse“ wird von deinem Netzwerkrouter an den Pi vergeben, sobald eine Netzwerkverbindung besteht.

Um die Adresse herauszufinden, musst du dem Webinterface deines Routers eine Besuch erstatten. Dazu gibst du einfach die IP-Adresse des Routers in die Adresszeile deines Internetbrowsers ein. In meinem Fall ist das die 192.168.1.1.

Wenn du die IP-Adresse herausgefunden hast, dann markiere und kopiere sie dir.

Am LAN Anschluss – Der Raspberry Pi und seine IP-Adresse

Router IP unbekannt? Kein Problem!

Wenn du eine FrizBox hast, dann kannst du auch „fritz.box“ in die Adresszeile des Browsers eingeben. Die Standard IP-Adresse deines Routers findest du aber auch in der Bedienungsanleitung oder auf dem Gerät selber.

Auch mit folgendem Trick kommst due an die IP-Adresse: Klicke auf das Netzwerksymbol (Wifi oder Kabel) rechts unten in der Taskleiste deines Windows-Rechners. Wähle die „Eigenschaften“ des Netzwerks, mit dem du verbunden bist.

Es öffnet sich ein Überblick über das verbundene Netzwerk. Ganz unten findest du die IP-Adressen. Die Nummer hinter „IPv4-DNS-SERVER“ ist die IP-Adresse deines Routers.

IP-Adresse des Raspberry Pi im Browser eingeben

Füge nun die kopierte IP-Adresse des Raspberry Pi in das Adressfeld deines Browser ein und drücke Enter. Es wird nun eine Verbindung zum Webinterface aufgebaut.

Das Venus Webinterface

Noch ist nicht viel zu sehen, doch das ändert sich bald!

Navigation im Webinterface

Du kannst im Webinterface mit der Maus, mit den „hotkeys“, oder mit den folgenden Tasten deiner Tastatur navigieren:

  • Pfeil hoch = Auswahl hoch
  • Pfeil runter = Auswahl runter
  • Pfeil Links = Menü zurück / abbrechen
  • Pfeil Rechts = Menü vor / bestätigen
  • Leertaste = Option auswählen / öffnen
  • Enter = bestätigen im Hauptfenster

Einstellarbeiten im Webinterface

Jetzt musst du einige Optionen einstellen. Drücke in der Hauptansicht die Leertaste und dann Enter, um ins Menü zu kommen.

Befolge nun einfach die aufgeführten Schritte:

Sprache einstellen

Einstellungen → Display & Sprache → Sprache → Sprache auswählen

Uhrzeit und Datum einstellen

Einstellungen → Datum & Zeit → Zeitzone → Zeitzone wählen “West. Europe Standard Time”

SSH Zugriff auf Raspberry aktivieren

Dafür musst du zuerst “Super User” werden

Einstellungen →  Allgemeines → 

“Zugangslevel 1x anklicken oder mit den Pfeiltasten dorthin navigieren (nicht die Auswahl öffnen) →

rechte Pfeiltaste drücken und gedrückt halten, bis beim Zugangslevel “Super User” erscheint →  “SSH auf LAN aktivieren”

Root Passwort vergeben
Such dir bitte ein besseres Passwort aus als ich 😉

Einstellungen →  Allgemeines →  Set root Password → Passwort aussuchen und eingeben (bitte gut merken oder aufschreiben!)

WLAN aktivieren

Einstellungen → Wi-fi → Netzwerk aus Liste auswählen → Verbinden mit Netzwerk (key eingeben)

Achtung: Abwarten, ob die Verbindung aufgebaut wird – Das kann etwas dauern! Anschließend die neue (Wifi) IP-Adresse kopieren. So wie du vorhin die andere IP-Adresse kopiert hast.

Ab jetzt ist dein Pi mit dem Wifi verbunden. Das Netzwerkkabel kann entfernt werden!

SSH Verbindung herstellen

Jetzt haben wir die Arbeiten im Web Interface (vorerst) erledigt. War doch gar nicht so schwer, oder? Jetzt wird es interessanter, denn wir verbinden uns über Putty mit dem Raspberry. Wir gehen jetzt sozusagen etwas tiefer ins Eingemachte.

Starte das Programm Putty und gib bei „Host Name“ die IP-Adresse des Pi ein (Wifi IP-Adresse). Alle anderen Eistellungen bei Putty kannst du unberührt lassen. Klicke anschließend auf „Open“.

Die Sicherheitswarnung kannst du mit „ja“ bestätigen. Sie erscheint nur bei der ersten Verbindung. Sie erscheint, vereinfacht gesagt, weil dein PC und dein Pi sich noch nicht kennen.

Geschafft: Die erste Verbindung mit Putty

Wenn die Verbindung aufgebaut ist, kannst du dich mit „root“ und vorhin vergebenen Root-Passwort anmelden.

Konfiguration über SSH

Du bist jetzt über Putty mit deinem Pi verbunden und musst nun einige Scripts ausführen um deinen Pi zu konfigurieren. Außerdem muss dein Pi mit dem Internet verbunden sein – also nicht nur mit deinem lokalen Netzwerk.

Meine Quelle: Die folgenden Befehle findest du auch auf dieser Seite: 

https://github.com/aaronsb/victronvenussupport/blob/master/venus_rpi_enablement.md

Ab hier kannst du dich einfach wieder der Reihe nach durch die Befehle „kämpfen“. Markieren, Kopieren und einfügen – alles ganz einfach! Du kannst natürlich auch alles abschreiben 😉

Tipp: Kopierten Text kannst du in der Putty-Konsole durch das Klicken der rechten Maustaste einfügen.

Touchscreen aktivieren

Schreibe in die Putty Konsole:

cd /u-boot/overlays

und bestätige mit Enter. Du bist nun im Verzeichnis /u-boot/overlays. 

Kopiere dir folgenden Link:

https://github.com/kolargol/raspberry-minimal-kernel/raw/master/bins/4.1.8/overlays/rpi-ft5406-overlay.dtb

Schreibe in die Putty Konsole:

wget

drücke dann die Leertaste und füge den kopierten Link ein. Es folgt die automatische Installation des Touchscreen Overlays. 

Backlight Overlay installieren

Dieses Overlay ist Hintergrundbeleuchtung des LC-Displays zuständig. Zielordner ist wieder /u-boot/overlays. Solltest du nicht mehr in dem Ordner sein, kommst du mit dem Befehl cd /u-boot/overlays wieder ans Ziel.

Kopiere dir folgenden Link:

https://github.com/PiNet/PiNet-Boot/raw/master/boot/overlays/rpi-backlight-overlay.dtb

Schreibe in die Putty Konsole:

wget

drücke die Leertaste und füge den kopierten Link ein. Es folgt die automatische Installation des Backlight Overlays. 

Änderungen in der Config.txt

Das machst du, indem du die config.txt bearbeitest, die im u-boot Verzeichnis zu finden ist.
Unter Linux kannst du Dateien u.a. mit dem Befehl nano bearbeiten. Dazu gehst du wie folgt vor:

Schreibe in die Putty Konsole:

nano /u-boot/config.txt

und bestätige mit Enter. Der Editor öffnet sich und zeigt dir den Inhalt der config.txt an.

Display um 180 Grad drehen

Wenn du das Display später um 180 Grad drehen möchtest, füge folgende Textzeile in die config.txt ein:

lcd_rotate=2

So kannst du dein Display später auf den Kopf stellen. Das ist interessant, wenn deine Anschlussleitungen von oben ankommen. Wenn du dein Display nicht drehen willst, kannst du diese Zeile natürlich auslassen.

Displayauflösung einstellen

Das Betriebssystem unterstützt eine Auflösung von 800×480 und das originale Pi-Display ebenfalls. Füge folgende Textzeilen in die config.txt ein:

framebuffer_width=800
framebuffer_height=480

Der Inhalt der config.txt
Der Inhalt der config.txt mit der o.g. Befehlszeilen

Speichere die Änderungen mit strg + x , bestätige mit y und drücke Enter.

Dimmen und Abschaltung des Displays einstellen 

Schreibe folgenden Text für das Dimmen in die Putty Konsole, achte auf das Hochkomma! Du kannst es mit shift + # einfügen:

Bestätige mit Enter.

Schreibe folgenden Text für das automatische Abschalten in die Putty Konsole achte auf das Hochkomma! Du kannst es mit shift + # einfügen:

Bestätige mit Enter.

Jetzt kannst du unter

Einstellungen → Display & Sprache

Die Helligkeit deines Displays einstellen und die Zeit für die automatische Abschaltung der Hintergrundbeleuchtung einstellen.

Einstellungen am Display sind jetzt möglich

Updaten der Packages

Schreibe folgenden Befehl in die Putty Konsole:

opkg update

Bestätige mit Enter.

Maus Treiber installieren (Touchscreen aktivieren)

Kopiere folgenden Befehl in die Putty Konsole:

opkg install qt4-embedded-plugin-mousedriver-tslib

Bestätige mit Enter.

Touchscreen Libraries installieren

Kopiere Schritt für Schritt folgende Befehle in die Putty Konsole und bestätige sie jeweils mit Enter:

opkg install tslib-calibrate

opkg install tslib-conf 

opkg install tslib-tests

opkg install kernel-module-rpi-backlight

Wenn du die Meldung erhältst, dass mache Module schon vorhanden sind, dann ist das völlig normal.

Touchscreen kalibrieren

Kopiere folgende Befehle in die Putty Konsole:

TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0
TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/touchscreen0
TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf
TSLIB_PLUGINDIR=/usr/lib/ts


Tipp: Alles markieren, kopieren und in Putty Konsole einfügen.

Jetzt den Raspberry neu starten

Schreibe folgenden Befehl in die Putty Konsole:

reboot

Bestätige mit Enter.

Warte ab, bis dein Raspberry wieder unter seiner IP-Adresse zu erreichen ist. Wenn nach fünf Minuten noch immer nichts passiert ist, dann trenne die Stromversorgung des Pi´s, um erneut neu zu starten. Schaue dann wieder in deinem Router nach der IP-Adresse des Pi´s. 

Wenn sich über Wifi gar nichts mehr erreichen lässt, dann kannst du auch noch mal mit dem Netzwerkkabel an den Pi ran, um in den Einstellungen nachzusehen. Es kommt vor, dass sich der Pi, bzw. Venus beim ersten Neustart nicht mit dem Wifi verbindet. Schaue einfach nochmal in den Wifi-Einstellungen nach.

Verbinde dich erneut mittels Putty mit deinem Pi, so wie oben beschrieben. Melde dich mit root an und gebe dein Passwort ein. 

Touchscreen kalibrieren

Schreibe folgenden Befehl in die Putty Konsole:

ts_calibrate

Bestätige mit Enter.

Jetzt kannst du den Touchscreen kalibrieren, indem du auf die Kreuze tippst, die auf dem Display erscheinen.

GUI aktivieren

GUI steht für Graphical User Interface und bezeichnet das Bild, das du bisher in deinem Browser über die IP-Adresse des Pi´s gesehen hast. Jetzt holen wir uns das Ganze auch auf den Touchscreen.

Die grafische Benutzeroberfläche – kurz GUI (Graphical User Interface)

Schreibe folgenden Befehl in die Putty Konsole:

nano /opt/victronenergy/gui/start-gui.sh

und bestätige mit Enter. Der Editor öffnet sich und zeigt dir den Inhalt der start-gui.sh

Füge die Befehlszeilen in die start-gui.sh ein
Füge die Befehlszeilen in die start-gui.sh ein

Füge folgende Zeilen hinter der Text-Block „# when headfull ein“:

export TSLIB_TSEVENTTYPE=INPUT
export TSLIB_CONSOLEDEVICE=none
export TSLIB_FBDEVICE=/dev/fb0
export TSLIB_TSDEVICE=/dev/input/touchscreen0
export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal
export TSLIB_CONFFILE=/etc/ts.conf
export TSLIB_PLUGINDIR=/usr/lib/ts
export QWS_MOUSE_PROTO=tslib:/dev/input/touchscreen0

Navigiere dazu mit den Pfeiltasten deiner Tastatur den Cursor an die richtige Stelle und klicke die rechte Maustaste. Die kopierten Zeilen sollten sich nun einfügen. 

Speichere die Änderungen mit strg + x , bestätige mit y und drücke Enter

GUI beim Starten automatisch aktivieren

Um die grafische Benutzeroberfläche direkt beim Starten zu aktivieren, gebe folgenden Befehl in die Putty Konsole ein:

mv /etc/venus/headless /etc/venus/headless.off

Mit mv, dem Move-Befehl, benennst du die Datei headless im Verzeichnis /etc/venus/ in headless.off um.

Jetzt den Raspberry neustarten

Schreibe folgenden Befehl in die Putty Konsole:

reboot

Bestätige mit Enter.

Warte ab, bis dein Raspberry wieder unter seiner IP-Adresse zu erreichen ist.

Firmware Update? – vorher Änderungen speichern!

Damit ein Firmware-Update deine mühsam erarbeiteten Änderungen und Einstellungen nicht überschreibt, musst du diese vorher sichern und eine paar andere Dinge tun.

Als erstes solltest du kontrollieren, ob die automatische Installation von Firmware-Updates deaktiviert ist. Navigiere dazu auf dem Touchscreen, der ja mittlerweile funktioniert, zu den Einstellungen:

Berühre das Display → Tippe auf Menü → Einstellungen → Firmware → Online Updates


Stelle sicher, dass unter dem Punkt „Autom. Aktualisierung“ die Option “nur prüfen” angewählt ist.

Sicherungsdatei erstellen (rc.local)

Als nächstes brauchen wir wieder eine Verbindung mit Putty. Erstelle im Verzeichnis /data eine Datei mit dem Namen rc.local. Da kannst du ganz einfach mit dem nano-Befehl machen. Und zwar so:

cd /data

Enter 

nano rc.local

Enter

Der Editor erstellt und öffnet eine leeren Datei mit dem Namen „rc.local“. In diese Datei fügst du nun folgende Zeilen ein:

!/bin/bash
if diff /data/start-gui.sh /opt/victronenergy/gui/start-gui.sh >/dev/null;
then
echo „no software update detected, exiting“
else
opkg update
opkg install qt4-embedded-plugin-mousedriver-tslib
opkg install tslib-calibrate
opkg install tslib-conf
opkg install tslib-tests
TSLIB_PLUGINDIR=/usr/lib/ts ts_calibrate
rm /opt/victronenergy/gui/start-gui.sh
cp /data/start-gui.sh /opt/victronenergy/gui/start-gui.sh
mv /etc/venus/headless /etc/venus/headless.off
cp /data/backlight_device /etc/venus/backlight_device
cp /data/blank_display_device /etc/venus/blank_display_device
rm /etc/pointercal
cp /data/pointercal /etc/pointercal
reboot
fi

Speichere die Änderungen mit strg + x , bestätige mit y und drücke Enter.

So sieht die rc.local Datei aus
So sieht die rc.local Datei aus

Die oben genannten Zeilen in der Datei rc.local sind ein Teil eines Scrpits, das überprüft, ob die Datei start-gui.sh durch ein Firmware-Update verändert wurde. Wenn das der Fall ist, werden die vom Update überschrieben Dateien durch unsere Sicherungskopien aus dem Order /data ersetzt. Diesen Ordner füllen wir im nächsten Schritt

Dateien ins Data-Verzeichnis kopieren (cp) – Sichern

Jetzt kopieren wir die geänderten Dateien in den Ordner /data . Füge dazu folgenden Befehle in die Putty Konsole ein, und bestätige sie jeweils mit dem Drücken der Enter-Taste.

cp /opt/victronenergy/gui/start-gui.sh /data/start-gui.sh

cp /etc/venus/backlight_device /data/backlight_device

cp /etc/venus/blank_display_device /data/blank_display_device

 cp /etc/pointercal /data/pointercal

Info: Der Befehl cp kopiert die Datei aus einem Verzeichnis ins andere. Z.B. von /opt/victronengergy/gui/ nach /data/. Das Verzeichnis Data ist also unser Ort für die Sicherungskopien der Dateien

Tipp: Tippe den Befehl „ls“ ein und bestätige mit Enter. Der Inhalt des Data-Verzeichnisses wir aufgelistet. Dort sollten nun die Dateien start-gui.sh, backlight_device, blank_display_device und pointercal zu sehen sein.

Wenn du keine der o.g. Dateien siehst, vergewissere sich, dass du im Data-Verzeichnis bist. Du gelangst mit „cd /data“ dorthin. 

Benutzerrechte für rc.local vergeben (chmod)

Schreibe folgenden Befehl in die Putty Konsole:

chmod 755 rc.local

Bestätige mit Enter und starte deinen Pi zum Abschluss noch einmal neu.

Victron Hardware vorbereiten und verdrahten 

Als nächsten Schritt machen wir uns an das Verbinden der Komponenten. Eigentlich ist hier gar nicht so viel zu tun. Sollest du dich für die originalen Victron VE.Bus Kabel entschieden haben, braucht du nun deine Komponenten lediglich mit dem Raspberry Pi zu verbinden.

Das Großartige daran ist, dass du das Ganze plug&play tauschen kannst. Einfach die Komponenten im laufenden Betrieb einstecken und kurz warten. Sie werden automatisch vom System gefunden und auf der Benutzeroberfläche dargestellt – so, wie du es z.B. von einem USB-Stick kennst.

Das originale Verbindungskabel der Firma Victron
Das originale Verbindungskabel der Firma Victron | Quelle: Amazon.de

USB – VE. Bus Adapter bauen 

Wie eingangs schon erwähnt, kannst du dir dein Adapter-Kabel ganz einfach selber zusammenbauen. Das ist gar nicht so schwer und du brauchst nur ein Wenig handwerkliches Geschick.

Als „Lohn“ für deine Arbeit sparst du eine Menge Geld, denn dein DIY-Kabel wird dich ca. 10 Euro kosten. Das originale Kabel liegt mit knapp 30 Euro deutlich darüber.

Serieller UART zu USB Converter und mini JST-Stecker
Die Komponenten: Serieller UART zu USB Converter und mini JST-Stecker

Messen – Belegung VE.Bus herausfinden

Wenn du alle Materialien aus meiner Einkaufsliste zusammen hast, kannst du loslegen. Als erstes solltest du herausfinden, wie der VE.Bus-Anschluss an deinem Victron Gerät belegt ist. Dazu brauchst du den Mini-JST Stecker und ein Mulitimeter.

Die Enden der Kabel, die aus dem Mini-JST Stecker führen, isolierst du für deine Messung ab. Bevor du den Stecker in den VE.Bus Anschluss steckst, solltest du sicherstellen, dass dein Victron Gerät spannungsfrei ist. Das ist wichtig, denn ein Kurzschluss kann das Gerät irreparabel beschädigen.

Stecke nun den Mini-JST Stecker in den Anschluss und sorge dafür, dass die abisolierten Kabelenden sich nicht berühren. Jetzt darfst dein Victron Gerät wieder mit Spannung versorgen.

Mögliche Belegung des VE.Bus Anschluss

Kleiner Tipp: Bei all meinen Victron Geräten waren die beiden äußeren Kontakte immer die Spannungsführenden – Also +5V und Masse. Die beiden inneren Kontakte waren immer die Datenpins – RXD und TXD.

Das muss bei dir nicht so sein, deswegen solltest du unbedingt messen!

Stelle dein Multimeter auf Gleichspannung ein und messe an den beiden äußeren Kabelenden. Hier sollten +5V zu messen sein – dann misst du korrekt. Du bist dann mit der roten Messleitung auf dem Pluspol (+5V).

Achte darauf, dass die Messleitungen deines Messgerätes richtig gepolt sind – rot auf rot und schwarz auf schwarz.

So misst du richtig – Das Ergebnis: +5V

Wenn du -5V auf dem Display deines Multimeter stehen hast, dann misst du mit der roten Messleitung an der Masse. Zur Kontrolle kannst einfach die Messleitungen vertauschen.

Jetzt weißt du genau, wo + und Masse liegen. Die beiden inneren Pins sind dann logischer Weise die Datenleitungen. Aber wie schon erwähnt: Die Belegung kann auch mal ganz anders sein!

Als nächstes machst du dein Victron Gerät wieder spannungsfrei und steckst den Mini-JST Stecker aus. Die Plus-Leitung werden wir nicht brauchen, deswegen kannst du sie etwas einkürzen und später im Schrumpfschlauch verstecken. Wir benötigen nur die Masse und die beiden Datenleitungen.

Vor dem Löten

Jetzt ist die richtige Gelegenheit, dein Leitung mit Schrumpfschlauch zu „verschönern“ – schrumpfen solltest du ihn noch nicht, nur aufstecken, das das später nicht mehr geht.

So könnte es aussehen: Meine Gedankenskizze

Kontakte und Leitungen verlöten

Jetzt kommt der Lötkolben zum Einsatz. Verzinne zunächst die abisolierten Leitungsenden und die Anschlusspins des Converters. Hier brauchst du nur die Pins GND, RXD und TXD zu verzinnen. Die restlichen Anschlüsse brauchst du nicht – du kannst sie mit einem Seitenschneider entfernen, oder ablöten.

Löte jetzt die Leitungen an. In unserem Beispiel ist das folgenden Reihenfolge:

UART to USB Converter
Die benötigten Anschlusspins des Converters
  • Weiß an GND
  • Schwarz an RXD
  • Gelb an TXD

Falls du die RXD und TXD Leitungen vertauschst, ist das nicht schlimm. In dem Fall wird dein Victron-Gerät nicht gefunden – tausche die Leitungen einfach untereinander, dann klappts!

Testen der Verbindung

Wenn du fertig mit dem Löten bist, dann kannst dein Meisterwerk testen. Stecke es in die Geräte ein – vorher bitte Spannung abklemmen.

Schalte alles ein (Spannung anklemmen) und warte ab, bis der Raspberry gestartet wurde. Wenn du in der Hauptübersicht bist, dann sollte dein Victron Gerät nach ein paar Sekunden auftauchen. Wenn nicht, dann musst du höchstwahrscheinlich die RXD und TXD Leitungen tauschen.

Venus OS on Pi - Übersicht
Alles korrekt: Der Solar-Laderegler wird gefunden

Zum Schluss – das „Meisterwerk“ vollenden

Jetzt darfst du deine Arbeit vollenden, indem du alle Schrumpfschläuche schrumpfst. Vorher natürlich alles wieder abklemmen und ausstecken. Vergiss nicht die +5V Leitung zu „verstecken“.

Das Ergebnis: Der fertige Adapter

War doch gar nicht so schwer, oder? Die nächsten Adapter Kabel gehen dir bestimmt noch leichter von der Hand.

Extra: Raspberry mit VRM-Portal verbinden

Ein ganz besonders Schmankerl gibt Victron noch kostenlos dazu: Das VRM Online Portal. Dieses ermöglicht es dir, deine Daten auch online einzusehen. Ganz bequem auf dem Sofa mit deinem Smartphone oder PC von überall auf der Welt.

Dein Raspberry Pi benötigt dafür nur eine mobile Internetverbindung. Wir benutzen in unserem Bus dazu einen kleinen WLAN-Router mit einer Sim-Karte. So haben wir im gesamten Bus, und im Umfeld unser eigenes WLAN. Der Datenverbrauch für die Übermittlung ist übrigens minimal.

Übrigens: Die Apps, die per Bluetooth auf deine Victron-Geräte zugreifen funktionieren weiterhin wie gewohnt.

WLAN to-go: Ein mobiler Router gehört zur Grundausstattung

Registrierung im VRM-Portal

Um deine Daten auch online abzurufen musst du dich zunächst beim VRM-Portal registrieren und einen Account anlegen. Klicke dazu auf den Link:

https://vrm.victronenergy.com/register

Folge den Anweisungen der Webseite. Nach erfolgreicher Registrierung wirst du gebeten, eine neue Installation anzulegen. Hier musst du zunächst ein Gerät auswählen. Wähle das Gerät „Venus GX“.

Konfiguration VRM-Portal

Im nächsten Schritt musst du die VRM Portalkennung eingeben. Diese Kennung findest du in deinem Raspberry unter:

Menü → Einstellungen → VRM Online-Portal → VRM Portal-Kennung

Hier findest du die VRM Portal-Kennung
Hier wird die Kennung eingegeben

Klicke auf „Zugang anfordern“ und du gelangst zum nächsten Schritt. Hierkannst einen Namen für deine Installation festlegen und weiter Einstellungen tätigen.

Lege einen Namen für deine Installation fest

Das VRM-Portal – Erste Schritte

Geschafft! Du kannst nun durch die linke Menü-Leiste Navigieren und dir alles genau ansehen. Unter der Rubrik „Dashboard“ wird die eine sehr detaillierte Übersicht zu deinen Geräten angezeigt. Der Rest ist im Prinzip selbsterklärend – klick dich durch die Menüs und probiere aus.

Übrigens: Auch hier werden neu angesteckte Geräte automatisch erkannt. Unter „Geräteliste“ findest du eine Übersicht der angeschlossenen Geräte.

Das VRM Portal in der Dashboard-Ansicht

Fazit – Warme Worte zum Schluss

Mit Venus OS auf dem dem Raspberry Pi ergeben sich (fast) unbegrenzte Möglichkeiten. Du hast jetzt eine solide Grundkonfiguration für deine Visualisierung. Jetzt bist an der Reihe: Test aus, experimentiere und erweitere dein System.

Verändere zum Beispiel das Layout, oder füge eigene Grafiken ein. Versuche dich an den Digitalen Ein- und Ausgängen oder lass dein System (und auch dein Fahrzeug) mit GPS überwachen. Alles ist möglich mit Venus OS.

Das Wichtigste: Lass andere an deinem Wissen teilhaben. Denn nur so lebt die Community rund um das Projekt – Das ist Open Source

Viel Spaß beim Erschaffen

Stephan

2 Antworten auf „Victron Venus OS auf dem Raspberry Pi -Low Budget Energiemonitor“

  1. Moin,
    ich habe eben bei Youtube dein Video hierzu gesehen. Finde die Idee super!
    Eine Frage habe ich: muss es der CP2104-Chip beim USB-Seriell-Konverter oder ginge auch ein anderer, z. B. CP2102, FT232 oder CH340?
    Gruß,
    Olli

    1. Hi Olli,

      du kannst auch einen CP2102 nehmen. Andere Chips habe ich leider nicht ausprobiert, müsste ich bei Gelegenheit mal testen.
      Hast du vor das Ganze nachzubauen? Lass mich mal wissen, was du einsetzt und halt mich auf dem Laufenden. Die insgesamt 6 Videos zu dem Projekt erscheinen übrigens wochenweise.

      Viele Grüße

      Stephan

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