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2024-12-21 20:33:38 +01:00
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6
.gitignore vendored Normal file
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@@ -0,0 +1,6 @@
.pio
.vscode/.browse.c_cpp.db*
.vscode/c_cpp_properties.json
.vscode/launch.json
.vscode/ipch
settings-my-ignore.h

10
.vscode/extensions.json vendored Normal file
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@@ -0,0 +1,10 @@
{
// See http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=827846
// for the documentation about the extensions.json format
"recommendations": [
"platformio.platformio-ide"
],
"unwantedRecommendations": [
"ms-vscode.cpptools-extension-pack"
]
}

51
README.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,51 @@
# ESP8266 LCD Energymeter
Ein Projekt zur Visualisierung von Energiedaten von **Tasmota-Messgeräten** mit einem **ESP8266** und einem 1602 LCD.
Das Script fragt periodisch zwei Tasmota-Geräte nach ihrer gemessenen Leistung und zeigt diese auf dem Display an.
Ein einfacher Energie-Monitor.
<img src="https://git.gofel.net/Thorsten/esp8266_lcd_energymeter/raw/branch/master/images/image_1.jpg" alt="Projektbild" width="300">
## Funktionen
- **Anzeige des Netzbezugs** (gemessen am Stromzähler)
- **Anzeige der Erzeugung** (gemessen am Balkonkraftwerk)
- **Taster** zum Ändern der Pull-Rate (Optional)
## Konfiguration
Passe die `settings.h` auf deine Bedürfnisse an
```cpp
// ######################## WLAN-Daten ########################
const char* hostname = "ESP32_WLAN_Test";
const char* ssidList[] = {
"SSID_1", // Netzwerk 1
"SSID_2", // Netzwerk 2
"SSID_3" // Netzwerk 3
// Weitere SSID hier hinzufügen
};
const char* passwordList[] = {
"Passwort_1", // Passwort für SSID 1
"Passwort_2", // Passwort für SSID 2
"Passwort_3" // Passwort für SSID 3
// Weitere Passwörter hier hinzufügen
};
// ####################### Tasmota IPs ########################
String ip_netzbezug = "192.168.178.236";
String ip_erzeugung = "192.168.178.237";
// ############################################################
```
## Schaltplan
<img src="https://git.gofel.net/Thorsten/esp8266_lcd_energymeter/raw/branch/master/images/image_2.png" alt="Schaltplan" width="600">
#### Hinweise:
- Der **MT3608** (Step-Up-Wandler) ist optional. Er sorgt für eine stabile Spannung von 5V für das LCD, selbst wenn die Batterie schwächer wird.
- Der **ESP8266** muss nicht zwingend hinter dem MT3608 geschaltet sein, da er weniger empfindlich auf Spannungsschwankungen reagiert als das Display.

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BIN
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BIN
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39
include/README Normal file
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@@ -0,0 +1,39 @@
This directory is intended for project header files.
A header file is a file containing C declarations and macro definitions
to be shared between several project source files. You request the use of a
header file in your project source file (C, C++, etc) located in `src` folder
by including it, with the C preprocessing directive `#include'.
```src/main.c
#include "header.h"
int main (void)
{
...
}
```
Including a header file produces the same results as copying the header file
into each source file that needs it. Such copying would be time-consuming
and error-prone. With a header file, the related declarations appear
in only one place. If they need to be changed, they can be changed in one
place, and programs that include the header file will automatically use the
new version when next recompiled. The header file eliminates the labor of
finding and changing all the copies as well as the risk that a failure to
find one copy will result in inconsistencies within a program.
In C, the usual convention is to give header files names that end with `.h'.
It is most portable to use only letters, digits, dashes, and underscores in
header file names, and at most one dot.
Read more about using header files in official GCC documentation:
* Include Syntax
* Include Operation
* Once-Only Headers
* Computed Includes
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/cpp/Header-Files.html

46
lib/README Normal file
View File

@@ -0,0 +1,46 @@
This directory is intended for project specific (private) libraries.
PlatformIO will compile them to static libraries and link into executable file.
The source code of each library should be placed in an own separate directory
("lib/your_library_name/[here are source files]").
For example, see a structure of the following two libraries `Foo` and `Bar`:
|--lib
| |
| |--Bar
| | |--docs
| | |--examples
| | |--src
| | |- Bar.c
| | |- Bar.h
| | |- library.json (optional, custom build options, etc) https://docs.platformio.org/page/librarymanager/config.html
| |
| |--Foo
| | |- Foo.c
| | |- Foo.h
| |
| |- README --> THIS FILE
|
|- platformio.ini
|--src
|- main.c
and a contents of `src/main.c`:
```
#include <Foo.h>
#include <Bar.h>
int main (void)
{
...
}
```
PlatformIO Library Dependency Finder will find automatically dependent
libraries scanning project source files.
More information about PlatformIO Library Dependency Finder
- https://docs.platformio.org/page/librarymanager/ldf.html

18
platformio.ini Normal file
View File

@@ -0,0 +1,18 @@
; PlatformIO Project Configuration File
;
; Build options: build flags, source filter
; Upload options: custom upload port, speed and extra flags
; Library options: dependencies, extra library storages
; Advanced options: extra scripting
;
; Please visit documentation for the other options and examples
; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html
[env:nodemcuv2]
platform = espressif8266
board = nodemcuv2
framework = arduino
upload_speed = 115200
monitor_speed = 115200
lib_deps =
LiquidCrystal_I2C

303
src/main.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,303 @@
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <settings.h>
#define BUTTON_PIN D3 // GPIO-Pin verbunden mit Taster (D3 entspricht GPIO0)
const uint32_t connectTimeoutMs = 10000; // WLAN Timeout
// Globale Variablen
unsigned long lastUpdateTime = 0; // Zeitstempel der letzten Aktion
unsigned long refreshRate = 5000; // Anfangsverzögerung in Millisekunden
unsigned long messageDisplayTime = 0; // Zeitstempel für die 5-Sekunden-Anzeige
bool isMessageDisplayed = false; // Zustand, ob die Aktualisierungsrate angezeigt wird
int currentDelayIndex = 0; // Aktueller Index im Delay-Array
const unsigned long delayOptions[] = {5000, 10000, 15000, 20000, 30000, 45000, 60000, 1000, 2000};
const int delayOptionsSize = sizeof(delayOptions) / sizeof(delayOptions[0]);
int lastButtonState = HIGH; // Letzter Zustand des Buttons
int currentButtonState;
String netzbezug;
String netzbezug_alt;
String erzeugung;
String erzeugung_alt;
// LCD initialisieren (16x2 Display)
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
int numNetworks = sizeof(ssidList) / sizeof(ssidList[0]);
int current_ap = 0; // Start mit der ersten SSID
bool reconnecting = false; // Flag für den Reconnect-Status
// WLAN Symbol
byte customChar_wlan[] = {
B00000,
B01110,
B10001,
B00100,
B01010,
B00000,
B00100,
B00000
};
// Funktion zum Anzeigen von Text auf einem 1602 LCD Display
//
// _lcd_display_text(TEXT, ROW, RETURNTOSTART, ALIGNMENT)
//
// row = 0 Zeile 0 wir beschrieben [default]
// = 1 Zeile 1 wir beschrieben [default]
// text = Der anzuzeigende Text (default löscht die komplette Zeile)
// alignment = left Text Ausrichtung links (Bei <= 16 Zeichen) [default]
// = center Text Ausrichtung zentriert (Bei <= 16 Zeichen)
// = right Text Ausrichtung links (Bei <= 16 Zeichen)
// returnToStart = false Zu langer Text der durchgescrollt wird stoppt am Ende [default]
// true Zu langer Text der durchgescrollt wird springt zum 1. Buchstaben zurück
void _lcd_display_text(int row = 0, const char* text = " ", const char* alignment = "left", bool returnToStart = false) {
// Textlänge ermitteln
int textLength = strlen(text);
// Sicherstellen, dass die Zeile gültig ist (0 oder 1)
if (row < 0 || row > 1) {
return;
}
lcd.setCursor(0, row);
// Wenn der Text <= 16 Zeichen ist, ausrichten
if (textLength <= 16) {
int padding = 0;
if (strcmp(alignment, "center") == 0) {
padding = (16 - textLength) / 2; // Zentriert
} else if (strcmp(alignment, "right") == 0) {
padding = 16 - textLength; // Rechtsbündig
}
//lcd.clear();
lcd.setCursor(0, row);
// Leerzeichen vor dem Text für Ausrichtung
for (int i = 0; i < padding; i++) {
lcd.print(" ");
}
// Text ausgeben
lcd.print(text);
} else {
// Wenn der Text > 16 Zeichen ist, zuerst die ersten 16 Zeichen anzeigen
lcd.setCursor(0, row);
lcd.print(text);
delay(2000); // Kurze Pause, damit der Anfang lesbar ist
// Danach scrollen
for (int i = 1; i <= textLength - 16; i++) {
lcd.setCursor(0, row);
lcd.print(text + i); // Ab Offset i den Text anzeigen
delay(300); // Verzögerung für Scroll-Geschwindigkeit
}
// Verhalten nach dem Scrollen festlegen
if (returnToStart) {
lcd.setCursor(0, row);
lcd.print(text); // Anfang des Textes wieder anzeigen
} else {
lcd.setCursor(0, row);
lcd.print(text + (textLength - 16)); // Text hinten stehen lassen
}
}
}
// Funktion zum Extrahieren eines Wertes aus der GET-Anfrage von Tasmota-Geräten
String _extract_value_tasmota_json(const String& url, const String& key) {
WiFiClient client; // WiFiClient-Objekt erstellen
HTTPClient http;
if (http.begin(client, url)) { // Begin mit WiFiClient und URL
int httpResponseCode = http.GET();
if (httpResponseCode == 200) {
String response = http.getString();
http.end();
int startIndex = response.indexOf("\"" + key + "\":");
if (startIndex == -1) {
return "?"; // Key nicht gefunden
}
startIndex += key.length() + 3;
int endIndex = response.indexOf(",", startIndex);
if (endIndex == -1) {
endIndex = response.indexOf("}", startIndex);
}
if (endIndex == -1) {
return "?";
}
String value = response.substring(startIndex, endIndex);
value.trim();
return String((int)value.toFloat()); // Nachkommastellen abschneiden
} else {
//Serial.println("Fehler bei der Anfrage: " + String(httpResponseCode));
}
http.end();
} else {
Serial.println("Verbindung zur URL fehlgeschlagen: " + url);
}
return "?";
}
// WLAN-Verbindung herstellen
void connectToWiFi() {
Serial.println("WLAN Verbindungsaufbau zu: " + String(ssidList[current_ap]));
Serial.println("Passwort: " + String(passwordList[current_ap]));
_lcd_display_text(0, "Bitte warten", "center");
_lcd_display_text(1, "WLAN verbinden ", "left");
lcd.createChar(0, customChar_wlan);
lcd.setCursor(15, 1);
lcd.write(byte(0));
WiFi.begin(ssidList[current_ap], passwordList[current_ap]);
//Blinkendes WLAN Symbol wärend das WLAN versucht zu verbinden
int attempt = 0;
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && attempt < 10) {
delay(500);
Serial.print(".");
lcd.setCursor(15, 1);
lcd.print(" ");
delay(500);
lcd.setCursor(15, 1);
lcd.write(byte(0));
attempt++;
}
//Verbindung fehlgeschlagen (current_ap erhöhen)
if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
WiFi.disconnect();
delay(500);
Serial.println("\nVerbindung fehlgeschlagen.");
current_ap = (current_ap + 1) % numNetworks;
reconnecting = false;
//Verbunden
} else {
Serial.print("\nWLAN verbunden: ");
Serial.print(WiFi.SSID());
Serial.print(" ");
Serial.println(WiFi.RSSI());
_lcd_display_text(0, "WLAN verbunden", "center");
_lcd_display_text(1);
_lcd_display_text(1, WiFi.SSID().c_str());
reconnecting = false;
delay(2500);
_lcd_display_text(0, "Netzbezug: ?W");
_lcd_display_text(1, "Erzeugung: ?W");
}
}
void update_power_values() {
Serial.print("SmartMeterReader auslesen: ");
netzbezug = _extract_value_tasmota_json("http://" + ip_netzbezug + "/cm?cmnd=Status%208", "Power");
Serial.print(netzbezug + "W\n");
Serial.print("Zwischenstecker auslesen : ");
erzeugung = _extract_value_tasmota_json("http://" + ip_erzeugung + "/cm?cmnd=Status%208", "Power");
Serial.print(erzeugung + "W\n");
if (netzbezug != netzbezug_alt) {
lcd.setCursor(10, 0);
lcd.print(" ");
lcd.setCursor(16 - (netzbezug.length() + 1), 0);
lcd.print(netzbezug);
}
if (erzeugung != erzeugung_alt) {
lcd.setCursor(10, 1);
lcd.print(" ");
lcd.setCursor(16 - (erzeugung.length() + 1), 1);
lcd.print(erzeugung);
}
netzbezug_alt = netzbezug;
erzeugung_alt = erzeugung;
}
void handleButtonPress() {
currentButtonState = digitalRead(BUTTON_PIN);
if (currentButtonState == LOW && lastButtonState == HIGH) {
currentDelayIndex = (currentDelayIndex + 1) % delayOptionsSize;
refreshRate = delayOptions[currentDelayIndex];
Serial.print("Neue Aktualisierungsrate: ");
Serial.println(refreshRate);
_lcd_display_text(0, " Aktual. Rate ");
_lcd_display_text(1);
_lcd_display_text(1, (String(refreshRate / 1000) + " Sekunden").c_str(), "center");
isMessageDisplayed = true;
messageDisplayTime = millis();
delay(200);
}
lastButtonState = currentButtonState;
}
void setup() {
pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
Serial.begin(115200);
delay(1000);
lcd.init();
lcd.backlight();
lcd.createChar(0, customChar_wlan);
WiFi.setHostname(hostname);
WiFi.mode(WIFI_STA);
lcd.setCursor(0, 0);
_lcd_display_text(0, "Bereit", "center");
}
void loop() {
handleButtonPress();
if (WiFi.status() != WL_CONNECTED && !reconnecting) {
reconnecting = true;
connectToWiFi();
}
if (isMessageDisplayed && millis() - messageDisplayTime >= 2500) {
isMessageDisplayed = false;
_lcd_display_text(0, "Netzbezug: ?W");
_lcd_display_text(1, "Erzeugung: ?W");
update_power_values();
}
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED && !reconnecting) {
if (!isMessageDisplayed && millis() - lastUpdateTime >= refreshRate) {
lastUpdateTime = millis();
update_power_values();
}
}
}

31
src/settings.h Normal file
View File

@@ -0,0 +1,31 @@
#include <Arduino.h>
#ifndef SETTINGS_H
#define SETTINGS_H
// ######################## WLAN-Daten ########################
const char* hostname = "ESP8266_Energiemeter";
const char* ssidList[] = {
"SSID_1", // Netzwerk 1
"SSID_2", // Netzwerk 2
"SSID_3" // Netzwerk 3
// Weitere SSID hier hinzufügen
};
const char* passwordList[] = {
"Passwort_1", // Passwort für SSID 1
"Passwort_2", // Passwort für SSID 2
"Passwort_3" // Passwort für SSID 3
// Weitere Passwörter hier hinzufügen
};
// ####################### Tasmota IPs ########################
String ip_netzbezug = "192.168.178.236";
String ip_erzeugung = "192.168.178.237";
// ############################################################
#endif // SETTINGS_H

11
test/README Normal file
View File

@@ -0,0 +1,11 @@
This directory is intended for PlatformIO Test Runner and project tests.
Unit Testing is a software testing method by which individual units of
source code, sets of one or more MCU program modules together with associated
control data, usage procedures, and operating procedures, are tested to
determine whether they are fit for use. Unit testing finds problems early
in the development cycle.
More information about PlatformIO Unit Testing:
- https://docs.platformio.org/en/latest/advanced/unit-testing/index.html