Buchempfehlung:
Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

Roboter Autos mit dem Raspberry Pi

Ich habe bei mir zu hause mehrere ESP8266 NodeMCU Boards aufgebaut mit einem oder zwei DHT22 Temperatur / Luftfeuchte Sensoren um eine erste Smarthome Lösung selber zu bauen für die Klimaüberwachung der Wohnräume. Das Ziel das ich verfolge ist immer aktuelle Temperatur und Luftfeuchte Werte innerhalb der Wohnung sowie auch auserhalb der Wohnung zu messen und auf einer einfachen HTML Seite anzuzeigen. Für das Einsammeln der Messwerte wird ein MQTT Broker benötigt. Verwenden werde ich den Mosquitto Broker. Das sind für mich die ersten Schritte in Richtung einer Smart Home Steuerung für die Belüftung der Wohnung.

Damit die Daten der einzelnen ESP8266 Sensoren eingesammelt werden können möchte ich das für IoT Geräte typische MQTT Protokoll einsetzen. Daher benötige ich in meinem Heimnetz einen MQTT Broker da ich die Daten nicht in die Cloud an einen der vielen kostenlosen Services senden möchte. Ich habe mich für den Mosquitto Broker entschieden da dieser sehr einfach zu installieren und zu verwenden ist. Mein Aufbau mit aktuell vier ESP8266 Boards (Device 1 bis Device n), dem Broker in der Mitte und z. B. einem Smartphone (Device 3) welches eine Web-Seite anzeigt die die Daten aus dem Mosquitto Broker bezieht, sieht wie folgt zuhause aus.

Mosquitto Broker Aufbau

Mosquitto Broker Aufbau

Im nachfolgenden Abschnitt erkläre ich wie dieser auf dem Raspberry Pi installiert wird.

Raspberry Pi – Vorbereitung:

Es kommt ein Raspberry Pi 3 Model B+ zum Einsatz. Dazu habe ich mir noch eine 32GB micro SD-Karte gekauft. Eine 8GB bzw. 16GB Karte würde auch völlig reichen nur diese sind bald teurer als eine 32 GB Karte. Dazu habe ich mir noch Handy-Netzteil gekauft samt USB-Kabel.

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Betriebssystem auf dem Raspberry Pi:

Als Betriebssystem habe ich Raspbian im Einsatz. Ich habe die Image Version „2019-07-10-raspbian-buster-lite.img“ genommen da ich keinen Monitor anschließen werde. Ich habe alles noch auf den neusten Stand gebracht und habe dann wie nachfolgend beschrieben die notwendige Software für dieses Projekt auf dem Raspberry Pi installiert.

Zu erst wird die Raspbian Installation aktualisiert.

Befehl: sudo apt-get update

Befehl: sudo apt-get upgrade

MQTT Mosquitto Broker – Software installation

Als erstes muss in der Sourcen Liste des Raspberry Pi die Quelle von der der Mosquitto Broker bezogen werden kann bekannt gemacht werden. Dazu müssen die PGP Keys installiert werden um auf das Repository zugreifen zu können. Führt daher die folgenden Befehle im Home Verzeichnis unter eurem Raspberry Pi aus.

Mit diesen Befehlen werden die PGP Signatur Schlüssel herunter geladen und installiert

Befehl: sudo wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-repo.gpg.key

Befehl: sudo apt-key add mosquitto-repo.gpg.key

Damit es möglich ist komfortabel mit apt-get unter Raspbian den Mosquitto Broker zu installieren und damit auch die aktualisierung funktioniert wird die Source Liste unter Raspbian um den Eintrag des Mosquitto Repositories erweiter. Dazu wechslet bitte in das Verzeichnis /etc/apt/. Nachfolgende führe ich die notwendigen Befehle auf.

Befehl: cd /

Befehl: cd /etc/apt

Befehl: cd sources.list.de

Jetzt führt bitte die beiden folgenden Befehl aus um die Mosquitto Source Liste herunter zu laden für Wheezy, Jessie und Buster.

Befehl: sudo wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-wheezy.list

oder die Liste für Jessie

Befehl: sudo wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-jessie.list

oder die Liste für Buster

Befehl: sudo wget http://repo.mosquitto.org/debian/mosquitto-buster.list

Nach dem die Liste herunter geladen wurde wechselt wieder in das Root Verzeichnis mit dem folgenden Befehl.

Befehl: cd

Jetzt werden als nächstes die Sourcen unter Raspbian aktualisiert mit dem folgenden Befehl.

Befehl: sudo apt-get update

Ihr solltet jetzt sehen, dass das Mosquitto Repository aktaulisiert wird. Jetzt sind alle Vorbereitungen getroffen um den Mosquitto Broker installieren zu können.

Installation des Mosquitto Broker

Für die Installation des MQTT Broker muss der folgende Befehl ausgeführt werden. Dieser installiert jetzt die notwendige Software unter Raspbian.

Befehl: sudo apt-get install mosquitto

Nach der erfolgreichen Installation sollte im Termine die folgende Anzeige erscheinen das der Broker als service gestartet werden konnte.

[ ok ] Starting network daemon:: mosquitto.

Test des MQTT Broker

Ihr könnt mit dem folgenden Befehl testen ob die Installation des Mosquitto Broker ohne Probleme funktioniert hat.

Befehl: mosquitto -v

Kommt die Meldung „1501145316: Error: Address already in use“ dann läuft der Mosquetto Daemon schon.

Damit ist die Isntallation erfolgreich abgeschlossen.

Zusammenfassung:

Die Installation von Mosquitto unter Raspbian ist recht einfach und der Raspberry Pi liefert genug Leistung den Broker laufen zu lassen. Dafür wird nicht einmal ein Raspberry Pi 3 oder das neue Raspberry Pi 4 Modell benötigt. Wer noch einen Raspberry Pi 2 sein eigen nennt kann diesen mit einer externen USB WIFI Antenne sehr gut als Mosquitto Broker verwenden.

Jetzt fehlt noch das Python Programm das die auf dem Mosquitto Broker abgelegten Luftfeuchtewerte und Temperaturen ausließt und anzeigt. Aber viel wichtiger ist noch die Erfassung der Werte mit den ESP8266 NodeMCU und DHT22 Sensor.


Beitragsübersicht Smarthome ESP8266 NodeMCU

Hier folgt die Übersicht meiner Artikel rund um das Thema Smarthome mit dem günstigen ESP8266 NodeMCU Board. Das Ziel ist es selber eine Lösung zu bauen die ihre Daten nicht in der Cloud speichert sondern lokal und somit gehören einem selber die aufgezeichneten Daten.


SmartHome - Mosquitto Broker auf dem Raspberry Pi installieren
SmartHome - ESP8266 NodeMCU und DHT22 Sensor zusammenbauen und programmieren
SmartHome - Temperatur und Luftfeuchte Messung mit dem ESP8266
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