Beaglebone Cape mit KNX & 4x Onewire; Enocean, RTC, eHZ möglich

[Robert]

Hi!

Ich suche 4 Tester, die ein "Cape" für TI Beaglebone / Beaglebone Black in ihren KNX- und Onewireinstallation testen wollen. Sinn der Übung ist es, möglichweise vorhandene Schwachpunkte rauszufinden und dann bei einer möglichen Produktion >= 100 Stück nicht mehr zu machen. Bisher sind 3 Capes in 3 verschiedenen Installationen problemlos im Einsatz - dennoch möchte ich die Capes in noch mehr unbekannten Installationen testen bevor ich solche Stückzahlen bauen lasse.

Zu den Specs:

Cape

• passend zu Beaglebone (White) / Beaglebone Black (BeagleBoard.org - community supported open hardware computers for making)
• entspricht voll der aktuellen Empfehlung für Capes
• keine Konflikte mit dem beim "Black" hinzugekommenen HDMI-Framer oder der eMMC
• mit vorprogrammierten Cape-EEPROM
• Jumperswitches erlauben die Kodierung für bis zu 3 weitere Capes unter dem Cape
• Device Tree Overlay Datei (dtbo) für das automatische Setzen der korrekten Pin-Muxes vorhanden (Kernel >= 3.8)
• bei dem "Cape" handelt es sich um eine elektronische Komponente ohne eigene Funktion, die erst durch Kombination mit dem Beaglebone ("Gerät") eine Funktion erfüllt. Der Zusammenbau hat durch eine Fachkraft zu erfolgen

KNX

• KNX-Interface über aktuellen TPUART2-ASIC
• Galvanische Trennung vom restlichen Cape
• direkte serielle Anbindung an den eibd, ohne Umwege z.B. über USB

Onewire

• 4x Onewire über DS2483/DS2484
• zusätzlicher DS18B20 zur Temperaturüberwachung
• Klemmenblock gemeinsamen 5V, Masse, und 4 Datenleitungen

RTC Bestückungsoption

• hochgenaue DS3232M Realtime-Clock
• Batteriehalter für Pufferbatterie 2032

Enocean Bestückungsoption

• Enocean Funkmodule der TCM3x0-Serie
• impedanzangepasste Zuführung und Footprint für SMA-Stecker

Da ich/und andere beim letzten Mal bei Bausätzen mit TPUART2 (QFN32, zudem vergleichsweise ESD-empfindlich) viel Kummer hatte, biete ich nur 4 händisch aufgebaute Exemplare an, bei denen ich KNX und Onewire selber gestestet habe. Je Cape entstehen daher Kosten in Höhe von 75 Euro zzgl. Versand.

Die Suche richtet sich an länger aktive Forenmitglieder mit fertig gebauten, mit KNX und Onewire ausgestatteten Haus. Zudem sollte man Linux auf eingebetteten Systemen einsetzen können. Die verständige Benutzung von Bash und vi sollte also Vorraussetzung sein.
Das ist nicht böse gemeint, aber wenn die 4 Capes in einer Kisten mit "Ende 2014" landen weil vorher noch Fliesen ausgesucht und Rohre verlegt werden müssen ist mir nicht geholfen. Gleiches, wenn der Käufer z.B. Linux nicht aufgespielt bekommt.

Wegen Enocean:
Wenn evtl. jemand Lust hat für smarthome.py ein Enocean-Binding zu schreiben (weil er eh ein Enocean-Gateway braucht) hätte ich noch den benötigten TCM310 (Gateway-Controller) nebst RP-SMA-Buchse da (kostet aber auch 25 Euro...). Die Kommunikation mit dem Enocean läuft bereits inkl. CRC über ein Python-Script. Mir fehlen momentan Sensoren (hab keinen einzigen kommerziellen) und die Zeit. Wenn jemand das Ding haben will um es mit z.B. dem OpenHAB-Binding zu nutzen soll es mir aber auch recht sein.

Schreibt mir bitte bei Interesse eine PN, nicht hier in den Thread! Ich schreibe hier dann auch, wenn sich 4 Leute gefunden haben. Hier können wir gerne über Verbesserungsvorschläge etc. diskutieren.

im Anhang:

• Foto der Capes mit voller Bestückung auf Beaglebone (White) und Beaglebone Black im Betrieb
• Foto der Capes so wie angeboten (zzgl. RJ11-Stecker zum selber Einlöten)
• kurz! zusammengeschriebene Anleitung um das Cape unter Debian schnell in Betrieb zu nehmen

Viele Grüße
Robert

[Robert]

Hi!

Folgender Code erlaubt das Senden/Empfangen von Enocean-Telegrammen mit dem optionalen TCM310-Modul:

#!/usr/bin/python

import serial
import os
import sys
import logging
import struct
import time

#CO_RD_VERSION 3

FCSTAB = [
    0x00, 0x07, 0x0e, 0x09, 0x1c, 0x1b, 0x12, 0x15,
    0x38, 0x3f, 0x36, 0x31, 0x24, 0x23, 0x2a, 0x2d,
    0x70, 0x77, 0x7e, 0x79, 0x6c, 0x6b, 0x62, 0x65,
    0x48, 0x4f, 0x46, 0x41, 0x54, 0x53, 0x5a, 0x5d,
    0xe0, 0xe7, 0xee, 0xe9, 0xfc, 0xfb, 0xf2, 0xf5,
    0xd8, 0xdf, 0xd6, 0xd1, 0xc4, 0xc3, 0xca, 0xcd,
    0x90, 0x97, 0x9e, 0x99, 0x8c, 0x8b, 0x82, 0x85,
    0xa8, 0xaf, 0xa6, 0xa1, 0xb4, 0xb3, 0xba, 0xbd,
    0xc7, 0xc0, 0xc9, 0xce, 0xdb, 0xdc, 0xd5, 0xd2,
    0xff, 0xf8, 0xf1, 0xf6, 0xe3, 0xe4, 0xed, 0xea,
    0xb7, 0xb0, 0xb9, 0xbe, 0xab, 0xac, 0xa5, 0xa2,
    0x8f, 0x88, 0x81, 0x86, 0x93, 0x94, 0x9d, 0x9a,
    0x27, 0x20, 0x29, 0x2e, 0x3b, 0x3c, 0x35, 0x32,
    0x1f, 0x18, 0x11, 0x16, 0x03, 0x04, 0x0d, 0x0a,
    0x57, 0x50, 0x59, 0x5e, 0x4b, 0x4c, 0x45, 0x42,
    0x6f, 0x68, 0x61, 0x66, 0x73, 0x74, 0x7d, 0x7a,
    0x89, 0x8e, 0x87, 0x80, 0x95, 0x92, 0x9b, 0x9c,
    0xb1, 0xb6, 0xbf, 0xb8, 0xad, 0xaa, 0xa3, 0xa4,
    0xf9, 0xfe, 0xf7, 0xf0, 0xe5, 0xe2, 0xeb, 0xec,
    0xc1, 0xc6, 0xcf, 0xc8, 0xdd, 0xda, 0xd3, 0xd4,
    0x69, 0x6e, 0x67, 0x60, 0x75, 0x72, 0x7b, 0x7c,
    0x51, 0x56, 0x5f, 0x58, 0x4d, 0x4a, 0x43, 0x44,
    0x19, 0x1e, 0x17, 0x10, 0x05, 0x02, 0x0b, 0x0c,
    0x21, 0x26, 0x2f, 0x28, 0x3d, 0x3a, 0x33, 0x34,
    0x4e, 0x49, 0x40, 0x47, 0x52, 0x55, 0x5c, 0x5b,
    0x76, 0x71, 0x78, 0x7f, 0x6A, 0x6d, 0x64, 0x63,
    0x3e, 0x39, 0x30, 0x37, 0x22, 0x25, 0x2c, 0x2b,
    0x06, 0x01, 0x08, 0x0f, 0x1a, 0x1d, 0x14, 0x13,
    0xae, 0xa9, 0xa0, 0xa7, 0xb2, 0xb5, 0xbc, 0xbb,
    0x96, 0x91, 0x98, 0x9f, 0x8a, 0x8D, 0x84, 0x83,
    0xde, 0xd9, 0xd0, 0xd7, 0xc2, 0xc5, 0xcc, 0xcb,
    0xe6, 0xe1, 0xe8, 0xef, 0xfa, 0xfd, 0xf4, 0xf3
    ]

logger = logging.getLogger('EnOcean')

class EnOcean():

    def __init__(self, smarthome, serialport):
        self._sh = smarthome
        self.port = serialport
        self._tcm = serial.Serial("/dev/ttyO4", 57600, timeout=0.5)

    def run(self):
        self.alive = True
        #self._sh.scheduler.add('DLMS', self.connect, cycle=self.cycle)
        #logger.debug("Cycle: {0}".format(self.cycle))
        global from_shell
        from_shell = False
        self.connect()
        msg = []
        while True:
            readin = self._tcm.read(1000)
            if readin:
                msg += [ord(i) for i in readin]
                                
                # check if header is complete
                while (len(msg) >= 5):
                    if (msg[0] == 0x55) and (self._calc_crc8(msg[1:5]) == msg[5]):
                        data_length = (msg[1] << 8) + msg[2]
                        opt_length = msg[3]
                        msg_length = data_length + opt_length + 7
                        # check if data is complete (and ok)
                        if (len(msg) < msg_length):
                            break                    
                        if (self._calc_crc8(msg[6:msg_length-1]) == msg[msg_length-1]): 
                            print 'RX: {}'.format(msg[0:msg_length])
                        msg = msg[msg_length:]
                    else:
                        msg.pop(0)
                    
                        
            self.radio([0xA5, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44,       0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x30])   # 4BS
#            self.radio([0xF6, 0x66,           0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x20])                 # RPS
            

    def stop(self):
        self.alive = False

    def connect(self):
        logger.debug("EnOcean: connect")
        # request version information / firmware
        self._send([0x55, 0x00, 0x01, 0x00, 0x05, 0x00, 0x03, 0x00])
        
    def radio(self, msg):
        self._send([0x55, (len(msg) >> 8), (len(msg) & 0xFF), 0x07, 0x01, 0x00] + msg + [0x03, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00])

    def _calc_crc8(self, msg, crc=0):
        for i in msg:
            crc = FCSTAB[crc ^ i]
        return crc
        
    def _send(self, msg):
        msg[5] = self._calc_crc8(msg[1:5])
        msg[-1] = self._calc_crc8(msg[6:-1])
        send = ''.join(chr(i) for i in msg)
        print 'TX: {}'.format(msg)
        self._tcm.write(send)

def main():
    try:
        if sys.argv[1]:
            serialport = sys.argv[1]
            print ("TCM310 on {0}".format(serialport))
        smarthome = ''
        global from_shell
        from_shell = True
        tcm = EnOcean(smarthome,serialport)
        tcm.run()

    except Exception, e:
        print "[main]: {0}".format(e)
        print "usage: __init__.py <serial_port>"
        return 1

if __name__ == "__main__":
    sys.exit(main())

Es handelt sich nur um einen Proof-of-Concept: Ich konnte damit korrekt und reproduzierbar RPS- und 4BS-Telegramme an DolphinView senden und von dort empfangen.

Da ich aber gerade mit einem EnOcean EPK350 und diversen Entwicklungsmodulen versuche eigene Firmware zu schreiben (Ultraschallsensor für Wasserstand meiner Rigole - mit dem 8051 auf dem STM300) kann ich da nicht groß weiter entwickeln weil ich nicht einen einzigen "normalen" EnOcean Sensor besitze sondern eben nur Entwicklungsmodule...

Struktur, CRC, Daten En-/Decodieren wäre halt schon mal da... Wer macht weiter?

Grüße
Robert

[henfri]

Beeindruckend!

von Unterwegs getippert

[Quallo]

Sehr cooles Produkt.

Noch ein schönes Gehäuse dazu (am Besten für Hutschiene), eine einfache, sich selbst aktualisierende Distri auf Debian basierend und Openhab


Leider habe ich Sonntag One Wire und RS485 (Helios KWL) für meinen Raspberry bestellt und werde wohl die Tage damit anfangen dies in meine KNX-Installation zu integrieren.


Ist RS485 hiermit möglich?

[Robert]

Hi!

Hatte vergessen zu antworten. Sorry. RS485 ist mit dem Beaglebone möglich. Entweder was selber löten (RS485 Transceiver und den DE-Pin freischalten für einen UART) oder BeagleBone RS485 - Circuitco Wiki Support - das Cape erlaubt unter Anderem die Nutzung von UART4, der bei meinem Cape nur durch den TCM310 verwendet wird wenn gewünscht. KNX, Onewire wären somit problemlos möglich.

Ansonsten als Nachtrag für die Nutzer:

Federzugklemmen von links nach rechts: 5V, GND, Bus.0, Bus.0, Bus.1, Bus.2, Bus.3

RJ11: von links nach rechts, Beschriftung des Capes lesbar (IBBCape etc.): 3,3V (über 200mA Polyfuse), UART1-TX (470 Ohm Serie und Dioden geschützt), UART1-RX (470 Ohm Serie und Dioden geschützt), GND

[Michi26206]

Hallo,

da du ja geschrieben hast das ein eHZ möglich ist und die passende RJ11-Buchse schon vorhanden ist, meinen eHZ über das Cape einbinden.
Ich habe mir dazu von volkszähler.org den TTL-IR-Schreib-Lesekopf besorgt. Nun die Frage: Hast du das schon am laufen? Verwendest du deren Software oder hast du was eigenes?

Grüße

[Robert]

Hi Michi,

ja, habe auch den Volkszähler-Lesekopf (glaube mit einer älteren Revision) erfolgreich mit dem Cape am laufen.

Mechanisch:
Steckerbelegung steht ja in vorherigen Post. Du müsstest von mir auch einen passenden RJ11-Stecker bekommen haben. Die Zange müsstest du natürlich kaufen bzw. hast vl. ja schon eine.

Elektrisch:
Die zwei Lötbrücken am Lesekopf müssen wie beim YPort auf 2-3 verbunden werden.

Software:
Ich verwende ein eigenes Plugin, was auf Mirkos Arbeit basiert: https://knx-user-forum.de/345336-post16.html

[dlms]
    class_name = DLMS
    class_path = plugins.dlms
    serialport = /dev/ttyO1

Grüße
Robert

[Michi26206]

Klingt gut.
Funktioniert allerdings noch nicht ganz.

Laut Datenblatt beherrscht mein Zähler SML und arbeitet mit 9600 Baud.

Es kommen aber vereinzelt Fehlermeldungen und manchmal kyrillische Zeichen... aber keine OBIS-Kennziffern und Messwerte.
Gibt's nen kurzen Tipp was ich testen kann? Ansonsten logge ich mal was am BBB ankommt.

[JuMi2006]

Sml ist ne andere Baustelle.


EDIT: War nen bisschen knapp
Das würde sich lohnen auf python umzubauen:
https://knx-user-forum.de/349176-post377.html


Grüße

[l0wside]

Klingt gut.
Funktioniert allerdings noch nicht ganz.

Laut Datenblatt beherrscht mein Zähler SML und arbeitet mit 9600 Baud.

Es kommen aber vereinzelt Fehlermeldungen und manchmal kyrillische Zeichen... aber keine OBIS-Kennziffern und Messwerte.

Klingt nach falscher Baudrate. Geh doch mal mit einem Minicom auf das Terminal und experimentiere ein bisschen mit Baudraten und ggf. Übertragungsparametern.
Oder hänge einen Logic Analyzer dran, wenn du einen hast.

Max

[JuMi2006]

Hallo Robert,

habe mich gerade in Deinen Code reingearbeitet. Leider sind die Taster noch nicht da, aber grundsätzlich erstmal alles klar, erhalte brav die Antwort des USB-Adapters - ist ja das einzige Gerät in Reichweite.

Was hat es mit dem von Dir angebotenen "TCM310 (Gateway-Controller) nebst RP-SMA-Buchse" auf sich. Gibts den noch? Wie sieht das aus? Wenn die Taster hier sind (hoffe morgen) muss ich mal nen Reichweite-Test machen.

Grüße

[greentux]

Robert, wie sind denn die 1Wire Lines bei dem Cape zu sehen? Ich habe ja gelernt, das der neue Wiregate Busmaster "Advanced Pullup" etc. macht, damit das ganze robust wird. Weiterhin ist wohl der 1wire auf dem ROT von der Leitungslänge unbrauchbar. Wo liegt da das Cape?

[Robert]

Hi!

habe mich gerade in Deinen Code reingearbeitet.
[...]
erhalte brav die Antwort des USB-Adapters
[...]
Was hat es mit dem von Dir angebotenen "TCM310 (Gateway-Controller) nebst RP-SMA-Buchse" auf sich. Gibts den noch? Wie sieht das aus?

Freut mich dass es klappt! Im Idealfall solltest du beim Aktivität auch den Payload ausgegeben bekommen, der dann anhand der Geräteklasse noch zu parsen ist.

Das TCM310 (http://www.enocean.com/de/tcm310/) ist ein Funkmodul, was von Enocean direkt als Gateway angeboten wird. Eigentlich gehen auch die universellen TCM300, wenn man die Gateway-Firmware flasht - aber beim 310 ist es halt schon fertig (es kann aber nur GW, deswegen auch etwas günstiger). Ich löte die TCM310 halt nebst RP-SMA-Buchse (für vernünftige, ggfl. externe Antenne) auf Wunsch hin mit auf das Cape - siehe Fotos von den Capes. Dein USB-Dongle ist nix anderes außer mit zusätzlichem "umständlichen" USB-Wandler anstatt direkt auf den UART zu gehen.

Robert, wie sind denn die 1Wire Lines bei dem Cape zu sehen? Ich habe ja gelernt, das der neue Wiregate Busmaster "Advanced Pullup" etc. macht, damit das ganze robust wird. Weiterhin ist wohl der 1wire auf dem ROT von der Leitungslänge unbrauchbar. Wo liegt da das Cape?

Ich kann solche Aussagen nur hinterfragen, da ich kein ganzes Testfeld unterhalten kann (u.A. weil es halt für mich auch so funktioniert). Fakten: Die auf dem Cape eingesetzten DS2483/DS2484 sind die neuesten original Maxim-BM, Datenblätter sind online für jeden einsehbar. Ohne Magie, ohne geheime Zutaten. "Active Pullup" ist da natürlich auch drin.
Sicher kann man mit mehr Schaltungsaufwand etwas Reichweite in problematischen Installationen rauskitzeln indem man mit einem leistungsstärkeren FET an der Leitung "arbeitet". Mit Timing vielleicht auch. Allerdings gibt es da ein paar harte Grenzen hinsichtlich Timing und Reflexionen (auch alles bei Maxim nachlesbar - Fakten!). Beliebig steile Flanken gehen ja auch nicht. "Advanced Pullup" kann ich bei Maxim gar nicht finden. Nur die hinlänglich bekannte http://www.maximintegrated.com/app-n...dex.mvp/id/244 - von 2003! Da gab es von Maxim noch keine BM mit INTERNEM "Active-Pullup". Sind ja auch nur 10 Jahre vergangen.
Wenn die ersten unabhängigen Stimmen kommen, wo es mit dem DS24xx nicht funktionierte und mit dem "BM Professional" alles stabil ist sind wir alle schlauer und glücklicher.
Aber du fragst wo das Cape liegt: Preislich: Die Preise sind wohl bekannt. Eigentlich dürfte man natürlich nur die 8 Euro für den Onewire-Part + PCB + Bestückung einrechnen. Funktionieren tuts bei mir und zwei Testern (Michi hat ja das tolle Tutorial verfasst!) einwandfrei. Den Quotienten "Funktion / Preis" muss sich jeder selber ausrechnen bzw. gewichten. Für Einzelne "an der Grenze" kann es sich dann ja womöglich lohnen. Zudem: den BM Pro kannst du in den Warenkorb legen und kaufen - da ist das Cape schwerlich vergleichbar. Vielleicht gibts im neuen Jahr eine Produktion - ich wechsel zum 1.2. den Job und muss man gucken wie es zeitlich passt.

Dass es der ROT nicht auf (korrekter) Länge nicht tut - wo gelesen? bei wie vielen Leuten verläßlich dokumentiert? funktionierts denn mit anderen BMs? Bei falscher Installation wird auch ein im Prüflabor von Jungfrauen gestreichelter Busmaster keinen Stich machen.

Meine ganz eigene Meinung (losgelöst von jeglichen Busmastern/Herstellern; so wie ich es auch jedem Cape-Benutzer sagen würde; so wie andere zu Autos, Routern oder ihrer Lieblingsfarbe ihre Meinung kund tun): Generell bleibt Onewire für alles was über das Monitoren von Messwerten (z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Helligkeit) hinaus geht eine Krücke. Sowohl was die (parasitäre) Energieversorgung angeht, als auch das Pollen (Single-Master). Bevor ich irgendwo noch Spannungen extra einspeise nehme ich KNX. Gleiches für Binäreingänge, wo ich nicht bis Weihnachten (kommt ja wieder bald) warten will (nein, den Bus alle 5 Sekunden zu pollen ist nicht cool).

Das ganze erinnert mich häufig an ein totes Pferd: Die Geschichte vom toten Pferd (oder andere)

Grüße
Robert

[JuMi2006]

Das mit dem TCM310 hatte ich schon herausgefunden, für mich war bloss die Frage in welcher Form er abzugeben wäre (falls noch aktuell)? Ich befürchte nämlich dass ich eine Antenne brauchen werde. Leider hat sowohl der Verkäufer der Taster als auch Hermes bereits mit dem Winterschlaf begonnen und die Taster sind mal wieder länger unterwegs als von Übersee.

[Robert]

Das mit dem TCM310 hatte ich schon herausgefunden, für mich war bloss die Frage in welcher Form er abzugeben wäre (falls noch aktuell)? Ich befürchte nämlich dass ich eine Antenne brauchen werde.

Hi Mirko,

sorry, dann hatte ich dich falsch verstanden. Hätte noch ein Cape wie im Eingangspost angeboten. Den passenden TCM310 habe ich auch noch (ein mal). SMA-Buchse müsste ich gucken - aber da passt jede. Evtl. willst du ja auch "Non-RP" - je nach Antenne oder Kabel.

Alternativ könnte ich dir, wenn du auf KNX und Onewire etc. verzichten willst, eine nackte Platine und den TCM anbieten. Dann fehlt dir natürlich auch das EEPROM und die Schalter etc - halt alles war ein BBB "Cape" ausmacht. Wäre mehr ein Breakout-Board.

Du bräuchtest auf jeden Fall noch ein BBB (45 Euro)!

Ansonsten: die TCM310 haben einen fertigen 50 Ohm Ausgang - auch auf deinem USB-Stick. Da brauchst du kein zusätzliches Anpassnetzwerk! Wenn du die Draht-/Chip-/sonstwas-Antenne abkratzt und dir da direkt ein RG178 anlötest wird das auch irgendwie funktionieren - ist natürlich nicht impedanzangepasst wie auf dem Cape.

Grüße
Robert