import RPi.GPIO as GPIO import paho.mqtt.publish as publish import paho.mqtt.subscribe as subscribe import time class Controller(): def __init__(self, cloud, fan): self.__cloud=cloud # Konfigurationen und Werte self.__fan=fan # Der Aktor für den Zweipunktregler self.__splow=self.__cloud.get_setpointTemp() # untere Grenze self.__hyst=self.__cloud.get_hyst() #Hysterese speichern self.__sphigh=self.__splow+self.__hyst # obere Grenze def control(self): # Vergleich Ist- und Solltemperatur und Kühlung ansteuern # hier ist der Regler als Zweipunktregler mit Hysterese implementiert temperature = self.__cloud.get_roomTemp() # Aktuelle Temperatur aus der Cloud lesen if temperature <= self.__splow: self.__fan.off() # Kühlung ausschalten, wenn es kalt ist elif temperature > self.__sphigh: self.__fan.on() # Kühlung einschalten, wenn es zu warm wird return # ********************* Ende class Regelstrecke class Fan(): def __init__(self, gpio): self.__gpio = gpio # GPIO Nr. des Lüfters GPIO.setmode(GPIO.BCM) # mit GPIO Bezeichnungen arbeiten GPIO.setup(self.__gpio, GPIO.OUT) # Fan GPIO als Ausgang schalten self.off() # Lüfter per default ausschalten self.__state = False # Zustand merken für Debuggingzwecke (siehe main()) def on(self): GPIO.output(self.__gpio, 1) # GPIO.HIGH, Lüfter an self.__state = True # Zustand merken return def off(self): GPIO.output(self.__gpio, 0) # GPIO.LOW, Lüfter aus self.__state = False # Zustand merken return def get_state(self): return self.__state # ********************* Ende class Fan class Ds18b20(): def __init__(self, w1_address): self.__w1_address=w1_address self.__w1_dir = '/sys/bus/w1/devices/' + self.__w1_address + '/w1_slave' self.__tempCelsius = 255.0 def get_celsius(self) : # cat self.w1_dir würde vom DS18B20 liefern: # 75 01 4b 46 7f ff 0b 10 78 : crc=78 YES # 75 01 4b 46 7f ff 0b 10 78 t=23312 # Die Zahl hinter t= entspricht der Temperatur in tausendstel °C f = open(self.__w1_dir, 'r') # "Datei" öffnen lines = f.readlines() # Warten bis in der ersten Zeile ein YES erscheint. Dann sind die Daten gültig while lines[0].strip()[-3:] != 'YES': time.sleep(0.2) lines = f.readlines() tempStr = lines[1].find('t=') if tempStr != -1: # einen richtigen Wert gefunden self.__tempCelsius = float(lines[1][tempStr+2:]) / 1000.0 else: self.__tempCelsius = 255.0 return self.__tempCelsius # ********************* Ende class Ds18b20 class Cloud(): # in dieser Klasse realisiert mit einem MQTT Broker def __init__(self, hostname, basetopic, tempsen): self.__roomTemp=255.0 # Isttemperatur self.__setpointTemp=255.0 # Solltemperatur self.__hyst=255.0 #Hysterese self.__gpioFan=0 # GPIO BCM-Nr zur Lüfteransteuerung self.__hostname=hostname # Name/ IP des MQTT Brokers basetopic = basetopic + "/" # Basistopic für das Abspeichern der Werte self.__topicRoomTemp = basetopic + "roomtemp" # Topic für die Raumtemperatur self.__topicSetpointTemp = basetopic + "setpointtemp" # Topic für die Solltemperatur self.__topicHyst = basetopic + "hyst" # Topic für die Hysterese self.__topicGpioFan = basetopic + "gpiofan" # Topic für die GPIO Nr. des Lüfters self.__tempsen=tempsen # Der benutzte Temperatursensor def get_roomTemp(self): # Serverraumtemperatur aus der Cloud lesen self.__roomTemp = float((subscribe.simple(self.__topicRoomTemp, hostname=self.__hostname, retained=True)).payload) return self.__roomTemp def set_roomTemp(self, temp): # Serverraumtemperatur in Cloud schreiben (macht eigentlich nur Sinn, wenn auf diesem Raspi die Temperaturmessung stattfindet) publish.single(self.__topicRoomTemp, temp, hostname=self.__hostname, retain=True) return def get_setpointTemp(self): # Solltemperatur aus der Cloud lesen self.__setpointTemp = float((subscribe.simple(self.__topicSetpointTemp, hostname=self.__hostname, retained=True)).payload) return self.__setpointTemp def set_setpointTemp(self, setpointTemp): # Solltemperatur in die Cloud schreiben publish.single(self.__topicSetpointTemp, setpointTemp, hostname=self.__hostname, retain=True) return def get_hyst(self): # Hysterese aus der Cloud lesen self.__hyst = float((subscribe.simple(self.__topicHyst, hostname=self.__hostname, retained=True)).payload) return self.__hyst def set_hyst(self, hyst): # Hysterese in die Cloud schreiben publish.single(self.__topicHyst, hyst, hostname=self.__hostname, retain=True) return def get_gpioFan(self): self.__gpioFan = int((subscribe.simple(self.__topicGpioFan, hostname=self.__hostname, retained=True)).payload) return self.__gpioFan def set_gpioFan(self, gpioFan): # GPIO Kanal für Ventilator in die Cloud schreiben publish.single(self.__topicGpioFan, gpioFan, hostname=self.__hostname, retain=True) return def update(self): # Hier steht erstmal nur die Raumtemp., es können aber weitere Parameter zur Aktualisierung eingebaut werden temp = self.__tempsen.get_celsius() # Auslesen der aktuellen Temperatur aus dem Sensor self.__roomTemp = temp # Im Objektattribut speichern self.set_roomTemp(temp) # Im Cloudspeicher aktualisieren return # ********************* Ende class Cloud def main(): tempsen1=Ds18b20("28-000006dccb21") mycloud=Cloud("localhost", "serverraum/1", tempsen1) # URL des MQTT-Brokers, Basistopic und Quelle für Raumtemperatur mycloud.set_setpointTemp(26) # Unterer Schaltpunkt des Reglers mycloud.set_hyst(3) # Hysterese des Reglers mycloud.set_gpioFan(18) # Pin 18 ermöglicht optional PWM myfan=Fan(mycloud.get_gpioFan()) # Erste Abfrage in die Cloud climate=Controller(mycloud, myfan) # Speicherort für Sensorwerte und Aktor als Parameter übergeben while True: mycloud.update() # aktuelle Temperatur (usw.) in die Cloud schreiben climate.control() # Ab hier eigentlich unnötig, nur noch Debugging Infos print ("Raumtemp.: ", mycloud.get_roomTemp()) temp=float(mycloud.get_roomTemp()) if (myfan.get_state()==True): print ("Fan ist an") else: print ("Fan ist aus") return # ********************* Ende Funktion main() # ********************* Hauptprogramm if __name__ == '__main__': main()