SML-Zaehler auslesen

Linux-Projekte für den Raspberry Pi
(mit Python realisiert)
Zählerdaten (EDL21/SML) auswerten und am LCD-Display darstellen

Um die Daten der optischen TTY-Schnittstelle des Zweirichtungs-Zählern (EDL21) auslesen zu können, mußte eine Empfangseinheit gebaut werden. Diese besteht aus einer Infrarot-Photodiode mit ein wenig Elektronik und einem RaspberryPi, der die von der Diode kommenden Signale über seine TTY-Schnittstelle empfängt, weiterverarbeitet und an einen Rechner zur Auswertung weiterleiten kann.

Noch ein Hinweis: Die TTY-Schnittstelle der GPIO arbeitet zwar mit der Logik des TTY-Protokoll, eine 'echte' TTY-Schnittstelle arbeiten jedoch mit + 20mA und - 20mA als Logikpegel. Beim Raspberry ist das etwas anders. Hier liegt der Ruhepegel bei ca. 3,3 Volt und der Aktivpegel in etwa bei 0 Volt.

Hier zunächst die 'optische Einheit' (Selbstbau)

Es wurden benötigt:

1x Infrarot Diode(z.B.: SFH 203 FA)
1x Operationsverstärker (z.B.: LM 358 DIP)
4x Widerstand 1 MOhm
1x Schaumstoffstück Dicke ca. 1 cm
2-adriges, verdrilltes Verbindungskabel

Die Schaltung wurde wie im Schaltplan dargestellt aufgebaut. Dabei war zu berücksichtigen, daß die Infrarotdiode mit dem Anschluß an der abgeflachten Seite an Masse angeschlossen werden muß. Ansonsten werden keine Daten übertragen

Die Spannungsversorgung der Schaltung erfolgt über den +5 Volt Pin des Raspberry Pi.
Die 2. Hälfte der Operationsverstärkers ist ungenutzt.
Dieser OV wurde gewählt, da er mit nur EINER Betriebsspannung auskommt.

Hier die technischen Daten dazu:

Frequenzkompensation	intern
Hohe Spannungsverstärkung
Große Bandbreite	1,1 MHz (Temperaturkompensiert)
Sehr geringer Strombedarf	500 µA
Sehr geringer Eingangsstrom	20 nA
Geringe Offsetspannung	2 mV
Geringer Offsetstrom	2 nA
Spannungsbereich Differentialeingang	bis Betriebsspannung
Großer Ausgangsspannungsber.	bis Bertiebsspannung – 1,5 V

IC Pinbelegung
1 = Ausgang (1)	8 = Versorgungsspannung
2 = -Eingang (1)	7 = Ausgang (2)
3 = + Eingang (1)	6 = - Eingang (2)
4 = Masse	5 = + Eingang (2)

Absolute Maximalwerte
Spannungsversorgung	+ 32 V
Eingangsspannung	-0,3 bis + 32 V
Differential-Eingangsspannung	+ 32V

Für die Infrarotdiode wurde am Zähler die Größe des Platzes vor der optischen Schnittstelle ausgemessen und ein entsprechendes Stück Schaumstoff bzw. Styropors zugeschnitten. Dabei wurde auch die Lage des Infrarotsenders des Zählers markiert. An dieser Stelle wurde dann für die Empfangsdiode ein Loch gemachen (ging mit einem Kugelschreiber). Hier hinein kam dann die Diode. Den Schaumstoff habe ich mit einem Klebestreifen am Zähler befestigt. Die Diode wurde dann mit einem nicht zu langen Kabel an die Zusatzelektronik angeschlossen, die direkt mit dem Raspberry Pi verbunden war.

Bildquelle: Osram

Diese Diode wurde gewählt, da sie speziell im Infrarotbereich ihre höchste Empfindlichkeit hat und kurze Schaltzeiten aufweist.

Da im Keller, wo sich der Zähler befindet kein LAN zur Verfügung steht, ist der Raspi mit einem WLAN-Stick ausgestattet.
Damit hier eine ausreichend stabile Verbindung entsteht, sollte der Raspi NICHT im Zählerkasten verbaut werden.
Ich habe die Erfahrung gemacht, daß eine WLAN-Verbindung nur möglich ist, wenn dann der Zählerschrank ein paar Zentimeter weit offen ist.
Dabei ist die Transferrate aber weder berauschend, noch sehr stabil.

Daher wurde die Infrarot-Diode mit einem ca. 30-40 cm langen, verdrillten Kabel an den Raspi angeschlossen und dieser AUF dem Zählerschrank positioniert.
Dabei sind Übertragungsraten von 1,5 – 3,5 MByte möglich.
Der Rechner läuft dort 'headless' ist also Kopflos;-) Nein, Spaß beiseite. Es sind weder Tastatur, noch Bildschirm angeschlossen. Um darauf zu arbeiten greife ich von einem anderen Rechner mittels einer SSH-Sitzung per LAN/WLAN darauf zu und arbeite damit vom Remote-Rechner so, als hätte ich mich auf dem 'Zähler'-Rechner in einem TTY-Terminal eingelogt. Er wird quasi ferngesteuert.