Hallo.
Ich bin hier neu und auch in der Microcontroller Welt frisch angekommen. Ich habe ein wenig Erfahrung mit dem RasPi 4 und habe neben einem Uno nun noch 3 ESP32 Module.
Aber erstmal zu meinem Plan:
Ich baue grad einen Transporter zum Camper und der soll smart werden.
Zunächst müssen einiges an Senoren ausgelesen und verarbeitet werden aber ich denke das bekomme ich hin. Zumindest waren erste Gehversuche erfolgreich. Am Ende wird der Camper einen LTE-Router haben auf dem dann auch alle MC miteinander kommunizieren sollen. Alle MC erhalten eine feste IP außerhalb des DHCP Adressbereichs während Handy und Co vom DHCP versorgt werden.
physische Schaltzentrale wird ein RasPi mit Touchscreen (später dann auch eine App für unterwegs)
Im Camper sind dann, um die Leitungswege möglichst kurz zu halten, mehrere ESP32 verteilt wo die Sensoren und Relais angeschlossen sind.
Es wird so einiges an Geräten (12V und 230V) vorhanden sein (Lampen, Standheizung, Wasserpumpe, Wasserheitzer, usw.) die geschaltet werden müssen. Alles wird nach VDE angeschlossen und verkabelt und ist autark/offline nutzbar. Das smarte ist also als AddOn geplant.
Meine Vorstellung wäre demnach das ich mit dem Taster das Relais direkt schalten, auch wenn das System offline ist und wenn es online ist erkennt der ESP32 den Schaltzustand, übermittelt ihn und der RasPi kann ihn dann bei Bedarf verändern. Ist das realisierbar und wenn ja wie? Bisher habe ich nur Schaltungen gesehen wo der Taster auch am MC angeschlossen war. Damit habe ich prinzipiell auch kein Problem, solange die Offlinefunktionalität gegeben ist.
Als zweites: Mir stellt sich die Frage wie das Kommunikationskonzept sein soll. Sollte ich für jede Funktion ein Script schreiben und rufe dann z.B. per Webseite auf dem RasPi und später in der App nur das jeweilige Script auf (Lampe1on.py, Lampe1off.py, usw...)? Auf dem ESP sind demnach nur die Konfiguration hinterlegt und der vollständige Befehl wird dann gesendet? Oder gibt es da bessere Lösungen? Ich stehe grad am Anfang und freue mich über jeden Hinweis und Stichpunkt nach dem ich googlen kann. Bei den Sensoren habe ich es zur Zeit so gemacht, dass ein Script die Sensoren abfragt und die Werte übermittelt. Dieses Script wird auf dem RasPi gespeichert und ausgeführt und triggert nur den Arduino Uno der dann die Werte zurücksendet und wieder in Wartestellung geht. Der Loop wartet also nur auf den Befehl aber misst nicht ständig die Temperatur, da ich die Temperaturen nur im 15 Minutentakt aktualisiere. Ausnahme wird die Batterietemperatur sein. die wird ständig gemessen und übermittelt und hier wird die Messung und Übermittlung dann im Loop des Arduino laufen.
So viele, vielleicht auch dumme, Fragen und ich hoffe dass sich jemand erbarmt und mir einen Schups in die richtige Richtung gibt, damit ich mich nicht verlaufe.
Viele Fragen für den Anfang. Aber eins ist deutlich, die loop() eines Arduinos läuft immer durch. Du kannst aber durch geschickte Programmierung deine Messungen und andere "Taten" jederzeit aus der loop heraus starten. Und das zu Zeitpunkten, die du genau vorgibst.
Dazu zählt auch die Weitergabe der Daten an deinen Raspi.
Also alles was der Arduino machen soll, läuft in der loop, auch wenn es eine Funktion ist, die von der loop aus gestartet wird.
Ja.
Stromstossrelais als Aktor und gemeinsamer Punkt zwischen "manuellem" Betrieb und Steuerung.
Ausgelesen wird auf der Sekundärseite mittels Optokoppler.
Hast Du manuell eingeschaltet, siehst Du auf der Sekundärseite den Schaltzustand und kannst den elektronisch austackern.
Ob man dafür noch zusätzlich ne Himbeere braucht, ist mal aussen vor. Wenn Du sowieso für alle Aktoren eigenständige Hardware hast, dann ist das egal, ob Du nen python-Script bauen (musst/willst) oder einfach nur ein http: GET machst.
Gedanken zu Deinem Thema:
Das bedeutet Störungen und Spannungsschwankungen auf dem Bordnetz, die Du berücksichtigen mußt. Aber das weißt Du sicherlich 
Ob Funk eine gute Wahl ist, kann ich nicht beurteilen. Anstelle WLAN wäre auch der in Autos verbaute Can-Bus eine Möglichkeit. Auch der ESP32 kann sowas.
Was der UNO da zu suchen hat und wie er an den RasPi angebunden ist, erschließt sich mir leider nicht.
Mit einem RasPi hatte ich noch nicht das Vergnügen, den stelle ich mir mal als WLAN Access Point wie meine FritzBox vor.
Im Thema Anleitung: ESP32 mit ESP-NOW als Sender und Webserver als Access Point habe ich ESP-NOW probiert, wäre eine Möglichkeit. Kann das auch der RasPi?
Sonst ist auch JSON, eigentlich ja ideal im Zusammenspiel mit Javascript, eine, wie ich finde, einfache und transparente Möglichkeit zum Datenaustausch. Das findest Du bei Fips beschrieben. Anleitung: Einführung zu fipsok.de.
wäre auch meine Herangehensweise wenn man Wert auf ein autarkes Fallback legt. Von ELTAKO gibts diese als DC12V Varianten (S11, S12). Oder im VW Regal als Fernlicht-Relais für den VW Käfter. Damit kannst du dann konventionell mit einem Taster die Last über die Relais schalten und den ESP eben auch "Tasten" lassen. Nicht vergessen, du musst dann auch den Status jeder Leitung abfragen. Für Sachen im 230AC Netz könnte man mehrpolige Eltakos verwenden und paralle 3.3V/5V Rückmeldungen mitschalten.
Das bitte ganz aufmerksam studieren - mindestens das verlinkte Kapitel - der Rest ist aber auch interessant:
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
Das bedeutet Störungen und Spannungsschwankungen auf dem Bordnetz, die Du berücksichtigen mußt. Aber das weißt Du sicherlich
Ob Funk eine gute Wahl ist, kann ich nicht beurteilen. Anstelle WLAN wäre auch der in Autos verbaute Can-Bus eine Möglichkeit. Auch der ESP32 kann sowas.
Die Stromversorgung erfolgt natürlich über eigene LiFePo Batterien und die Spannungswandler auf 3,3V/5V sollten auch noch zusätzlich Ruhe reinbringen.
Der ESP32 kann Can aber mein 1996'er Renault kann sich nicht mal Vorstellen was das ist. 
Was der UNO da zu suchen hat und wie er an den RasPi angebunden ist, erschließt sich mir leider nicht.
Der war halt einfach da und half mir die ersten kommunikationsversuche zwischen RasPi und Arduino zu machen. Und der RasPi wird im Van noch andere Aufgaben erledigen, sodass ich das gesamte Smart-Thema in die Hände von Arduino/ESP gebe.
Mit einem RasPi hatte ich noch nicht das Vergnügen, den stelle ich mir mal als WLAN Access Point wie meine FritzBox vor.
Nein es kommt ein handelsüblicher LTE/5G Router mit Außenantenne zum Einsatz. Der RasPi wird die Datenbank hosten, die Schaltzentrale (Bedienpanel) sein und als Fileserver fungieren inkl. Mediaserver. Die Arduinos/ESP's lesen, senden, schalten die in Ihrer Nähe befindlichen Sensoren und Relais.
Und zu guter Letzt: Danke für die Links. Was soll man Sonntags sonst machen außer lesen und lernen.
Werde ich machen. Vielen dank dafür und auch an den Erstideengeber @my_xy_projekt
Mein Reden. Lieber lasse ich den Loop auf Einsatzbefehle horchen als Ihn ständig messen zu lassen obwohl ich die Daten nicht brauche. Der Stromverbrauch ist durchaus ein kritischer Punkt, und ich vermute mal das ein MC beim ausführen der Messung und beim Senden der Daten mehr verbraucht als wenn er nur auf den Befehl dazu wartet. Auch wenn das im mA Bereich liegt aber Kleinvieh macht auch Mist.
Was die Himbeere macht habe ich ja agmue schon erklärt. Der Camper wird kein Wochenend Mobil sondern soll ein ständiges Zuhause werden, also auch entsprechenden Komfort aufweisen aber einen PC oder Mac 24/7 laufen zu lassen wäre dann zuviel des Guten.
und ja - den kannst nutzen - baust dir halt deinen eigenen Bus von Vorne bis hinten. Würde ich auf alle Fälle einer Wifi Lösung vorziehen. Frei nach "Wer Funk kennt - nimmt Kabel".
da irrst, das wirst du kaum messen können ob dein controller im loop was macht oder nicht. 5 Statusleds, ein Display dessen Backlight an ist - wird mehr Strom brauchen als dein Controller.
Ich meinte einen vom Auto unabhängigen Can-Bus zwischen den ESPs, der wegen seiner Datensicherheit (CRC eingebaut) in Autos verwendet wird und damit auch für Dein Vorhaben geeignet wäre. Fast eine Anleitung UNO - Mega - Teensy mittels CAN-Bus verbinden basierend auf esp32can_basic.ino
Der Renault muß da nichts von wissen
Mein VW-Bus hatte eine kräftige Campingbatterie, da wäre es auf ein paar mA vom µC nicht angekommen.
Ich bin auch ein Verfechter von kabelgebunden aber ich befürchte das ein CanBus Kabelbaum auch mal einige Kilo wiegt und bei so einem Ausbau kämpft man um jedes Gramm.
Die Standardverkabelung mal ausgenommen kämen ja pro Verbraucher mal ein Relais dazu (ca. 30 stk) und dazu noch ca 20 Sensoren. Und wenn ich das Can auf die Schnelle richtig verstanden habe würde das bdeuten dass ich 50 Leitungspaare benötigen würde, richtig? Welchen Querschnitt brauchen die?
Wenn wärend man eine Antwort schreibt eine neue kommt...
Ich lese mir das mal durch, denn wie gesagt bin ich generell auch für Kabel.
Auf Amazon habe ich zwar die besagten Eltakos gefunden aber die geben an 12 AC als Steuerspannung. Und um das ganze baulich möglichst klein zu halten wäre die Frage ob auch diese Bauteile für den 12V Beriech gehen:
Bei 230V sind es eh nur ein "Hauptschalter" der den Wechselrichter schaltet (zwar 12V aber sehr hohe Last) und eine Steckdose an der die Kaffeemaschine hängt, wo ich dann jeweils ein entsprechend dimensioniertes Relais nachschalten würde.
Nein. Nimm keine AC Varianten. Es gibt die Eltakos S11/S12 definitiv als DC Variante.
Evtl. ist heute auch die ES12 Serie eine Überlegung wert, die habe ich aber selber noch nie verbaut.
wegen dem von dir gezeigte Modul: meiner Meinung ist der große Vorteil von den vorgeschlagenen mechanischen Stromstoß-Relais ist, dass sie ihre Schaltstellung auch ohne Spannung halten. Strom kann ausfallen, das Stromstoß-Relais bleibt wie es ist, kehrt Strom zurück - das Stromstoß-Relais bleibt wie es ist. Und es braucht in der Regel auch (je nach Modell - fast) KEINEN Haltestrom. Wolltest du nicht Stromsparen? !
Die Kabelquerschnitte hängen von deinem Stromverbrauch und der jeweiligen Leitungslänge ab. Das können wir so gar nicht beantworten solange du nicht konkrete Zahlen nennst (nämlich Leitungslänge UND Stromverbrauch). Sobald du Leitungslängen und maximal-Strom hast - kannst du die Querschnitte festlegen.
Canbus: Wenn du bei einem Einbau die zweipolige CAN Leitung gewichtsmäßig nicht mehr unterbringst ... ja dann fehlt mir jedes weitere Argument. Außer: du schaust auf die falschen Sachen und machst dir über die falschen Sachen sorgen. Ein Grauwassertank mit 3 Liter weniger Inhalt und du kannst eine Canleitung bis zum Nachbarn legen.
lg
Werner
(der im PKW ungelogen 131,9m Kabel verlegt hat...)
Du benötigst genau ein Leitungspaar von ESP32 zu ESP32. Ich nutze TJA1050 CAN Bus Tranceiver Modul am ESP32.
Ich nutze CAT Netzwerkkabel vom Restepostenmarkt, große Ströme fließen ja nicht, aber abgeschirmt sollten die schon sein, finde ich.
Also wenn ich keinen Strom habe, dann habe ich ein ganz anderes Problem und dann sind mir die Schaltstellungen egal. Zumal der Standard sowieso Ausgeschaltet sein wird.
Strom sparen ist relativ. Was im Milliwattbereich liegt ist egal aber wenn es in den Watt bereich wechselt, dann kann es das Zünglein an der Waage sein. Mit 620 Ah ist die Batterie auf jeden Fall nicht unterdimensioniert aber soll eben auch mal 2-3 Tage halten, wenn keine Stromquelle zum aufladen vorhanden ist. Sprich keine Sonne und ich nicht die Lichtmaschine bemühen will. Da ich nur überhaupt keine Ahnung habe wieviel Watt diese MC´s und Sensoren verbrauchen muss ich ja mal Fragen aber wenn ich das richtig verstehe, dann reicht es wenn ich auf einen Kaffee aus der Maschine verzichte um den Betrieb für 24 Stunden abzufangen. Das krieg ich hin. Kaffee kann man auch über Feuer kochen.
ist ein 2,8 t und daher gibt es schon garkeinen Grauwassertank den ich verkleinern könnte, bzw. ist das eine 5 Liter Schüssel die unter dem Van steht wenn nötig. Aber beim Frischwasser könnte ich ggfls 5 Liter weniger nehmen, da der mit 100l schon recht großzügig angedacht ist. Auch hier eben nur die ja bereits erwähnte unwissenheit und dank agmue weiss ich ja nun dass ein altes Netzwerkkabel ausreicht. Wenn ich CanBus höre dann denke ich an einen modernen Golf mit 40km Kabel und gefühlten 237 Steuergeräten, die schon eine Menge Gewicht haben aber im Leergewicht eingerechnet sind.
Fazit dank der hervorragenden Infos. Can man machen.
Ok. Also ersetzt das Can nur die Kommunikationswege aber greift nicht auf die Steuerleitungen und Stromleitungen direkt zu. Mein Fehler. Ich hatte im Kopf ein Bus in der Nähe der Batterien und von dort dann alles per Kabel ansteuern aber so bleibt das Ursprügliche Konzept der verschiednene MC´s erhalten um eben die Kabellängen zu den Verbrauchern zu minimieren und nur die Unterhaltung findet dann über die besagten 2 Adern statt. Demnach dann 2 Adern die einmal rund um das ganze Auto gehen und die ESP's werden da prallel eingebunden und am Anfang und Ende dann diesen 120 ohm Widerstand, richtig? Kann der RasPi dann mit in die Kette oder empfängt der dann am Ende über WLAN?
Wie Du magst. Der könnte mit an den Bus - es gibt auch CAN-Module für Himbeeren.
Ja, CAN-Bus anstelle WLAN.
Ich wollte Dich nur auf die Alternative hinweisen, ohne Wertung. CAN-Bus ist schnell, hat mit CRC eine Fehlerüberprüfung drin, verwendet Datenfilter und wird in Autos verwendet. Also eine Überlegung wert.
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