Überblick des Gaszähler-Projekts

Das TTGO-T ESP32-Board mit integriertem Display kann für einen Standard Balgen-Gaszähler (BK-G4) verwendet werden, der Impulse von einem Reed-Schalter zählt und die Daten über MQTT veröffentlicht. Dieses Projekt kombiniert Hardware-Schnittstellen, drahtlose Konnektivität und Datenprotokollierung zu einer IoT-Lösung für die Gasverbrauchsüberwachung.

Grundlage für dieses Projekt ist das 3d gedruckte Gehäuse von 3dFabrik von hier https://www.thingiverse.com/thing:5594161

Hauptfunktionen:

• Erfassung von Impulsen eines Reed-Schalter-Sensors am Gaszähler
• Anzeige der Gasverbrauchsdaten auf dem integrierten TFT-Bildschirm
• Veröffentlichung von Gasverbrauchsmetriken an einen MQTT-Broker
• Konfigurierbare WLAN- und MQTT-Einstellungen
• Dauerhafte Speicherung von Zählerdaten mittels SPIFFS
• Tastenbedienung für verschiedene Anzeigemodi und Konfiguration

Voraussetzungen

• Balgengaszähler mit Magnetimpulsgeber
• Gehäuse (z.B. https://www.thingiverse.com/thing:5594161)
• Reedkontakt
• 1k-Ohm Widerstand
• Lilygo TTGO T-Display (https://www.lilygo.cc/products/lilygo%C2%AE-ttgo-t-display-1-14-inch-lcd-esp32-control-board?variant=42159376433333)

Hardware

Ich habe den Reed Kontakt entgegen vieler (online) Empfehlungen NICHT gegen GND, sondern gegen 3,3 Volt geschalten.

Ds Schaltbild sieht also so aus:

GPIO32 wird also mit einem 1k-Ohm Pull-Down Widerstand mit Ground verbunden. Wenn der Reedkontakt mit einem Magnet geschlossen wird, hat GPIO32 eine Verbindung zu den 3,3 Volt. Das Gaszähler-Skript erkennt den Sprung auf 3,3 Volt und zählt einen Impuls (nur auf der ansteigenden Flanke, wenn der Zähler bei geschlossenem Kontakt stehen bleibt sollte dies kein Problem darstellen).

Kompilieren

Am einfachsten kann das Script mit VSCODE / PlatformIO genutzt werden. Dort einfach das Projekt importieren, WiFi und MQTT Angaben ergänzen und auf ein TTGO T-Display überspielen.

Eine Kompilierung mit der Arduino IDE ist auch möglich. hierzu muss die erste Zeile auskommentiert werden ("#include <Arduino.h>") und das Script in Gaszaehler.ino umbenannt werden.

Benutzung

Display

Das Display kann 4 verschiedene Seiten anzeigen, welche mit dem oberen Taster durchgeschalten werden:

Gaszähler, hier wird der aktuelle Zählerstand angezeigt.

Wifi, hier wird die SSID des Wifi-Netzwerks, sowie die aktuelle IP-Adresse angezeigt. Mit der unteren Taste können die Wifi Einstellungen zurückgesetzt werden. Der ESP32-Gaszähler erstellt dann ein eigenes Wifi mit dem Namen "Gaszaehler-AP" (ohne Passwort). Hier kann dann das eigene Wifi-Netzwerk, sowie der MQTT Server eingetragen werden.

MQTT, hier wird die IP Adresse des MQTT Servers, sowie der Gerätename des Gaszählers angezeigt. Der MQTT Server kann derzeit nur über das Wifi-Captive Portal geändert werden.

Der Zählerstand kann ganz ohne MQTT auch direkt am Display eingestellt werden.

Zählerstand anpassen

Derzeit kann der aktuelle Zählerstand lediglich per MQTT verändert werden.

• Der aktuelle Gaszählerstand kann über das Topic "<GERÄTENAME>/gas_meter/currentVal" verändert werden.
• alternativ mit der oberen Taste zum vierten Bildschirm wechseln und dort den Zählerstand verändern und speichern. Ein Abrechen ist nicht möglich. Entweder korrekt erfassen, oder den ESP32 reseten (Button/Strom).

Der Gaszähler wird dann den internen den Impulszähler auf "0" setzen, und die folgenden Impulse zum gespeicherten Gaszählerwert addiert ausgeben.

SPIFFS-Speicher

In regelmäßigen Abständen wird der aktuelle Zählerstand sowie die Wifi und MQTT Konfigurationsdaten gespeichert. Das speichern kann auf dem Startbildschirm auch mit dem unteren Button erzwunden werden.

MQTT

Das Projekt nutzt MQTT zur Veröffentlichung von Gasverbrauchsdaten.

TODO:

• Skript für Zähler mit 1000 Impulsen je m³-Gas anpassen

Alternativen

https://github.com/StefanStrobel/ArduCounter/ zählt an mehr als einem PIN, unterstützt auch das Display und ist stark mit FHEM (fhem.de) verknüpft. Leider keine Unterstützung für MQTT.