Vor einiger Zeit habe ich gezeigt, wie man einen Stromzähler auslesen und in Home Assistant integrieren kann. Dieser verwendet die SML und macht es uns dadurch sehr einfach, den Zählerstand in Home Assistant zu übertragen. Der Gaszähler konnte mit einem ESP32 und einem Reed-Schalter digitalisiert werden. Das war etwas komplizierter, aber auch das haben wir gemeinsam geschafft. Nun ist der Wasserzähler an der Reihe:

In diesem Beitrag zeige ich dir Schritt für Schritt, wie du deinen Wasserverbrauch mit Home Assistant digitalisieren und automatisiert erfassen kannst. So hast du jederzeit den Überblick über deinen täglichen Wasserverbrauch, erkennst Lecks frühzeitig und kannst deinen Ressourcenverbrauch nachhaltig optimieren. Auch für diesen Zweck verwenden wir ein neues Tool. Es nennt sich AI on the Edge und ist – meiner Meinung nach – das mächtigste Tool in dieser Reihe. Es verwendet die ESP32-Cam und digitalisiert den Wasserzähler über Bilderkennung.

Schritt 0: Die Einkaufsliste. Als Hardware benötigen wir den ESP32 mit Kamera. Diese gibt es oft als Paket zusammen und nennt sich dann ESP32-CAM. Mit ca. 10 Euro ist man am Start. Dann braucht ma neine Micro-SD-Karte mit max. 8 GB Speicher. Notfalls geht auch größer, man muss sie dann aber ggf. schrumpfen (siehe Schritt 2). Weiterhin benötigt man ein 5V-Netzteil, das vom Handy tut es hierbei auch schon.

Schritt 1: ESP32-CAM flashen. Das geht am über die Webconsole sehr einfach und schnell. Dazu den ESP mit USB-Kabel mit dem PC verbinden, mit Google Chrome oder Edge auf den Webseite der Konsole gehen und die Anweisung dort befolgen. Das ist gleich zu Beginn der kritische Punkt, da hier einiges nicht klappen kann.

Stolperstein 1: falscher COM-Port. Ich habe die Liste der verfügbaren COM-Ports beobachtet, während ich den ESP eingesteckt habe. COM11 kam neu hinzu –> das ist der richtige.

Stolperstein 2: Installation klappt nicht. Mögliche Ursachen, die bei mir auftragen: Falsches USB-Kabel. Ich hatte zuerst ein günstiges, das aber nur die Spannungsversorgung überträgt. Man braucht auch eines, das Daten Übertragen kann. Weitere Ursache für die nicht-funktionierende Installation: Der ESP ist schreibgeschützt. Entweder es gibt einen Button, den man während der Installation gedrückt halten muss, oder man muss GPIO 0 auf low ziehen. Glücklicherweise liegen GPIO 0 und GND direkt nebeneinander, sodass man einen Draht sehr einfach dagegen halten kann.

Schritt 2: Die SD-Karte vorbereiten. Dazu benötigt man eine SD-Karte mit max. 8 GB. Hatte ich nicht, darum habe ich – schweren Herzens – eine 64 GB Karte geopfert, und „geschrumpft“. Das geht unter Windows mit diskpart, bei Reddit gibt es eine gute Anleitung dafür. Auf die SD-Karte schiebt man nun die Daten aus Github und trägt in die wifi.ini seine Netzwerk-Zugangsdaten ein.

Schritt 3: Setup der Software. Was haben wir bisher? Firmware ist drauf, SD-Karte ist fertig und WLAN ist eingestellt. Wir können nun also auf die Weboberfläche zugreifen. Los gehts! Gib die IP-Adresse des Gerätes im Browser ein. (Schaut im Zweifel bei eurem Router nach, welche IP der ESP hat).

Ein Setup begrüßt euch. Die Beschreibungen sind sehr ausführlich dort, darum beschränke ich mich auf ein paar Stichpunkte:

1. Anpassen von Fokus und Reflektionen. Hier sieht man live das Bild aus der Kamera. Stellt die Helligkeit des Lichts so ein, dass man alle Zahlen gut lesen kann. Den Fokus der Kamera kann man anpassen, muss vorher aber evtl. ein Stück Kleber von der Linse entfernen. Das geht leicht mit einem Teppichmesser. Anschließend kann man die Linse rein- oder rausschrauben und somit den Fuks anpassen.
2. Aufnahme eines Referenzfotos. Dieses Foto werden wir in den folgenden Schritten in seine Einzelteile zerlegen und die Software anlernen. Hier stellt sich heraus, ob das Bild geeignet ist. Dreht das Bild möglichst genau in die Horizontale, damit man alle Zahlen gut nebeneinander lesen kann. Das erleichtert später die Erkennung der Ziffern.
3. Definition von zwei Ausrichtungspunkten. Sie definieren sozusagen das Koordinatensystem.
4. ROI für Ziffern. Regions of Interest, so heißen die Bereiche, die später ausgelesen werden. Hier müssen also die Ziffern ausgewählt werden. Macht das sorgfältig!
5. ROI für analoge Zeiger. Wasseruhren haben häufig Analogzeiger. Falls man sie nicht hat, kann man diesen Schritt überspringen.
6. Zusätzliche Parameter, diese können später auch noch eingestellt werden.
7. Abschluss der Einrichtung. Dieser Schritt beendet das Setup und speichert die Werte.

Schritt 4: Überprüfen der Einstellung. Nach dem Reboot landet man automatisch auf der Überblickseite des Controllers. Dort sieht man sowohl ein Foto des Zählers, als auch die digitalisierten Werte daraus. Überprüft, ob die Werte stimmen. Bei mir wurde beispielsweise eine 9 als 4 erkannt. Anpassen der Helligkeit hat das Problem behoben. Eine kleine Reflektion auf der Schreibe war die Ursache.

Schritt 5: Einbindung in Home Assistant. Falls noch nicht geschehen, sollte man in der Konfiguration das MQTT-Protokoll aktivieren. Dort findet sich auch die Funktion „Homeassistant Discovery“. Tragt also die Zugangsdaten zum MQTT-Broker ein. Wählt außerdem aus, dass es sich um ein Watermeter handelt, mit einer Einheit die von Home Assistant unterstützt wird. Startet den ESP neu, ihr werdet dazu aufgefordert.

In Home Assistant wird die Wasseruhr nun unter „Einstellungen“, „Geräte & Dienste“ und „MQTT“ aufgelistet. Seht mal nach, ob die Werte korrekt ankommen. Falls ja, defenieren wir es noch als „Wasserzähler“: „Einstellungen„, „Dashboards„, „Energie„. Dort fügt man einen neuen Wasserzähler hinzu und wählt „value“ vom „watermeter„.

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Ein E-Mail-Umzug von einem Server auf einen anderen gehört zu den Aufgaben, die oft unterschätzt werden. Wer schon einmal versucht hat, ein E-Mail-Konto auf einen neuen Mailserver zu übertragen, kennt die typischen Probleme: unterschiedliche IMAP-Server, abweichende Login-Methoden, große Postfächer oder das Risiko, E-Mails doppelt oder gar nicht zu übertragen.

Für eine saubere und zuverlässige E-Mail-Migration gibt es jedoch ein bewährtes Open-Source-Tool: imapsync. Mit imapsync lassen sich komplette IMAP-Konten effizient und sicher von einem Server auf einen anderen synchronisieren – ohne Datenverlust und mit minimaler Ausfallzeit. Ob beim Providerwechsel, beim Umzug auf einen eigenen Mailserver oder beim Zusammenführen mehrerer Postfächer: imapsync bietet eine stabile und flexible Lösung für jede Art von Mailserver-Migration.

In diesem Artikel zeige ich Schritt für Schritt, wie imapsync funktioniert, welche Parameter in der Praxis wichtig sind und wie du deinen E-Mail-Umzug stressfrei und automatisiert durchführen kannst.

Die Open Source Software Imapsync vorgestellt

So einem Umzug von einem E-Mail-Server zu einem anderen mit einem Terminal-Programm zu machen, klingt etwas verrückt. In Wirklichkeit ist das aber eine große Stärke, da imapsync während der Übertragung bereits wertvolle Statusmeldungen ausgibt und man die Statistik im Blick behält.

Theoretisch lässt sich das Programm via Eingabe verschiedener Flags bedienen. Für mich hat sich aber bewährt, dass man es mit einem einfachen Skript ausführt. In aller Regel zieht man ja kein einzelnes Postfach um, sondern mehrere E-Mail-Konten. Motivation könnte zum Beispiel eine Änderung der Domain oder der Wechsel des Hosters sein. Aber selbst bei Einzelkonten empfehle ich die Benutzung des Skripts, weil sich hier die Zugangsdaten übersichtlich verwalten lassen.

Was imapsync jetzt macht, ist ziemlich straight-forward: Es meldet sich auf dem ersten Host („alter Server“) an, checkt erstmal die Ordnerstruktur, zählt die E-Mails und verschafft sich so einen Überblick. Hat man bereits die Zugangsdaten für den zweiten Host („neuer Server“), tut er das gleiche dort. Danach überträgt die Software die E-Mails von Host 1 auf Host 2. Bereits übertragene Mails werden dabei berücksichtigt. Man kann den Umzug also mehrfach starten, es werden nur die noch nicht übertragenen Mails berücksichtigt.

Die Webseite von imapsync ist auf den ersten Blick etwas ungewöhnlich, worauf der Entwickler auch stolz ist. Wenn man aber genauer hinsieht, merkt man die gute Dokumentation. Es werden auch Spezialfälle wie Office 365 von Microsoft oder Gmail behandelt.

Installation von imapsync

Die Software gibt es für Windows, Mac und Linux. Die Installation unter Ubuntu ist für geübte Benutzer recht einfach, auch wenn die Software nicht in den Paketquellen vorkommt. Github sei Dank.

sudo apt-get installlibauthen-ntlm-perl libclass-load-perllibcrypt-openssl-rsa-perl libcrypt-ssleay-perllibdata-uniqid-perl libdigest-hmac-perl libdist-checkconflicts-perl libencode-imaputf7-perl libfile-copy-recursive-perl libfile-tail-perl libio-compress-perl libio-socket-inet6-perl libio-socket-ssl-perl libio-tee-perllibjson-webtoken-perl libmail-imapclient-perl libmodule-scandeps-perl libnet-dbus-perllibnet-dns-perl libnet-ssleay-perllibpar-packer-perllibproc-processtable-perl libreadonly-perllibregexp-common-perl libsys-meminfo-perl libterm-readkey-perllibtest-fatal-perllibtest-mock-guard-perl libtest-mockobject-perl libtest-pod-perllibtest-requires-perl libtest-simple-perl libunicode-string-perlliburi-perl libtest-nowarnings-perl libtest-deep-perl libtest-warn-perl make time cpanminus

wget -N https://raw.githubusercontent.com/imapsync/imapsync/master/imapsync
chmod +x imapsync
sudo cp imapsync /usr/bin/

Die Installation ist nun fertig und systemweit verfügbar.

E-Mail-Postfach von einem Server zum anderen umziehen

Für den Umzug von einem Server zum anderen braucht man – wenig überraschend – jeweils die Zugangsdaten. Diese beinhalten IMAP-Server, Benutzername und Passwort. Das wars. Es empfiehlt sich, mit einem echten Host 1 zu starten, als Host 2 aber erstmal einen Testaccount zu verwenden.

Ich orientiere mich an den Empfehlungen des Programmierers und erstelle zunächst eine Datei mit den jeweiligen Zugangsdaten. Genau wie im Beispielskript verwende ich eine siebte, unnötige Spalte. Sie endet die Zeilen ordentlich ab, ohne dass man ein Problem mit den Zeilenumbruch zu erwarten hat.

Wir nennen die Datei file.txt. Jeweils die Einträge 1 bis 3 sind die Quelle, Spalten 4 bis 6 sind das Ziel.

host001_1;user001_1;password001_1;host002_1;user002_1;password002_1;;
host001_2;user001_2;password001_2;host002_2;user002_2;password002_2;;

Das Skript nennen wir mailumzug.sh und es enthält folgenden Inhalt.

echo Looping on accounts credentials found in file.txt
echo
line_counter=0
# Empty the error listing
> file_failures.txt
{ while IFS=';' read h1 u1 p1 h2 u2 p2 extra fake
    do 
        line_counter=`expr 1 + $line_counter` 
        { echo "$h1" | tr -d '\r' | egrep '^#|^ *$' ; } > /dev/null && continue # this skip commented lines in file.txt
        echo "==== Starting imapsync with --host1 $h1 --user1 $u1 --host2 $h2 --user2 $u2 $extra $@ ===="
        echo Got those values from file.txt presented inside brackets: [$h1] [$u1] [$h2] [$u2] [$extra] [$fake]
        if eval imapsync --host1 "$h1" --user1 "$u1" --password1 "$p1" \
                    --host2 "$h2" --user2 "$u2" --password2 "$p2" $extra "$@" 
        then
                echo "success sync for line $line_counter "
        else
                echo "$h1;$u1;$p1;$h2;$u2;$p2;$extra;" | tee -a file_failures.txt
        fi
        echo "==== Ended imapsync with --host1 $h1 --user1 $u1 --host2 $h2 --user2 $u2 $extra $@ ===="
        echo
    done
} < file.txt

Das Skript wird aufgerufen via

sh mailumzug.sh

Es wird während der Überführung ein ausführliches Log geführt, das man im Nachgang auch als Text-Datei erhält. Viel Spaß!

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Spätestens seitdem Neobroker mit hohem Werbebudget den Markt auffrischen, ist für viele Menschen das Thema Geldanlage präsent geworden. Noch vor ein paar Jahren war der Erwerb von Wertpapieren mit solchen großen Hürden verbunden, dass sich viele Menschen nicht auf den Kapitalmarkt trauten. Inzwischen ist es auch für nicht-Finanzgurus wie mich möglich, sich unkompliziert Aktien und andere Anlageformen zuzulegen. Die Apps der Banken und Broker sind inzwischen recht benutzerfreundlich, was die Hürde weiter senkt. Wenn man sich der Sache wieder etwas ernster annähern möchte, kommt man mit den Apps aber schnell an seine Grenzen. Um besser den Überblick über meine Finanzen zu behalten, habe ich mich auf die Suche nach einer Software gemacht, die mich dabei unterstützt. Und ich bin in der Open Source Community fündig geworden.

Meine Fragestellung war folgende: Wie diversifiziert ist mein Portfolio eigentlich? In welchen Regionen und Branchen bin ich wie stark präsent? Welches sind meine Top-Firmen? Wie teilt sich mein Vermögen auf Aktien, ETFs und Cash auf? Wie stark bin ich in Small-Caps investiert? Wann und bei welchen Kurswerten habe ich gekauft und verkauft? Wie viele Dividenden habe ich inzwischen erhalten, usw.? Bisher habe ich das mit Excel lösen können. Die Fact-Sheets der ETF sind im Netz zu finden, dort sind die Verteilungen auf Regionen, Branchen usw. nachzulesen. Mit viel Tipparbeit holt man sich die aktuellen Verteilungen in die Datei, gewichtet sie nach aktuellem Wert im Portfolio und lässt es sich als Diagramm anzeigen. Aber: Das ist sehr aufwendig.

Portfolio Performance: Das mächtige Open Source Finanztool

Portfolio Performance ist hier einfacher. Nach der Installation kann man die PDF-Dateien seiner Bank und Broker importieren. Einfach den Kontoauszug und die Kauf- bzw. Verkaufsnachweise, Dividendenausschüttungen usw. in das Programm laden, und schon hat man den perfekten Überblick. Das Programm läuft lokal, was die Frage nach Datensicherheit vollkommen entschärft. Niemand hat Zugriff darauf, niemand kann sich die Daten ansehen. Meine Daten bleiben bei mir.

Neben dem PDF-Import der Bankdaten gibt es noch etliche weitere Importmöglichkeiten. Am gängigsten ist vermutlich das CSV-Format, das sich über einen tollen Assistenten gut importieren lässt.

Historische Kursdaten sind erstmal nicht vorhanden. Man kann sie sich über mehrere Wege ins Programm holen. Für mich am einfachsten ist der Weg über die Datenbank von Portfolio Performance selbst. Dort muss man ein kostenloses Benutzerkonto anlegen, dann kann man auf die historischen Daten dort zugreifen. Etliche andere Finanzportale sind ebenfalls kompatibel. Am Ende geht hier auch wieder CSV.

ETF- und Portfolio-Diversifikation anzeigen lassen

Über die Diagramme „Berichte → Vermögensaufstellung“ kann man sich anzeigen lassen, über welche Anlageklassen man zu welchen Teilen verfügt. Eine der Hauptfragen meinerseits war jedoch: Wie sieht es mit meiner ETF-Diversifikation aus?. Das geht derzeit noch nicht nativ in Portfolio Performance. Hierfür braucht man einen Drittanbieter.

Glücklicherweise gibt es findige Leute in der sehr aktiven Community, die sich die gleichen Fragen gestellt haben und eine Lösung zur Verfügung stellen. Über ein Skript des Users Alfonso1Qto12 kann man sich beispielsweise die Zusammensetzung der ETF über die Morningstar-API direkt in sein Portfolio Performance schreiben lassen.

Hinweis: Dieses Skript ist nach Aussage des Entwicklers experimentell und sollte nur mit einer Kopie der echten Daten benutzt werden! Stand September 2025 muss man den alternativen Branch wechseln, weil main noch auf eine alte API zugreift.

git clone https://github.com/Alfons1Qto12/pp-portfolio-classifier.git
git checkout new-api-branch
python3 portfolio-classifier.py -top_holdings 50 ./portfolio.xml ./portfolio-classified.xml

Über die Flag top_holdings 50 lasse ich mir aus den ETF die 50 wertvollsten Firmen ausgeben. Empfohlen wird, auf weniger als 100 Firmen zu gehen, um die Performance des Programms nicht zu gefährden.

Mit diesem Skript werden die Wertpapiere ihren Ländern, Regionen, Holdings usw. anteilsweise zugeordnet. Diese Daten werden direkt in die XML-Datei geschrieben und lassen sich anschließend in Portfolio Performance unter den „Klassifizierungen“ betrachten. Es gibt verschiedene Visualisierungsarten, am übersichtlichsten finde ich die Tabelle, das Kreis- und das Flächendiagramm.

Weitere Schritte und Lehren aus den Daten

Mit Portfolio Performance erhält man eine tolle Übersicht über seine Finanzen. Wie der Name schon verrät, kann man sich hier tolle Dashboards bauen, um die Performance im eigenen Portfolio zu überwachen. Alle gängigen Kriterien sind vorhanden und können in Dashboards oder vielfältige Diagramme eingebaut und visualisiert werden.

Die Daten lassen ein Rebalancing zu, dafür gibt es eigens eingebaute Funktionen. Über eine Smartphone-App lassen sich die Daten sogar auf dem Handy anzeigen. Die Synchronisation muss hier über Cloudanbieter durchgeführt werden, also zum Beispiel über die Nextcloud oder Dropbox. Daten einpflegen lassen sich übers Smartphone allerdings nicht.

Zusammengefasst: Wer eine sehr mächtige Open Source Software sucht, mit der man

• sein Portfolio im Blick behalten kann,
• das Daten aus vielen Quellen (inkl. PDFs von Banken und Brokern) verarbeiten kann,
• Hilfestellung beim Rebalancing bietet,
• auf einer aktiven Community aufbaut,
• die sensiblen Daten lokal auf dem PC hält,
• eine Datenaufbereitung fürs Smartphone bietet und
• viele Hilfestellungen im Netz bereithält,

der ist bei Portfolio Performance gut aufgehoben.

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Anzeige – Ich habe für diesen Artikel Produkte der Firma Paulmann zur Verfügung gestellt bekommen.
Wie man sein Smart Home mithilfe von Home Assistant und vielen kleinen Helferlein aufbaut, beschreibe ich nun schon seit geraumer Zeit hier im Blog. Dabei genieße ich es, dass die meisten Smart Home Anwendungen über den ein oder anderen Standard verfügen, mit dem sich Komponenten verbinden lassen. Bei Zigbee ist das generell zwar auch so, aber im Speziellen ist die Sache dann doch etwas komplizierter. Viele Anbieter von smarter Hardware haben auch eine Bridge, Gateway oder ähnliches im Portfolio, mit dem die Zigbee-Anbindung bewerkstelligt werden kann. So ist es auch bei meinen ersten Zigbee Produkten gewesen. Im Folgenden beschreibe ich, wie man die Zigbee Leuchten der Firma Paulmann aus der Serie „Plug & Shine“ einrichtet. Hierfür verwende ich deren Gateway namens Smik.

Bei der Sanierung unseres Außenbereichs haben wir viel Energie in die Auswahl der Materialien gelegt. Sowohl die Terrassenplatten, als auch die Mauersteine haben uns viel Kopfzerbrechen bereitet. Bei der Außenbeleuchtung war es glücklicherweise nicht ganz so schwierig, da die Auswahl an smarten Außenleuchten deutlich kleiner ist. So sind wir auf die Firma Paulmann aufmerksam geworden, die Zigbee-fähige Außenleuchten anbietet und noch dazu einen sehr einfachen Weg zu deren Einbindung bereithält.

Außenleuchten, welche Produkte habe ich verwendet?

Die Gartenmauer lassen wir uns mit der Leuchte „Plug & Shine Floor“ bescheinen. Sie leuchtet in weiß, die Farbtemperatur kann man hier einstellen. Außerdem hat sie alle RBG-Farben. Das ist ein tolles Feature, das man bei Gartenpartys verwenden kann. Über die Farbtemperatur vom weiß kann man die Lichtstimmung auf der Terrasse maßgeblich beeinflussen.

Den Treppenaufgang beleuchten wir mit der Pollerleuchte Ito. Diese ist von Haus aus leider nicht smart, lässt sich über den „Plug & Shine Controller“ aber smart machen. Mit diesem Controller kann man den gesamten Kabelstrang ein- bzw. ausschalten. Hier lassen sich weitere Paulmann-Produkte, die nicht von Haus aus smart sind, in die Steuerung einbinden und danach über das Smart Home steuern.

Die Einfassung der Terrasse beleuchten wir mit dem LED-Streifen „Plug & Shine Smooth Strip RGBW„, der Zigbee-fähig ist. Wie man dem Namen schon entnimmt, kann dieser in allen RGB-Farben leuchten. Für die Farbe weiß ist die Farbtemperatur wählbar.

Bäume und Sträucher setzen wir mit der smarten Leuchte „Plug & Shine Pike“ in Szene. Die Farben sind, ihr ahnt es schon, wieder in allen RBG-Farben möglich. Die Farbtemperatur von weiß ist wieder wählbar.

Elektrisch verkabelt werden die Leuchten mit Kabeln namens „Plug & Shine Connector„, die man in verschiedenen Längen und Anzahl von Abgängen erwerben kann. Das System ist einfach, aber genial: Eine 24 VDC-Spannungsquelle stellt die Spannung zur Verfügung. Die Kabel verfügen über Schraubverbinder, an die man wiederum die Leuchten verbinden kann. Auch Kabelabgänge als Verlängerungsleitung sind hiermit möglich. Die Kabel und die Verbinder sind dabei IP68 wasserfest – sogar für Pools geeignet. Die Anbindung der Leuchten ist somit werkzeuglos, verpolungssicher und sehr einfach möglich. Die Intelligenz der Leuchten steckt bereits in den Leuchten drin, sodass hier keine Bastel- oder Verkabelungsarbeit anfällt. Somit lässt sich das Projekt auch nach und nach erweitern.

Als Spannungsquelle verwende ich die „Plug & Shine Einspeisung 230/24V DC„. Diese sind mit IP67 ebenfalls für den Außenbereich geeignet. Ihre Größe kann man an der Gesamtleistung aller Leuchten berechnen. Es stehen mehrere Größen zur Verfügung. Durch die Kunststoff-Abdeckung „Plug and Shine Trafoabdeckung“ lässt sich das Netzteil sogar unauffällig verkleiden.

Zur Steuerung verwende ich die Fernbedienung „Plug & Shine Gent 2„. Mit ihr kann man die Leuchten gruppenweise an- bzw. ausschalten sowie die Farben vorgeben. Das ist sehr nett gelöst, da man über ein Farbfeld intuitiv die Farben auswählen kann. Großer Pluspunkt für die Fernbedienung! Dafür ist für die Einrichtung bzw. das Anlernen der Leuchten etwas Übung notwendig. Die Anleitung dazu liegt der Fernbedienung bei. Mit etwas Konzentration versteht man aber die Logik dahinter.

Einrichtung des Zigbee Gateways und der Leuchten

Dreh- und Angelpunkt für die Steuerung der Außenbeleuchtung ist das Gateway. Hier ist die Schnittstelle zwischen der Smartphone App und den Leuchten. Die Einrichtung ist denkbar einfach. Man schließt das Gateway mittels Ethernet-Kabel an das Netzwerk an (z.B. an eine Fritzbox) und stellt die Spannungsversorgung her. Die Schwierigkeit besteht in der sehr geringen Reichweite des Signals. Sie wird mit 100 m angegeben, berücksichtigt aber weder Wände noch Fensterscheiben. Folglich muss das Gerät sehr nahe an den Garten gebracht werden.

Auf dem Smartphone installiert man sich die App „Paulmann Smik“ und folgt den Anweisungen auf dem Bildschirm. Man muss im Laufe der Einrichtung den QR-Code auf der Rückseite des Gateways scannen. Hierdurch gelingt die Einrichtung sehr schnell und einfach.

Neue Leuchten fügt man hinzu, indem man sie auf Werkseinstellungen zurückstellt. Das ist etwas herausfordernd, da man die Leuchten hier schnell an- und ausschalten muss, insgesamt 5 mal hintereinander. Die Leuchte darf dabei nicht länger als 2 Sekunden an und nicht länger als 5 Sekunden aus sein. Ich habe das geschafft, indem ich die Spannungsversorgung an eine schaltbare Steckdose angeschlossen habe. Mit ihr kann ich über einen Schalter die Ein- und Ausschaltdauer sehr gut timen. Sobald sie zurückgesetzt wurden, können sie über die App gefunden werden.

Best Practises und Tipps

Gruppiert eure Leuchten am besten thematisch, um zusammengehörige Leuchten gemeinsam zu schalten. Ich habe beispielsweise die Mauerspots gruppiert. Sie liegen in der Fernbedienung auf der Schnellwahltaste 1. Ist die Gruppe gewählt, steuere ich alle Mauerspots gemeinsam. Die Fernbedienung erlaubt auch das Steuern von mehreren Gruppen gleichzeitig. Dadurch kann man die Farben von allen Leuchten gemeinsam verändern. Sehr nice!

Macht die Steckdose schaltbar. Wenn die Spannungsversorgung an einer schaltbaren Steckdose angeschlossen ist, könnt ihr die Leuchten sehr viel komfortabler zurücksetzen und für die Einrichtung vorbereiten.

Setzt das Gateway möglichst nahe an den Außenbereich. Die geringe Reichweite ist relativ nervig, daher muss das Gateway recht nahe an den ersten Teilnehmer. Das Signal wird vom ersten Teilnehmer verstärkt, sodass alle weiteren Leuchten dann gutes Signal haben sollten. In der Praxis muss man das ein bisschen ausprobieren, was gut funktioniert.

Ausblick: Einbindung in Home Assistant

Die Einbindung der Außenbeleuchtung in Home Assistant ist möglich. Hat man einen Zigbee-Stick, zum Beispiel den von Nabu Casa selbst, kann man die Lampen damit einbinden. Hierfür muss man eine Instanz von Zigbee2MQTT installiert haben. Bei vielen Home Assistant Anwendern geht das über den Addon Store oder über einen Docker Container, wie es bei mir der Fall ist. Aus zwei Gründen habe ich das bei mir allerdings nicht getan.

1) Die Steuerung über die Paulmann App bzw. über die Gent 2 Fernbedienung ist sehr komfortabel. Es sind viele Funktionen voreingestellt, die Wahl der Farbtemperatur zum Beispiel oder die sehr einfache Auswahl der Farbe über das Farbfeld ist sehr cool. In Home Assistant müsste man sich diese Funktionen erst selbst konfigurieren. Ich bin mir sicher, dass viele Leute das schaffen würden. Für mich steht der Aufwand in keinem Verhältnis.

2) Während er Zeit auf der Terrasse möchte ich weitestgehend auf das Smartphone verzichten. Für die Lichtsteuerung möchte ich deshalb nicht aufs Smartphone angewiesen sein. Im Gegenteil: ich möchte auch unseren Gästen die einfache Möglichkeit geben, unsere Beleuchtung zu kontrollieren. Die Fernbedienung ist hierfür ideal geeignet.

Für die Einbindung in Home Assistant gibt es jedoch ebenfalls gute Argumente

1) Das ganze Haus lässt sich über eine zentrale Steuereinheit kontrollieren. Hier wäre es nur konsequent, die Außenbeleuchtung mit einzubinden.

2) Logging und Kontrolle von den Lampen: Von unterwegs aus sehen, ob die Lampen noch an sind? Kann man mit Home Assistant.

3) Kombination mit anderen Systemen. Die Sensoren und Aktoren könnten auch von anderen Herstellern kommen. Dämmerungs- und Bewegungsmelder von Paulmann könnten dann auch andere smarte Aktoren schalten.

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Dieser Beitrag stammt ursprünglich aus dem Jahr 2014, wurde 2025 aber nochmal grundsätzlich überarbeitet, vor allem der Imagemagick- und ffmpeg-Abschnitt.

Ich finde, dass es kaum schönere Videos von Landschaften oder Städten gibt als Zeitrafferaufnahmen. Diese haben meistens eine Dynamik, die das gewisse Extra ausmachen.

Jetzt habe ich bei eine recht gute Kamera herumliegen (Canon EOS 550D), die sehr gute Fotos macht. Jetzt hat sich mir die Frage gestellt: Kann man die Kamera in einstellbaren Intervallen auslösen lassen, sodass sie für mich die Zeitraffer-Fotos erstellt? Man kann!

Die Kamera zeitgesteuert auslösen

Leider gibt es für die Canon EOS 550D keine interne Funktion, mit der man massenhaft Bildern in voreingestellten Intervallen machen kann.

Externe Hardware

Es gibt aber kommerzielle Systeme, mit denen das geht. Diese kosten etwa 25 Euro. Irgendwann versuche ich mal, mir selbst so ein Teil zu basteln, aber das wird dann ein eigener Artikel hier im Blog

Gphoto2

Die Mühen und das Geld kann man sich aber sparen, wenn man einen Laptop zur Verfügung hat, auf dem z.B. Ubuntu läuft. Denn mit einem kleinen Helferlein kann man diese Aufgabe auch über den PC steuern!

Das Paket nennt sich Gphoto2 und lässt sich in den meisten Distributionen sehr leicht installieren.

sudo apt-get install gphoto2

Nach der Installation kann man seine Kamera über USB anschließen. Vermutlich wird sie automatisch eingehängt, das umgeht man, indem man die Kamera auf PTP stellt oder sie einfach wieder aushängt. Das geht zum Beispiel in Nautilus, indem ihr den Escape-Button anklickt.

Jetzt kann man überprüfen, ob gphoto2 mit der Kamera zusammenarbeitet. Das macht man mit dem folgenden Befehl, der die Typenbezeichnung der angeschlossenen Kamera ausgeben sollte (siehe meine Ausgabe).

$ gphoto2 --auto-detect
Modell                         Port                                            
----------------------------------------------------------
Canon EOS 550D                 usb:002,003

Jetzt kann es losgehen. Die Kamera hatte ich im M-Modus (manuell) und habe folgendes manuell eingestellt:

• ISO,
• Blende,
• Verschlusszeit,
• Weißabgleich und
• Fokus

Ist man im Halbautomatik-Modus (Av oder Tv) können sich die Bilder in der Helligkeit unterscheiden. Den Autofokus kann man am Anfang verwenden, sollte ihn dann aber abschalten. Das sieht auf dem Video sonst nicht schön aus!

Mit dem folgenden Befehl werden die Bilder für das Zeitraffer aufgenommen.

gphoto2 --capture-image-and-download -I 5 -F 600

Die Einstellungen:

• –capture-image-and-download  → Die Bilder werden geschossen und sofort auf den Computer geladen. Auf der Speicherkarte sind die Bilder nicht mehr!
  Alternative: –capture-image  → Die Bilder werden auf der Speicherkarte abgelegt.
• -I 5  → Das Intervall der Aufnahmen beträgt 5 Sekunden
• -F 600  → Es werden 600 Aufnahmen gemacht.

Wer noch mehr einstellen möchte, kann sich über den folgenden Befehl all seine Einstellmöglichkeiten auflisten lassen:

gphoto2 --list-config

 Aus einer Bilderserie ein Timelapse-Video machen

Der schwierigste Schritt ist gemacht. Den Rest übernimmt für uns mal wieder Imagemagick, das Bildverarbeitungsprogramm aus der Konsole. Das Herrliche daran: mit wenigen Zeilen kann man mit einem Rutsch alle seine Bilder bearbeiten lassen.

Bilder auf Full-HD Auflösung bringen

Da die Kamera die Bilder in einer sehr hohen Auflösung aufnimmt, muss man diese auf Videogröße skalieren.

Wenn man sich mit dem Terminal im Ordner der Bilder befindet, verkleinert man sie mit dem folgenden Einzeiler auf die Auflösung 1920×1280 (das Bildverhältnis zwingt uns zunächst dazu).

x=1; for i in *.jpg; do convert $i -resize 1920x1280 -shave 0x100 `printf "%05d.jpg" $x`; x=$(($x+1)); done

mit -shave schneiden wir oben und unten jeweils 100 Pixel ab, um auf die finale Auflösung von 1920×1080 Pixel (Full-HD) zu gelangen.

Weiteres Beispiel: Bilder zurechtschneiden und drehen (crop und rotate)

Die Bilderserie wurde mit einer Gopro aufgezeichnet. Der Bildausschnitt muss noch zurechtgeschnitten werden und um 90 ° gedreht werden. Das kann man mit folgendem Befehl durchführen.

$ x=1; for i in *.jpg; do convert $i -crop 3380x1900+300+730 +repage -rotate 90 `printf "%05d.jpg" $x`; x=$(($x+1)); done

Die Geometrie-Angaben für imagemagick Breite x Höhe geben die Größe des fertigen Bildes an. Der Offset x und y wird von der oberen linken Ecke gemessen. Ich habe sie mittels Bildbearbeitungssoftware herausgemessen. Mit +repage stellt man sicher, dass Leinwand und Bild richtig zueinander ausgerichtet sind. Am Ende rotiert die Flagge -rotate das Bild um 90° im Uhrzeigersinn.

Einzelbilder zu Video konvertieren

Mit diesem letzten Befehl verbindet man nun alle Einzelbilder zu einem Video. Ich habe hier eine Framerate von 25 fps (Frames per second) gewählt. Man kann auch weniger nehmen, dann dauert das Video etwas länger, ruckelt allerdings.

ffmpeg -r 25 -f image2 -i 0%04d.jpg -c:v libx264 -profile:v high -level 4.0 -pix_fmt yuv420p -movflags +faststart zeitraffer.mp4

Zu beachten ist der Punkt -i 0%04d.jpg . Die Dateien müssen z.B. 00001.jpg genannt sein, das haben wir oben mit imagemagick sichergestellt. Mit der genannten Flagge teile ich das ffmpeg mit, dass eine vierstellige Dezimalzahl in den Dateinamen vorkommt, nach der es die Bilder aneinandersetzen soll.

• -profile:v high -level 4.0: das stellt die Kompatibilität zu Handys (z.B. mit Android) sicher
• -movflags +faststart: Stellt den Metatag „moov“ an den Beginn der Datei, sodass das Video schon starten kann, bevor es vollständig geladen ist. Das ist wichtig für Handykompatibilität
• -pix_fmt yuv420p: Das ist das am weitesten verbreitete Pixelformat.
• optional: -vf scale=1280:720 für eine niedrigere Auflösung
• optional: -b:v 2M für eine niedrigere Bitrate

Einstellungen für 4K-Videos

4K-Videos haben eine Auflösung von 3840×2160 Pixeln und sind nur auf wenigen Geräten in voller Größe abspielbar.

Tipps und Tricks

Zeitraffer planen

Bevor ihr ein Zeitraffer aufnehmt, solltet ihr es planen. Es ist wichtig zu wissen, wie lange das fertige Video dauern wird und wie schnell sich die Objekte darauf bewegen sollen.

Für ein 30-Sekunden-Video sind  30×25= 750 Fotos notwendig. Wenn in diesen 30 Sekunden ein Zeitraum von 60 Minuten abgebildet werden soll, muss man das Intervall auf 4,8 ~ 5 Sekunden stellen.

Spiegelreflex-Kameras vermeiden

Wer professionell oder zumindest häufiger Zeitraffer aufnehmen möchte, sollte sich eine Alternative zu einer Spiegelreflex-Kamera überlegen. Meine Kamera ist laut (dubioser) Foren im Internet auf 50.000 Bilder ausgelegt, danach beginnen die Probleme. Die Kamera hat also starken Wertverlust durch die Zeitraffer, da hier in kurzer Zeit viele Bilder gemacht werden.

Anzahl der Auslösungen der Kamera anzeigen

Die Anzahl der Auslösungen der Kamera kann man ebenfalls mit gphoto2 auslesen. Man startet es im Terminal in einer ncurses-Umgebung und navigiert durch das Menü: Statusinformationen → Auslösezahl

gphoto2 --config

 Weiterführende Links

• gphoto2 Dokumentation
• Fotoschnack Episode über Zeitraffer

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Die digitalen Stromzähler (offizielle Bezeichnung: Moderne Messeinrichtung) sind inzwischen weit verbreitet. Viele können in zwei Richtungen zählen, was bei der Benutzung eines Balkonkraftwerks von großer Bedeutung sein kann. Ich habe vor einiger Zeit beschrieben, wie ich mit dem Impulsausgang auf der Vorderseite des Stromzählers den aktuellen Verbrauch ablese. Diese Methode klappt sehr gut, ist sehr einfach und braucht keine weitere Freischaltung des Netzbetreibers. Man kann einfach loslegen. Leider bringt der Impulszähler zwei Nachteile mit sich.

• Über den Impulsausgang sieht man ausschließlich den aktuellen Stromverbrauch, nichts Weiteres. Man erfährt nicht den aktuellen Zählerstand oder die Flussrichtung. Außerdem gibt es keine Kontrolle, ob alle Impulse richtig gezählt werden. Summiert man die Leistung auf, erhält man zwar einen Jahresverbrauch, kann sich aber nicht sicher sein, ob er stimmt.
• An sonnigen Tagen kommt es vor, dass man mit seinem Balkonkraftwerk mehr Strom erzeugt, als man im Haushalt verbraucht. In diesem Fall wird Strom ins Netz eingespeist. Der Impulszähler kann aber nicht unterscheiden, ob der Strom vom Netz kommt, oder ob er ins Netz geht. Folglich steigt scheinbar der Stromverbrauch im Haus, obwohl in Wirklichkeit ein Stromüberschuss erzeugt wird.

In diesem Artikel möchte ich eine alternative Auslesevariante vorstellen, die robuster und zuverlässiger arbeitet. Aussetzer in der Datenerfassung lassen sich durch späteres Zählerablesen wieder kompensieren, die Bilanz passt immer. Es können nicht nur der aktuelle Verbrauch, sondern auch die Zählerstände „in beide Richtungen“ erfasst werden. Das geschieht über das Auslesen von mehreren OBIS-Kennzahlen über die SML-Schnittstelle.

Die SML Schnittstelle des digitalen Stromzählers

Die digitalen Stromzähler haben eine zweite, wertvolle Schnittstelle: Die SML-Schnittstelle (Smart Meter Language). Über sie kommuniziert der Stromzähler mit einem genormten Protokoll (IEC 62056-6-1) mit uns Anwendern. In ihr werden die Zählerstände, der Momentanverbrauch und gelegentlich noch weitere Informationen bereitgestellt. Die Informationen sind als OBIS-Kennzahlen verfügbar und können leicht zugeordnet werden. Für mich sind die beiden OBIS-Kennzahlen 1.8.0 (Zählerstand, bezogen aus dem Netz) sowie 2.8.0 (Zählerstand, eingespeiste Energie ins Netz) relevant. Der OBIS-Kennwert 16.7.0 gibt mir die momentan bezogene Leistung aus.

Stromzähler vorbereiten: SML Schnittstelle freischalten

Standardmäßig ist diese optische Schnittstelle deaktiviert und mit einer PIN geschützt. Diese PIN erhält man meist kostenlos von seinem Netzbetreiber. Der Netzbetreiber (nicht verwechseln mit dem Stromanbieter!) ist auf dem Stromzähler und der Stromrechnung genannt. In meinem Fall sind es die Stadtwerke. Eine freundliche E-Mail mit der Bitte um Bekanntgabe der PIN unter Nennung meiner Zählernummer hat bereits gereicht.

Diese PIN muss nun mit einer Taschenlampe in die optische Schnittstelle eingeblinkt werden. Schaut euch das kurze Video von Extra 3 dazu an, darin wird der ganze Frust damit gut zusammengefasst.

Bei erfolgreicher Eingabe der PIN muss die Funktion „Inf off“ auf „Inf on“ gestellt werden. Das gelingt, indem man sich durch das Menü des Stromzählers „blinkt“ und beim entsprechenden Eintrag mind. 4 Sekunden mit der Taschenlampe leuchtet. Diese Funktion schaltet die erweiterte Funktion des Stromzählers frei. Man erkennt das später daran, dass nicht nur der Zählerstand im Display angezeigt wird, sondern auch der Momentanverbrauch.

Ist die PIN eingegeben und die erweiterte Informationsvergabe freigeschaltet, kann es endlich losgehen!

DIY Komponenten und Controller ESP8266 vorbereiten

Ich verwende für die optische Schnittstelle einen ESP8266 und das Bauteil TCRT5000. Beides erhält man für weniger als 5 Euro bei Ebay oder anderen Händlern. Der TCRT5000 ist ein optischer LED-Sensor für Infrarot, die sowohl eine LED als auch eine IR-Diode verwendet.

Die LED stört uns in diesem Fall, man muss sie vorher entfernen. Entweder zwickt man sie einfach ab, oder man lötet den Vorwiderstand von ihr weg. Ich habe mich für zweiteres entschieden. Der TCRT hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Varianten. Manche Leute löten direkt eine IR-Diode an den ESP. Kann man natürlich machen, ich möchte nur auf die Vorteile meiner Variante hinweisen:

• die elektrischen Bauteile sind aufgeräumt auf einer Leiterplatte, keine Bauteile fliegen einzeln herum. Außerdem gibt er genügend „Angriffsfläche“, um ihn – zumindest übergangsweise – per Klebeband zu fixieren.
• die Schaltung enthält zwei kleine Status-LEDs: eine zeigt die Spannungsversorgung an, die zweite zeigt das Signal an der IR-Diode an. Vor allem die zweite Status-LED ist sehr, sehr hilfreich, wenn man die Bauteile installiert. Man erhält sofort eine Rückmeldung, ob die Diode ein Signal sieht oder nicht. Das ist besonders beim Ausrichten der Diode hilfreich, oder beim dritten Vorteil:
• über das eingebaute Potentiometer kann man die Empfindlichkeit der Diode einstellen. Das ist manchmal notwendig, wenn das Signal der Stromzähler-LED zu stark oder zu schwach ist. Dann dreht man am Poti so lange, bis man über die Status-LED ein sinnvolles Signal sieht. Weiter unten im Artikel zeige ich nochmal genauer, was ich damit meine.

Jetzt verkabelt man die Baugruppe mit dem ESP8266. Ich habe die Variante Wemos D1 mini. Dieses hat bereits die UART-Schnittstelle vorbereitet, die wir verwenden wollen. Dadurch ergibt sich folgendes Verkabelungsschema. Ob ihr das nun verlötet oder mit Jumper-Kabeln verdrahtet, bleibt euch überlassen.

ESPHome konfigurieren und aufspielen

Die Installation von ESPHome im Windows Service for Linux habe ich bereits in einem anderen Artikel beschrieben. Wir erzeugen uns eine Textdatei mit dem Dateinamen stromzaehler-sml.yaml und füllen sie mit folgendem Inhalt.

touch stromzaehler-sml.yaml 
nano stromzaehler-sml.yaml

esphome:
  name: stromzaehlersml

esp8266:
  board: d1_mini

# Enable logging
logger:
  level: VERY_VERBOSE # kann spaeter auf DEBUG verringert werden
  logs:
    sml: DEBUG
    text_sensor: DEBUG
# Enable Home Assistant API
api:
  password: "<password>"

ota:
  password: "<password>"

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password
  manual_ip:
    static_ip: <statische IP eintragen>
    gateway: <gateway>
    subnet: <subnet>
  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "Stromzaehler Sml"
    password: "<password>"

captive_portal:

uart:
  id: uart_bus
  tx_pin: GPIO1
  rx_pin: GPIO3 # dieser GPIO ist wichtig, hier ist das Signalkabel angeschlossen
  baud_rate: 9600
  data_bits: 8
  parity: NONE
  stop_bits: 1

sml:
  id: mysml
  uart_id: uart_bus

sensor:
  - platform: sml
    name: "Total energy SML 180"
    sml_id: mysml
    server_id: "0123456789abcdef"
    obis_code: "1-0:1.8.0"
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing
    filters:
      - multiply: 0.0001
  - platform: sml
    name: "Total energy SML 280"
    sml_id: mysml
    server_id: "0123456789abcdef"
    obis_code: "1-0:2.8.0"
    unit_of_measurement: kWh
    accuracy_decimals: 3
    device_class: energy
    state_class: total_increasing
    filters:
      - multiply: 0.0001
  - platform: sml
    name: "Stromverbrauch SML 1670"
    sml_id: mysml
    server_id: "0123456789abcdef"
    obis_code: "1-0:16.7.0"
    unit_of_measurement: W
    accuracy_decimals: 0
    device_class: energy
    filters:
      - multiply: 1.0
text_sensor:
  - platform: sml
    name: "Total energy text"
    sml_id: mysml
    server_id: "0123456789abcdef"
    obis_code: "1-0:1.8.0"

Es müssen folgende Zeilen angepasst werden:

• Wifi Zugangsdaten
• Feste IP-Adresse (kann auch erst im zweiten Schritt erfolgen)
• die server_id passen wir an, sobald wir sie kennen. Sie ist ggf. auf den Stromzähler aufgedruckt. Weiter unten im Artikel finden wir sie aber auch über die SML-Schnittstelle heraus.

Zur Erklärung: Die Kommunikation zwischen unserer IR-Diode und dem ESP erfolgt über ein Protokoll namens UART. Diese Schnittstelle wird in den Zeilen nach uart: konfiguriert. Der GPIO-Pin 3 ist dabei derjenige, der auf dem Wemos D1 Mini mit RX gekennzeichnet ist. Falls ihr einen anderen verwendet, müsst ihr diese Zeile anpassen. Die SML Schnittstelle wird ab Zeile sml: konfiguriert. Die meisten Einstellungen könnt ihr so lassen, wie es oben beschrieben ist. Die wichtigen Zeilen sind die mit server_id. Dort wird die Server-Adresse eingestellt. Vermutlich kennt ihr sie nicht von Anfang an, lasst also erstmal die Voreinstellung. Wir ändern sie später, sobald wir sie erfahren haben.

Speichert die Datei nun und kompiliert sie über den Befehl

esphome run stromzaehler-sml.yaml

Nach ein paar Augenblicken ist der Vorgang abgeschlossen und irgendwo wird eine Datei namens firmware.bin abgelegt. Der Pfad ist in der Textausgabe angegeben, bei mir war es

.esphome/build/stromzaehlersml/.pioenvs/stromzaehlersml/firmware.bin

Nun flashen wir die Datei auf den ESP8266. Dazu benutzen wir den Google Chrome (oder einen anderen kompatiblen Browser) und gehen auf die Webseite https://web.esphome.io Schließt den ESP mit einem USB-Kabel an den PC an. Auf der Webseite sollte ein Popup erscheinen.

Sollte dieser Schritt nicht funktionieren, liegt das sehr wahrscheinlich am USB-Kabel. Tauscht das Kabel gegen ein anderes, nicht alle Kabel sind dafür geeignet! Folgt den Anweisungen auf der Webseite, um die Datei firmware.bin auf den ESP zu flashen.

Kontrolliert nach dem Flashen, ob ihr den ESP in eurem WLAN findet. Falls ja, großartig! Wir binden ihn gleich in Home Assistant ein. Gehe in Home Assistant auf Einstellungen → Geräte und Dienste → Integration hinzufügen → ESPHome

Baut jetzt den ESP in der Nähe eures Stromzählers auf. Versorgt ihn mit Spannung (z.B. über ein Handy-Netzteil) und richtet die IR-Diode richtig aus. Jetzt hilft euch die Status-LED vom TCRT5000. Sollte sie regelmäßig blinken, habt ihr schon viel geschafft. Ich habe mit einem kleinen Schraubendreher das Poti noch so verstellt, bis ein wirklich sauberes Signal angekommen ist.

Auslesen der Daten und Einbindung in Home Assistant

Ruft die Logs des Controllers auf. Über Home Assistant gibt es die entsprechende Schnittstelle, über WSL geht das mit dem Befehl

esphome logs stromzaehler-sml.yaml

Wenn alles bis hierher geklappt hat, müsste die Ausgabe sich stetig erweitern. Darin müssten auch Einträge nach dem folgenden Format auftauchen:

Hier findet ihr auch die Server-ID, die wir anfangs noch nicht kannten. Sie steht in runden Klammern und ist im Screenshot rot eingerahmt. Kopiert sie euch und fügt sie in der YAML-Datei in Zeilen, wo die server_id eingetragen werden muss (insgesamt vier mal).

Zur Kontrolle der Validität der Daten, könnt ihr den HEX-Wert mal umrechnen und checken, ob der Stromzählerwert korrekt übertragen wird. Im Beispiel oben:

0x056f8b25 entspricht 91196197. Multipliziert mit 0,0001 ergibt 9119,6 kWh

Ändert nun die YAML-Datei auf die für euch wichtigen Werte (Server-ID und ggf. andere OBIS-Codes) und flasht sie kabellos („Over the air“) auf den ESP

esphome run stromzaehler-sml.yaml

Seht im Home Assistant, ob die Werte dort ankommen. In aller Regel kommen die Werte dort an und können weiter verarbeitet werden. Ich habe mir noch einen Helfer gebaut, der den aktuellen Verbrauch in Kilowatt umrechnet. Das lässt sich mit anderen Energiequellen schöner in Diagrammen darstellen.

Fertig, ihr habt es geschafft! Kommentiert gerne, ob ihr diese Werte für andere Zwecke weiterverwendet. Realisiert ihr damit eine Nulleinspeisung oder beobachtet den Strompreis in Echtzeit?

Weiterführende Quellen: https://esphome.io/components/sml.html

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Der Raspberry Pi hat sich in den letzten Jahren von einem kleinen Minicomputer für Bastler und Nerds zu einem vollwertigen und verhältnismäßig leistungsfähigem Rechner entwickelt. Nicht wenige Anwender freuen sich darüber, für wenig Geld einen vollwertigen Miniserver zu bekommen. 

Beim Einsatz des Raspberry Pi für den produktiven Einsatz als Server ist zu beachten, dass auch die angeschlossene Hardware hierfür geeignet sein sollte. Ein Gehäuse, bei dem er Pi überhitzt, ist genau so schädlich wie eine SD-Karte als Festplatte, da diese nicht für den Dauerbetrieb geeignet ist.

Durch den Einsatz rund um die Uhr gibt es sehr viele Schreib- und Lesevorgänge auf der SD-Karte. Hierfür sind diese Karten aber nur bedingt geeignet. Bei den ersten Raspberry Pi Generationen hatte ich sehr häufig Datenverlust, weil die SD-Karte den Geist aufgegeben hat. 

Inzwischen läuft auf dem Pi bei mir eine Instanz von Home Assistant. Hier werden rund um die Uhr Daten aufgezeichnet und Automationen ausgeführt. Auch andere Dienste laufen hier, von denen ich keinen Ausfall erleiden möchte. 

Außerdem sind die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten einer SD-Karte sehr limitiert. Eine moderne SSD ist um ein Vielfaches schneller. Das wird vor allem dann deutlich, wenn man in Home Assistant Datenmengen abfragt, z.B. Diagramme anzeigt. Ladezeiten von mehreren Sekunden sind dann keine Seltenheit.

Die Konsequenz daraus ist, dass ich den Raspberry von einer SD-Karte auf eine SSD-Karte umziehen möchte. Dadurch, dass hier ein Produktivsystem läuft, möchte ich alle Installationen, Daten und Einstellungen möglichst verlustfrei auf das neue Medium umziehen. Wie ich das gemacht habe, erfahrt hier in folgendem Tutorial.

Schritt 0: Geschwindigkeit testen (optional)

Um einen Geschwindigkeitsvorteil in messbare Größen zu fassen, kann man als Referenz einen Geschwindigkeitstest der SD-Karte machen. Mit dem folgenden Befehl werden Beispieldateien geschrieben. Der Befehl gibt aus, wie schnell die Geschwindigkeit dabei war. 

$ dd if=/dev/zero of=/tmp/speedtest1.img bs=20MB count=5
5+0 records in
5+0 records out
100000000 bytes (100MB, 95 MiB) copied, 11.9403 s, 8.4 MB/s

Wenn der Umzug fertig ist, kann man diesen Test wiederholen. Bei mir kam ich von ca. 8,4 MB/s Schreibgeschwindigkeit auf 168 MB/s. Das hat sich mal gelohnt!

Schritt 1: SSD erstmals anschließen

In meinem Fall handelt es sich um eine externe SSD, die über USB 3.0 angeschlossen wird. Nachdem ich sie angesteckt habe, prüfe ich ob sie rechtmäßig erkannt wird, indem ich den folgenden Befehl eingebe und in der Ausgabe nach der SSD suche.

$ lsblk

Schritt 2: Installation von RPi-clone

Auf Github gibt es ein kleines Projekt, das viele Funktionen beinhaltet. Das Programm kopiert den Inhalt der SD-Karte auf die SSD, sodass von ihr gebootet werden kann und alle Einstellungen vorhanden sind.

$ git clone https://github.com/billw2/rpi-clone.git
$ cd rpi-clone
$ sudo cp rpi-clone /usr/local/sbin/sys-clone
$ sudo cp rpi-clone-setup /usr/local/sbin/sys-clone-setup

Schritt 3: Services stoppen und Kopiervorgang starten

Am besten ist es, wenn kein Service mehr läuft und der Kopiervorgang ungestört durchlaufen kann. Daher erst prüfen, was alles läuft, danach einzeln beenden

$ sudo systemctl stop cron
$ sudo systemctl stop nginx
$ sudo systemctl stop docker usw.

Schritt 4: Kopiervorgang starten

Aus dem Check von Schritt 1 kennen wir bereits die Bezeichnung der Festplatte. Auf diese müssen wir nun verweisen mit dem Befehl:

$ rpi-clone sda

Der Wizard hält zunächst an und berichtet uns über den Zustand des Systems. Wenn alles korrekt ist, kann der Vorgang mit der Eingabe von „yes“ gestartet werden.

Schritt 5: Raspberry Pi herunterfahren und von SSD booten

Nach Ende des Kopiervorgangs fährt man den Raspberry Pi herunter.

$ sudo shutdown now

Anschließend von der Stromversorgung trennen, die SD-Karte entfernen, und die Spannungsversorgung wieder herstellen. Jetzt bootet der Raspberry von SSD und ist sehr viel schneller.

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Ein MQTT-Broker ist die Schnittstelle zwischen vielen IoT-Sensoren und Geräten, die Sensordaten auswerten oder Aktoren steuern. Das MQTT-Protokoll ist offen und sehr weit verbreitet. Es findet in der Industrie Anwendungen, ist aber auch in Smart Homes ist MQTT weit verbreitet.
MQTT ist ein sehr schlankes und schnelles Protokoll. Es wird in Anwendungen mit niedriger Bandbreite gerne angewendet.

MQTT funktioniert, grob gesagt, folgendermaßen: IoT-Geräte können Nachrichten versenden, die von anderen IoT-Geräten empfangen werden. Die Vermittlungsstelle ist ein sogenannter MQTT-Broker. Dieser empfängt die Nachrichten von den Clients. Gleichzeitig können diese Nachrichten von anderen Clients abonniert werden. Die Nachrichten werden in sog. Topics eingestuft, die hierarchisch angeordnet sind, z.B. Wohnzimmer/Klima/Luftfeuchtigkeit.

Home Assistant, oder ein anderer Client, kann diesen Topic abonnieren und den Nachrichteninhalt („Payload„) auswerten (z.B. 65%).

Home Assistant OS vs. Home Assistant Container

In Home Assistant OS und Supervisor gibt es ein Addon, das einen MQTT-Broker installiert. Das ist sehr einfach, komfortabel und funktioniert wohl recht zurverlässig. In den Installationsarten Home Assistant Container und Core gibt es diese Möglichkeit nicht. Hier muss man manuell einen MQTT-Broker aufsetzen.

In diesem Artikel beschäftige ich mich damit, wie man den MQTT-Brocker Mosquitto über Docker installiert. Anschließend zeige ich, wie man die Konfigurationsdatei gestaltet und eine Verbindung zu Home Assistant herstellt. Das Ergebnis ist dann ungefähr so, als hätte man das Addon installiert. Los gehts!

Schritt für Schritt: MQTT-Broker Mosquitto mit Docker installieren

Als MQTT-Broker verwende ich die weit verbreitete Software Mosquitto von Eclipse. Dieser wird auch von Home Assistant bevorzugt und ist derjenige Broker, den das Addon installieren würde.
Für diese Anleitung wird vorausgesetzt, dass Docker bereits installiert ist und eine SSH-Verbindung zum Server hergestellt werden kann.

Schritt 1: Zunächst erstellen wir ein paar Ordner, die wir später benötigen. Mosquitto wird später so konfiguriert, dass in diese Ordner alle wichtigen Dateien abgelegt werden. Dadurch kann man auf dem Filesystem des Servers Mosquitto konfigurieren und beobachten.

$ mkdir mosquitto
$ mkdir mosquitto/config 
$ mkdir mosquitto/data 
$ mkdir mosquitto/log

Schritt 2: Nun wird die Konfigurationsdatei für Mosquitto erstellt. Über diese Datei kann man das Verhalten von Mosquitto steuern.

$ nano config/mosquitto.conf

persistence true
persistence_location /mosquitto/data/
log_dest file /mosquitto/log/mosquitto.log
log_dest stdout
password_file /mosquitto/config/mosquitto.passwd
allow_anonymous false
listener 1883

Schritt 3: Mit dem folgenden Befehl lädt man sich das aktuelle Image von Eclipse Mosquitto auf den Server.

$ docker pull eclipse-mosquitto

Schritt 4: Mit dem folgenden Befehl wird der Docker-Container gestartet. Das ist der Schlüsselmoment, jetzt muss alles klappen.

$ docker run -it -p 1883:1883 -p 9001:9001 --name mosquitto -v /home/pi/mosquitto/config:/mosquitto/config -v /home/pi/mosquitto/data:/mosquitto/data -v /home/pi/mosquitto/log:/mosquitto/log eclipse-mosquitt

Die Flags bedeuten hierbei folgendes:

• -p 1883:1883 Der genannte Port ist die Standardeinstellung für MQTT. Alles was auf diesen Port am Server ankommt, wird in den Mosquitto-Container geleitet.
• -p 9001:9001 Über diesen Port laufen die Websocket-Anwendungen. Falls das nicht benötigt wird, kann man das weg lassen
• name mosquitto Über diesen kurzen Namen können wir den Docker-Container steuern
• -v <filesystem-Pfad>:<Container-Pfad> Die in Schritt 1 erstellten Ordner werden in den Container eingebunden

Wer lieber Docker Compose verwendet, trägt diesen Eintrag in seine *.yaml ein:

services:
    eclipse-mosquitto:
        stdin_open: true
        tty: true
        ports:
            - 1883:1883
            - 9001:9001
        restart: unless-stopped
        container_name: mosquitto
        volumes:
            - /home/pi/mosquitto/config:/mosquitto/config
            - /home/pi/mosquitto/data:/mosquitto/data
            - /home/pi/mosquitto/log:/mosquitto/log
        image: eclipse-mosquitto

Schritt 5: Checken, ob der Container ordnungsgemäß läuft. In der folgenden Liste sollte eine Zeile mit dem Mosquitto-Docker auftauchen. Dieser sollte außerdem „up“ sein. Falls nicht, nochmal versuchen den Container zu starten und kontrollieren, ob er läuft.

$ docker container ls -a
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND   CREATED        STATUS        PORTS    NAMES
xxxxxxxxx   eclipse-mosquitto "/init"   3 minutes ago   Up 2 minutes  [...]   mosquitto

Schritt 6: Sehr gut, der Container läuft. Es wird dringend empfohlen, den MQTT-Broker so abzusichern, dass nur angemeldete User darauf zugreifen können. Das ist ja schon in Schritt 2 in die Konfigurationsdatei geschrieben worden. Mit dem folgenden Befehl melden wir uns in der Shell innerhalb des Containers an und erstellen einen Benutzer. In diesem Beispiel mosquitto. Im Anschluss an diesen Befehl wird man zweimal gebeten, das Passwort für den User festzulegen. Ist das geschafft, läuft der MQTT-Broker auf dem Server. Herzlichen Glückwunsch!

$ docker exec -it sh // öffnet die Shell innerhalb des Dockers
mosquitto_passwd -c /mosquitto/config/mosquitto.passwd mosquitto

Optional Schritt 7: Den MQTT-Broker bindet man in Home Assistant ein, indem man auf Einstellungen → Geräte und Dienste → + Integration hinzufügen klickt. Im Suchfenster nach „MQTT“ suchen und die Zugangsdaten eingeben.
Die Server-Adresse findet man übrigens am schnellsten über ifconfig heraus.

The post MQTT-Broker Mosquitto als Docker Container installieren first appeared on bejonet - Linux | Smart Home | Technik.

Für unser Smart Home möchten wir den aktuellen Stromverbrauch aufzeichnen. Dafür bietet sich, wie auch in meinem Artikel über die Digitalisierung des Gaszählers, Home Assistant an. In dieser mächtigen Software lassen sich Automatisierungen für das Haus erstellen, aber auch Sensoren einlesen und protokollieren. Das möchten wir mit unserem digitalen Stromzähler machen. Was wir zusätzlich noch benötigen, ist ein ESP8266, sozusagen die Home Assistant Außenstelle, die die Daten an die Zentrale weitergibt. Also, legen wir los!

Hardware: ESP8266 und TCRT5000 zum Auslesen des Stromzählers

Die Hardware lässt sich sehr günstig im Internet erwerben. Zwingend erforderlich sind folgende Bauteile:

• ESP8266 oder ESP32, ich verwende gerne den Wemos D1 Mini
• TCRT5000, ein Infrarotdiode zum Auslesen des Gaszählers
• Litzen oder Jumperkabel

Nicht zwingend erforderlich, aber für den dauerhaften Einsatz gut geeignet sind folgende Bauteile

• Lochrasterplatine
• Schraubbare Pins um die Kabel zum TCRT5000 mit dem Wemos zu verbinden
• Female Pins zum Auflösten auf eine Lochrasterplatine und zum Stecken auf die Pins

Den TCRT5000 muss man vorher noch präparieren. Man erkennt ja, dass dort zwei Dioden verbaut sind, eine helle und eine dunkle. Die hellere sendet ein IR-Licht aus, das die zweite Diode wieder lesen soll. Das kann beispielsweise für eine Lichtschranke verwendet werden. In unserem Fall stört die helle Diode, daher müssen wir sie entfernen. Entweder löten wir die ganze Diode aus, oder wir entfernen den Vorwiderstand. Zweiteres geht deutlich schneller. Dazu einfach den Lötkolben an den SMD-Widerstand halten, dann kann man ihn etwas verschieben.

Die Verdrahtung findet nach folgendem Schaltplan statt. Wir verwenden keinen Pullup-Widerstand, da dieser bereits auf dem TCRT5000 vorhanden ist. Es wird die Spannungsversorgung über VCC und GND hergestellt und der D0-Pin des TRCT5000 wird mit D2 (GPIO4) des Wemos D1 Minis verbunden.

Installation am Stromzähler

Die digitalen Stromzähler, hier im Beispiel von EMH, haben fast immer eine Schnittstelle für den Kunden. Manchmal muss man sie von seinem Netzbetreiber freischalten lassen. In meinem Fall war sie glücklicherweise ohne Freischaltung verfügbar.

In der Regel ist dort eine blinkende LED verbaut. Das Blinklicht ist allerdings im Infrarotbereich, für das menschliche Auge also nicht sichtbar. Mit manchen Handy- oder Digitalkameras kann man es aber sichtbar machen, wenn deren Sensoren noch keinen IR-Filter verbaut haben.

Ich habe mir also aus etwas Schaumstoff und Klebeband einen kleinen Halter gebaut. Den Lesekopf des TCRT5000 habe ich dann unmittelbar vor der blinkenden Diode des Stromzählers platziert. Das Potentiometer des TCRT5000 habe ich mit einem kleinen Schraubendreher so lange verdreht, bis die Output-LED gleichmäßig geblinkt hat.

ESPHome installieren und Home Assistant konfigurieren

Die ausführliche Beschreibung, wie man ESPHome auf den Microcontroller bekommt, habe ich bereits beim Gaszähler beschrieben. Die Konfigurationsdatei für den ESP8266 sieht dann im zweiten Abschnitt, also nach dem „captive_portal“ folgendermaßen aus. Beim Gaszähler habe ich den binary_sensor verwendet. Aus Gründen, die ich nicht verstehe, funktioniert das Setup hier aber nicht. Darum verwende ich nun den Pulse_meter, der wiederum am Gaszähler nicht funktioniert.

# Voher kommt der ganze Kopf der Datei, was der Wizard generiert
# [...]

sensor:

# Stromzähler als Pulse Meter
  - platform: pulse_meter
    name: "Stromverbrauch"
    pin:
      number: GPIO4
      mode: INPUT_PULLUP
    unit_of_measurement: "kW"
    accuracy_decimals: 3
    timeout: 2 min
    filters:
      # Filter outliers
      - median:
          window_size: 3
          send_every: 1
          send_first_at: 1
      # Convert pulses/min to kW bei 10000Imp/kWh
      - multiply: 0.006
    total:
      name: "Stromzähler"
      unit_of_measurement: "kWh"
      accuracy_decimals: 3
      filters:
        - multiply: 0.0001

Diesen Code flasht man auf den ESP8266. Gegebenenfalls müssen die Konstanten verändert werden. Das hängt vom Stromzähler ab, wie viele Impulse er ausgibt und in welcher Einheit das umgerechnet werden kann. Der Pulse-Counter hat als Rohsignal „Impulse pro Minute“, bringt bei mir also die Einheit „kWh/min“.

Nebenrechnung: Ich habe einen Verbraucher, der 1.000 Watt = 1 kW verbraucht. Wenn der Verbraucher eine Stunde läuft, verbrauche ich 1 kWh Energie. Der Stromzähler blinkt also 10.000 mal innerhalb dieser Stunde bzw. 166,6 mal pro Minute (siehe Aufdruck). Also muss ich die Pulse/min mit 60/10.000 multiplizieren, also mit 0,006 um wieder auf 1 kW zu kommen. Daher kommt die Konstante in meinem Beispiel.

Im Home Assistant braucht man ebenfalls eine neue Konfiguration. Man bearbeitet dort die configuration.yaml oder, noch besser, die sensor.yaml und ergänzt dort folgende Zeilen:

- platform: template
  sensors:
    stromverbrauch_in_kwh:
      friendly_name: "Elektrische Energie in kWh"
      value_template: >
          {% if states('sensor.stromzahler') | float == 0 %}
           {{ states('sensor.stromverbrauch_in_kwh') }}
          {% else %}
           {{ states('sensor.stromzahler') | float }}
          {% endif %}
      unit_of_measurement: kWh
      device_class: energy
      attribute_templates:
        state_class: total_increasing

Damit haben wir sozusagen offiziell einen Stromzähler implementiert. Dieser kann wiederum im Energie-Dashboard angezeigt werden.

Eines Morgens habe ich mal ein paar Geräte nacheinander angesteckt und deren Stromverbrauch angesehen.

The post Home Assistant: Digitalen Stromzähler mit ESPHome auslesen first appeared on bejonet - Linux | Smart Home | Technik.

Wenn man sich ein Smart Home aufbaut, möchte man aus verschiedenen Gründen Temperaturen messen. In meinem Fall möchte ich im Heizungsraum die Temperaturen an den Wasserrohren, sowie im Warmwasserspeicher aufzeichnen. Eine einfache und kostengünstige Lösung ist es, das mit einem ESP8266 und dem DS18B20 Temperatursensor umzusetzen. Mit der Software ESPHome ist das auch schnell eingerichtet. Im Folgenden zeige ich, wie man das macht.

ESP8266 und DS18B20 verdrahten

Für dieses Beispiel verwende ich einen ESP8266 Wemos D1 Mini mit drei DS18B20 Temperatursensoren. Sie werden nach folgendem Schema verdrahtet. Das einzige zusätzliche Bauteil ist ein 4,7 kOhm Widerstand, der zwischen den Signal-Pin und VCC gelötet wird.

• 

• 

Der Vorteil von den DS18B20 ist, dass man sehr viele von ihnen parallel betreiben kann. Wenn die Schaltung einmal geschafft ist, kann man weitere Sensoren einfach anschließen. Das ist der Grund, warum ich schraubbare Kontaktklemmen verwendet habe: Dadurch kann ich mit wenig Aufwand neue Sensoren anschließen.

DS18B20: Adresse herausfinden

Dieser Temperatursensor arbeitet mit dem 1-Wire-Protokoll. Um jeden Sensor eindeutig ansprechen zu können, ist die Adresse des Sensors notwendig. Die kann man leider nicht am Gehäuse ablesen, sondern man muss sie via Software erfragen. Wir nutzen das gleich, um unsere Verdrahtung zu überprüfen!

Die Adresse der Sensoren findet man ebenfalls mit ESPHome heraus, indem man ein sehr minimalistisches Programm aufspielt. Wie schon beim Auslesen des Gaszählers startet man mit

esphome wizard heizungstemperatur.yaml

und beantwortet dem Wizard wahrheitsgemäß die 4 Fragen. Die entstandene heizungstemperatur.yaml öffnet man mit einem Editor und fügt unten die folgenden Zeilen hinzu:

# Example configuration entry
dallas:
  - pin: GPIO2

Mittels des folgenden Befehls kompiliert man die Datei und flasht sie auf den ESP8266 (siehe Artikel über den Gaszähler).

esphome run heizungstemperatur.yaml

Der folgende Befehl öffnet die Logdatei des Controllers:

esphome logs heizungstemperatur.yaml

Dort werden die Adressen der angeschlossenen Sensoren angezeigt. Kleiner Tipp: Wenn man immer nur einen Sensor anschließt, behält man den Überblick!

ESPHome für Temperaturmessung flashen

Wenn man nun alle Adressen der Sensoren herausgefunden und notiert hat, kann man das den ESP8266 wie folgt konfigurieren. Den Code fügt man an die bereits erzeugte Datei aus dem Wizard an.

dallas:
  - pin: GPIO2

sensor:
  - platform: dallas
    address: 0x773c01f096c1ee28
    name: "Heizung Vorlauf Temperatur"
  - platform: dallas
    address: 0x783c01f096729728
    name: "Heizung Rücklauf Temperatur"
  - platform: dallas
    address: 0x883c01f096ade428
    name: "Warmwasserspeicher oben Temperatur"

Da mittlerweile der Chip schon die ESPHome-Software aufgespielt hat, kann man bereits jetzt kabellos den neuen Programmcode übertragen. Bei ESPHome nennt sich diese Technik „Over the air“, kurz OTA. Der PC und der ESP8266-Chip müssen sich nur im gleichen Netzwerk befinden.

esphome run heizungstemperatur.yaml

Integration der Temperatursensoren in Home Assistant

Jetzt fehlt nur noch die Integration in den Home Assistant. Glücklicherweise arbeiten die beiden Systeme sehr gut miteinander. Man navigiert im Home Assistant auf Einstellungen, Geräte& Dienste und fügt über das Plus unten rechts eine neue Integration hinzu. Dort sucht man nach „ESPHome“ und gibt im folgenden Fenster die IP-Adresse ein. Wichtig: hierfür muss die API aktiviert sein (das ist eine der Fragen des esphome-Wizards).

Weitere Informationen: https://esphome.io/components/sensor/dallas.html

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Zu einem Smart Home gehört es fast selbstverständlich, dass der Verbrauch von Energie aufgezeichnet wird. Der Stromzähler ist eine der wesentlichen Energiezählern im Haushalt, auch der Gaszähler ist sehr wichtig. Vor allem in Haushalten, in denen der primäre Energieträger Erdgas ist, ist der Gasverbrauch essenziell und wird im Smart Home auch optimiert. Das ist, zumindest für meine Begriffe, eine der wesentlichen Aufgaben des Smart Homes.

Das Schöne an den Gaszähler ist es, dass sie sich in der Regel sehr einfach auslesen lassen. Es ist keine komplizierten und teuren Geräte dafür notwendig. Bei den meisten Gaszählern reicht nämlich ein einfacher Reed-Kontakt aus, die es für einige Cent bei Ebay oder anderen Shops zu kaufen gibt. Als Intelligenz wird der sehr vielseitige ESP8266 verwendet. Dieser ist sehr energiesparend, hat integriertes WLAN, lässt sich verhältnismäßig einfach einrichten und kostet ebenfalls nur sehr wenig Geld.

Hardware: ESP8266 und Reed-Kontakt verlöten

Die Einkaufsliste für diesen Sensor:

• ESP8266, beispielsweise den Wemos D1 Mini
• Reed-Kontakt
• optional: 5V Netzteil
• optional: Schrumpfschlauchsortiment

Für einen geübten Maker ist diese Aufgabe im Handumdrehen erledigt. Für nicht geübte Maker ist es das perfekte Einsteigerprojekt. Es sind nur sehr wenige Lötstellen zu setzen und man kann kaum etwas falsch machen. Beim ESP8266, in meinem Fall ein Wemos D1 mini, müssen nur die beiden Pinleisten angelötet werden. Für Minimalisten würde sogar je ein Pin bei G (Ground) und D1 (GPIO5) reichen. An diese Pins gehören jeweils die Kabel, idealerweise Litzen 0,15mm², an deren Ende der Reed-Kontakt gehört. Bei diesem Schalter muss man keine Richtung beachten, man kann ich nicht falsch herum anlöten. Das fertige Produkt sieht dann so aus. Ich habe noch versucht, die Lötstellen mit Schrumpfschlauch zu verschönern. Das ist optional.

Update (02.05.2022)  Weiterhin habe ich eine optionale LED zur Visualisierung des Signals eingebracht. Diese blinkt immer dann, wenn der Reed-Kontakt schaltet. Das ist vor allem dann sehr nützlich, wenn man den Reed-Schalter am Gaszähler anbringt. Die LED ist eine Hilfe, sie ist aber nicht zwingend nötig. Ihren Vorwiderstand kann man über Online-Tools berechnen, bei mir waren es 220 Ohm.

ESPHome auf ESP8266 installieren unter Windows 10

Unter Windows 10 lässt sich über den „Microsoft Store“ Ubuntu installieren. Das ist der kleine Umweg, den ich häufig gehe, um ein fast vollständiges Linux unter Windows 10 zum laufen zu bringen. Dass es leider nicht vollständig ist, sieht man den nun folgenden, etwas umständlichen Herangehensweise, wie man ESPHome auf dem ESP8266 installiert.

Wer ein vollständiges hass.io bzw. Home Assistant hat, kann das übrigens über den Addon-Store mit dem Add-on „ESPHome“ deutlich beschleunigen. Da ich aber, wie bereits beschrieben, Home Assistant als Container laufen habe, ist für mich der Umweg notwendig.

Man startet Ubuntu unter Windows und gelangt in das Terminal. Dort installiert man sich (falls noch nicht geschehen) Python 3 und das nötige Paket „esphome“ aus dem Python-Repsitory. Anschließend prüft man, ob die Installation geklappt hat, indem man sich die Versionsnummer ausgeben lässt.

$ sudo apt-get install python3 python3-pip
$ pip install --user esphome
$ esphome version 

Der Einfachheit halber empfehle ich, den Wizard von ESPHome zu verwenden. Er wird benutzt, um die *.yaml zu erstellen. Genau wie bei Home Assistant ist sie dafür da, den Controller zu konfigurieren. Der Wizard zeigt einem glücklicherweise gleich alle möglichen Alternativen auf, die man eingeben kann. Beantwortet also wahrheitsgemäß die 4 Fragen den Wizards und wir erhalten eine Konfigurationsdatei mit dem angegebenen Namen. Ich habe hier willkürlich gaszaehler.yaml gewählt.

$ esphome wizard gaszaehler.yaml
$ nano gaszaehler.yaml

Die nun folgende Datei sieht dann beispielsweise so aus:

esphome:
  name: gaszaehler

esp8266:
  board: d1_mini

# Enable logging
logger:

# Enable Home Assistant API
api:
  password: "1234"

ota:
  password: "1234"

wifi:
  ssid: "hier die Wifi-SSID eintragen"
  password: "hier das Wifi Passwort eintragen"
  manual_ip:
    static_ip: "auf Wunsch"
    gateway: "IP-Adresse des Gateways"
    subnet: "Subnet Maske"

  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "Gaszaehler Fallback Hotspot"
    password: "hier steht automatisch ein Passwort"

captive_portal:

Das Fallback-Wifi wird gebraucht, falls der Sensor das eigentliche WLAN nicht erreichen kann. Dann baut der ESP8266 eigenständig ein WLAN auf, über das er sich konfigurieren lässt.

Update (02.05.2022)  Vor diesem Update habe ich den Pulse_counter von ESPHome verwendet. Dieser liefert leider keine zuverlässigen Werte. Gleiches gilt für den pulse_meter, der eigentlich besser sein sollte. Stattdessen bin ich nach einiger Tüftelei wieder bei dem binary_sensor herausgekommen, der wunderbar funktioniert. Zusätzlich ist eine LED auf GPIO0 angebracht, die schaltet, sobald der Reed-Schalter zieht. Damit könnt ihr live am Gerät sehen, ob ein Puls anliegt. Sie ist nur eine Hilfe und nicht zwingend erforderlich.

globals:
  - id: total_pulses
    type: int
    restore_value: false
    initial_value: '0'  # hier kann der Gaszählerstand initialisiert werden

binary_sensor:
  - platform: gpio
    id: internal_pulse_counter
    pin:
      number: GPIO5
      mode: INPUT_PULLUP
    name: "Live-Impuls"
    filters:
      - delayed_on: 10ms
    on_press:
      then:
        - lambda: id(total_pulses) += 1;
        - output.turn_off: led  # optional: für eine LED, die den Gaszählerpuls visualisiert
    on_release:
      then:
        - output.turn_on: led  # optional: für eine LED, die den Gaszählerpuls visualisiert

sensor:
  - platform: template
    name: "Gasverbrauch"
    device_class: gas
    unit_of_measurement: "m³"
    state_class: "total_increasing"
    icon: "mdi:fire"
    accuracy_decimals: 2
    lambda: |-
      return id(total_pulses) * 0.01;

# Optional: Diese LED soll blinken, sobald ein Signal vom Gaszähler erkannt wird
output:
  - platform: gpio
    pin: GPIO0
    id: 'led'

Fertig mit der Konfiguration. Wir speichern mit Strg + O und schließen Nano mit Strg + X

Mit dem folgenden Befehl wird der Code für den ESP8266 kompiliert. Ich habe es leider nicht geschafft, ihn direkt per USB-Kabel auf meinen Controller zu bekommen. Daher bin ich einen Umweg gegangen.

$ esphome run gaszaehler.yaml

Das endet mit einer Fehlermeldung (connection failed bad indicator errno=11), dass der Code nicht auf den Controller gebracht werden konnte. Stattdessen kopieren wir den Code auf das Laufwerk C: unter Windows und arbeiten von dort aus weiter (sorry Leute!!).

$ cp ~/esphome/.esphome/build/gaszaehler/.pioenvs/gaszaehler/firmware.bin /mnt/c/Users/<Benutzername>

Mittels ESPHome-Flasher, den es auch für Windows gibt und der nicht installiert werden muss (!!) geht es weiter. Die eben kopierte Datei auswählen, den ESP8266 mit USB am PC anstöpseln und den entsprechenden COM-Port auswählen (bei mir wurde nur einer angezeigt). Bestätigen, und warten bis es fertig ist.

ESPHome in Home Assistant installieren

Mit der Entität „ESPHome“ kann der Sensor in den Home Assistant eingebunden werden. Das geht sehr fix, es muss nur die IP-Adresse und das festgelegte Passwort eingegeben werden. Damit er auch korrekt als Energiequelle erkannt wird, muss man noch folgende Zeilen in die configuration.yaml anfügen, besser noch, in die sensor.yaml

Update (15.04.2022): Manchmal fällt der ESP kurzzeitig aus, was den Gasverbrauch kurzfristig auf 0 m³ setzt. Sobald er wieder da ist, gibt es einen unlogischen Peak in der Statistik. Dieser wird über die kleine IF-Schleife herausgefiltert.

- platform: template
  sensors:
# Gaszähler, kommend von ESPHome, aufbereiten für Energy
    gasincubicmeter:
      value_template:  >
          {% if states('sensor.gasverbrauch') | float == 0 %}
           {{ states('sensor.gasincubicmeter') }}
          {% else %}
           {{ states('sensor.gasverbrauch') | float }}
          {% endif %}
      unit_of_measurement: m³
      device_class: gas
      attribute_templates:
        state_class: total_increasing

Nach einem Neustart des Servers klickt man im Home Assistant auf „Einstellungen“, „Energie“ und klickt auf den Gaszähler. Dort taucht nun die neue Entität gasincubicmeter auf und kann ausgewählt werden.

Reed-Schalter am Gaszähler positionieren

Wer Zugriff auf einen 3D-Drucker hat, sollte sich bei Thingiverse mal umsehen, ob dort ein Halter für seinen Gaszähler vorhanden ist. Die Chance dort, oder woanders, einen zu finden, halte ich für sehr hoch. Andernfalls kann man mit etwas Geschick und gutem Klebeband den Schalter direkt am Gaszähler montieren. Er muss in der vorgesehenen Kerbe möglichst genau unter der letzten Ziffer positioniert werden. Wer darauf achtet, wird bemerken, dass die letzte drehende Ziffer einen kleinen Magneten hat. Genau darunter muss der Reed-Schalter geklebt werden.

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Zu einem guten Smart Home gehört natürlich auch eine schöne „Kommandozentrale“. Obwohl das Haus ja schlau ist und alles selbst entscheiden soll, möchte man ja dennoch wissen, was gerade los ist. Der Home Assistant, eine freie und open source Software für Hausautomatisierung, bietet mit seinen Dashboards genau solche Übersichten an. Mit wenigen Klicks lassen sich die Messdaten aus dem Haus und um das Haus visualisieren.

Regenradar und weitere Wetterdaten

Das Wetter spielt natürlich eine entscheidende Rolle für das Haus und die Bewohner. Die erste Anlaufstelle für aktuelle Wetterdaten und Vorhersagen könnte beispielsweise OpenWeatherMap sein. Die API ist gut dokumentiert, die Einbindung in den Home Assistant ist reibungslos, der Dienst ist kostenlos und es fällt keine Werbung an. Einzig eine Registrierung auf der Webseite ist nötig, um den verpflichtenden API-Schlüssel zu erhalten.

Was leider fehlt, ist der Regenradar. Jede Vorhersage ist ja nur so gut, wie die, die man mit eigenen Augen sieht. Darum lohnt es sich, einen Regenradar in das Home Assistant Dashboard einzubinden.

Die meisten Regenradare lassen sich nicht besonders einfach einbinden. Und falls doch, sind sie meistens mit Werbung übersät. Um so schöner ist es, dass die Webseite morgenwirdes.de den Regenradar vom Deutschen Wetterdienst (DWD) aufbereitet und uns als animierte gif-Datei zur Verfügung stellt. Die Einbindung in den Home Assistant ist explizit erlaubt und funktioniert folgendermaßen.

Einbindung in den Home Assistant

Zunächst bastelt man sich die URL zusammen, die man für sein Dashboard braucht. Das geht relativ einfach, wenn man sich die Struktur der URL ansieht.

https://morgenwirdes.de/api/v3/gif4.php?plz=12345&delay=70&type=1&zoomlvl=1&bar=0&map=1&textcol=ffffff&bgcol=03a9f4

Die Flagge „plz“ gibt die Postleitzahl vor. Delay ist die Zeit in Millisekunden, die pro Zeitstufe angezeigt wird. Es gibt zwei Farbschemen der Karte, typ=0 oder 1. Der Zoomlvl gibt den Zoomlevel an (hier 1 für ganz Deutschland). Eine Zeitleiste (bar) und Hintergrundkarte (map) können optional eingeblendet werden. Farblich anpassen kann man die Karte mit den beiden letzten Flaggen.

In der configuration.yaml habe ich das dann als Kamera eingebunden. Das hat den Vorteil, dass die Daten immer aktualisiert werden. Würde man es als Bild einbinden, könnte es sein, dass der Regenradar nur aus dem Cache geladen wird und deshalb nicht aktuell ist.

##### Kameras und Wetterkarten
camera:
  - platform: generic
    still_image_url: 
https://morgenwirdes.de/api/v3/gif4.php?plz=12345&delay=70&type=1&zoomlvl=1&bar=0&map=1&textcol=ffffff&bgcol=03a9f4
    name: regenradar

In Lovelace, dem Dashboard von Home Assistant, fügt man nun ein Picture-Glance hinzu, schon ist das Radar da:

type: picture-glance
title: Regenradar
entities: []
camera_image: camera.regenradar

Update 15.04.2022:

Ich habe den Artikel angepasst, das Bild wird nicht mehr als normales Bild, sondern als Kamera eingebunden. Dadurch wird das Radar zuverlässiger aktualisiert.

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Mit den Heizthermostaten von Homematic IP lassen sich die Heizkörper minutengenau zeitsteuern. In der Zentrale, in meinem Falle die Homematic CCU3, lassen sich Zeitprofile für jedes Heizthermostat hinterlegen. Die ganze Woche lässt sich damit detailliert planen. Es ist offensichtlich, dass nicht jede Woche eine Kopie der vorherigen Woche ist. Manchmal arbeitet man die ganze Woche von Zuhause aus, manchmal ist man im Urlaub. Damit ergibt sich auch, dass die Räume anders geheizt werden müssen.

Die Homematic CCU3 ermöglicht es, bis zu drei verschiedene Wochenprogramme anzulegen. Die Frage ist nun, wie kann man komfortabel zwischen diesen Wochenprogrammen wechseln? Diesem Thema widme ich diesen Artikel.

Automatisierung ftw!

Der Grundgedanke eines Smart Homes ist natürlich, dass es „smart“ ist, also eigenständig Entscheidungen trifft. In meinem konkreten Fall könnte das bedeuten, dass meine Heizungssteuerung automatisch erkennt, wann mein Wochenprogramm sich ändern müsste. Mit entsprechenden Bewegungsmeldern ist das sicherlich möglich, wenn auch relativ aufwendig und kostspielig.

Ich habe mich dafür entschieden, eine übergeordnete Steuerung zu verwenden, den Home Assistant. Die Homematic CCU3 tritt dort nur als Client auf. Das ist insofern eine ganz gute Idee, als dass sich Home Assistant über eine App steuern lässt. Das ist komfortabel und zukunftssicher, dank einer engagierten Community im Hintergrund.

Einbindung von Homematic CCU3 in Home Assistant

Der Home Assistant und die Homematic CCU3 lassen sich glücklicherweise sehr einfach miteinander verbinden. Einzig ein Eintrag in der configuration.yaml von Home Assistant ist notwendig. Im Beispielcode sind die Passwörter in eine secrets-Datei ausgelagert.

# Homematic
homematic:
  interfaces:
    ip:
      host: 192.168.1.123
      port: 2010
      resolvenames: json
      username: !secret homematic_user
      password: !secret homematic_pw
    groups:
      host: 192.168.1.123
      port: 9292
      resolvenames: json
      username: !secret homematic_user
      password: !secret homematic_pw
      path: /groups
  hosts:
    ccu3:
      host: 192.168.1.123
      username: !secret homematic_user
      password: !secret homematic_pw

Damit man das Wochenprogramm umschalten kann, braucht es einen Service, den wir folgendermaßen zusammensetzen.

1. Man erstellt auf einem Dashboard einen neuen Button.
2. Bei den Einstellungen des Buttons wechselt man in die Code-Ansicht und gibt dort folgendes ein.

Address ist die Serialnummer des Gerätes, Value ist das Wochenprofil.

type: button
tap_action:
  action: call-service
  service: homematic.set_device_value
  service_data:
    address: 000a1d8991xxxx
    channel: 1
    param: ACTIVE_PROFILE
    value: '2'
    value_type: int
  target: {}
entity: climate.000a1d8991xxxx
icon: mdi:bed-outline
name: Kein Besucher im Gästezimmer

Um das Wochenprofil auf einen anderen Wert zu stellen, dupliziert man die Kachel und ändert die „Value“. Leider habe ich nicht herausgefunden, wie man den aktuellen Wert für das Wochenprofil ausliest. Mit dieser Info könnte man einen einzelnen Button verwenden und diesen togglen.

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Das Heizsystem ist für viele der erste Einstieg in das Thema „Smart Home„. So ist es auch bei mir. Viele meiner Heizkörper laufen mittlerweile mit Heizthermostaten von Homematic. Zusammen mit der übergeordneten Software Home Assistant ist jetzt meine Menge möglich in meinen vier Wänden. Das Wandthermostat von Homematic ist sogar in der Lage, die relative Luftfeuchtigkeit zu messen. Das ist schon sehr nützlich und kann für weitere Auswertungen verwendet werden. In meinem Fall interessiere ich mich allerdings für die absolute Luftfeuchtigkeit, die sich von der relativen Luftfeuchtigkeit unterscheidet. Glücklicherweise lassen sich die beiden Werte ineinander umrechnen, und das Wandthermostat liefert auch alle notwendigen Messwerte dafür.

Unterschied zwischen relativer und absoluter Luftfeuchtigkeit

Mir als ausgebildeten Thermodynamiker liegt es natürlich am Herzen, dass man den Unterschied zwischen relativer und absoluter Luftfeuchtigkeit kennt. Der Unterschied liegt eigentlich auf der Hand und lässt sich schon anhand der Einheiten gut unterscheiden.

Die relative Luftfeuchtigkeit wird in Prozent angegeben. Die Luft ist ein Gemisch aus Gasen, ein Teil davon kann Wasserdampf sein. Wie viel das maximal ist, hängt von der Temperatur der Luft ab: je kälter es ist, desto weniger Wasserdampf kann dampfförmig in der Luft vorkommen. Sollte dieser Wert überschritten werden, bildet sich Nebel. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, bis zu welchem Grad die Luft bereits mit Wasserdampf gesättigt ist. Sind die 100% erreicht, kondensiert alles zusätzliche Wasser und es wird neblig. Etwas thermodynamischer ausgedrückt, klingt die Definition so: Die relative Luftfeuchtigkeit gibt den Partialdruck des Wasserdampfs relativ zum Maximalwert bei aktueller Temperatur an.

Die absolute Luftfeuchtigkeit hingegen wird in g/m³ angegeben (andere Einheiten sind möglich). Bildlich kann man es sich so vorstellen, dass in einem Kubikmeter Luft die angegebene Menge Wasserdampf vorhanden ist.

Warum sollte man die absolute Luftfeuchtigkeit wissen wollen?

Eine typische Textaufgabe in Thermodynamik 1 könnte lauten: Im Wohnzimmer herrschen 22 °C und 40 % Luftfeuchtigkeit. Außen hat es 8 °C und 80 % Luftfeuchtigkeit. Steigt oder fällt die Luftfeuchtigkeit im Wohnzimmer, wenn man das Fenster öffnet?

Eine andere Fragestellung lässt sich ebenfalls darüber beantworten: Im Wohnzimmer herrschen 22 °C und 20 % Luftfeuchtigkeit. Das Raumvolumen beträgt 75 m³. Wie viele Kilogramm Wasser muss man verdunsten lassen, um auf 50 % Luftfeuchtigkeit zu kommen?

Wenn ihr es wisst, könnt ihr das gerne in den Kommentaren hinterlassen

Die Physik dahinter

Es sind zwei wichtige Formeln miteinander kombiniert. Die eine Formel, Antoine-Gleichung, berechnet den Sättigungsdampfdruck der Luft bei vorgegebener Temperatur. Die zweite Formel, die ideale Gasgleichung, berechnet daraus die absolute Feuchtigkeit. Die Temperatur und relative Feuchtigkeit werden vom Wandthermostat zur Verfügung gestellt.

Die Berechnung in Home Assistant

In Home Assistant legt man sich für diese Berechnung einen neuen Sensor an. Das geschieht über Templates. Dieser Sensor existiert nur softwareseitig und sein Messwert wird berechnet, nicht direkt gemessen. Ich habe das beispielsweise umgesetzt, indem ich in die configuration.yaml folgende Zeile ergänzt habe:

sensor: !include sensor.yaml

Mittels des folgenden Befehls habe ich besagte Datei erstellt und ihr den folgenden Inhalt gegeben.

$ touch sensor.yaml
$ nano sensor.yaml

- platform: template
  sensors:
    absolute_humidity:
	friendly_name: "Absolute Feuchte"
	unit_of_measurement: "g/m^3"
	icon_template: mdi:water-percent-alert
	value_template: "{{ 1000*e**(19.016-(4064.95/(float(states('sensor.wandthermostat_wohnzimmer_eg_actual_temperature'))+236.25)))*100/(461.66*(float(states('sensor.wandthermostat_wohnzimmer_eg_actual_temperature'))+273.15)) * float(states('sensor.wandthermostat_wohnzimmer_eg_humidity'))/100 | float }}"

In Home Assistant wird dieser Sensor in der Liste der Entitys angezeigt. Das Template hat sozusagen den neuen Sensor ins System integriert.

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Smart Homes sind in aller Munde. Bei Neubauten sowieso, aber auch bestehende Immobilien werden gerne zu so genannten Smart Homes umgerüstet. Den großen Markt teilen sich natürlich kommerzielle Anbieter, aber gerade auf der Softwareseite konkurrieren auch freie und open source Software um die Kunden. Die bekanntesten Teilnehmer im open source Bereich sind FHEM, OpenHAB und Home Assistant (früher bekannt als hass.io).

Diese Software soll verschiedene smarte Geräte vereinen, so dass sie alle unter einer Haube stecken. Anstatt jeweils eine Anwendung für die Heizung, das Licht und die Energieversorgung zu verwenden, soll die Software übergeordnet sein. Sie bildet damit die Schnittstelle zwischen den Geräten und mir.

Ich möchte mein Haus mit dem Home Assistant smart machen, bzw. einige der vorhandenen Komponenten dort einbinden. In diesem Artikel möchte ich zunächst auf die Installation von Home Assistant Container eingehen.

Unterschied zwischen Home Assistant und Home Assistant Container

Der mächtige Home Assistant wird gerne auf einem Raspberry Pi installiert. In der Regel verwendet man dafür gleich ein ganzes Image für das Betriebssystem. Das bedeutet, dass man statt des üblichen Raspbian das „Home Assistant Operating System“ installiert.

Der Vorteil liegt darin, dass man den Home Assistant in vollem Umfang nutzen kann. Der Nachteil ist, dass man über ein stark angepasstes OS verfügt. Möchte man noch weitere Software darauf laufen lassen, könnte das zu Konflikten führen.

In meinem Fall laufen noch andere Prozesse auf dem Raspberry. Somit kommt für mich das OS nicht infrage. Stattdessen möchte ich auf Home Assistant Container setzen. Hier läuft die Software über Docker.

Benutzt man den Home Assistant Container, muss man mit Einschränkungen leben. Es ist beispielsweise nicht möglich, Add-ons zu installieren. Der Grund liegt meines Wissens darin, dass Add-ons als (Docker-)Container installiert werden. Und das geht nicht, wenn bereits die Hauptanwendung in einem (Docker-) Container läuft. [Falls das jemand genauer weiß, gerne einen Kommentar hinterlassen!]

Installation von Home Assistant Container

Was man als Vorbereitung braucht, ist ein installiertes Linux-System. In meinem Beispiel ist es Raspbian auf einem Raspberry Pi 4. Dort meldet man sich via SSH an.

Schritt 1: Docker installieren. Gegebenenfalls hat man eine alte Version bereits installiert. Diese muss man entfernen und die aktuelle Version installieren. Dazu wird das Docker-Repository hinzugefügt und die Software daraus installiert. Am Ende wird eine Benutzergruppe „docker“ erstellt (ggf. geschieht das automatisch). Der aktuelle Benutzer – hier nennt er sich pi – wird der Gruppe hinzugefügt.

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg lsb-release
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
echo   "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/debian \
 $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
 
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
sudo groupadd docker
sudo usermod -aG docker pi

Schritt 2: Home Assistant Container installieren. Der folgende Befehl holt sich das entsprechende Image aus dem Dockerhub, lädt es herunter und installiert es. Es ist wichtig, dass der Ordnerpfad für die Konfigurationsdatei korrekt angegeben wird. Wie oben bereits beschrieben, fehlt die Add-on-Funktion. Um die configuration.yaml bearbeiten zu können, muss man an diese Datei herankommen. Mit der Flag -v mountet man einen existierenden Ordner in den Docker-Container und kann damit die Datei weiterhin bearbeiten.

mkdir /home/pi/homeassistant/config
docker run -d \
  --name="homeassistant" \
  --privileged \
  --restart=unless-stopped \
  -e "TZ=Europe/Berlin"
  -v /home/pi/homeassistant:/config \
  --net=host \
  homeassistant/home-assistant:stable

Wer lieber Docker Compose verwendet, kann den folgenden Eintrag in die *.yaml eintragen:

name: smart_home_p10
services:
    home-assistant:
        container_name: homeassistant
        privileged: true
        restart: unless-stopped
        environment:
            - TZ=Europe/Berlin
        volumes:
            - /home/pi/homeassistant:/config
        network_mode: host
        image: ghcr.io/home-assistant/home-assistant:stable

Schritt 3: Docker-Image verwalten. Die gesamte Home Assistant Installation kann man über den Container starten und stoppen. Ein Update führt man ebenfalls über das Docker-Image aus. Die Befehle hierfür lauten folgendermaßen.

# Update installieren
docker pull homeassistant/home-assistant:stable

# Container stoppen und entfernen
docker stop homeassistant
docker rm homeassistant

Schritt 4: Auf Home Assistant zugreifen. Ab jetzt erfolgt die Verwaltung des Home Assistant über die Weboberfläche. Mit http://<IP-Adresse des Raspberrys>:8123 kann man von einem PC des gleichen Netzwerks auf die Installation zugreifen. Änderungen an der configuration.yaml müssen weiterhin über die Systemoberfläche, also z.B. mit nano oder vim über SSH erfolgen.

nano /home/pi/homeassistant/config/configuration.yaml

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Zur Zeit steht Whatsapp stark in der Kritik. Seitdem der Messenger 2014 von Facebook gekauft wurde, ist das Misstrauen gegen die App gestiegen. Das ist zumindest der Eindruck, den ich im Netz und in meinem persönlichen Umfeld erlebe.

Der neueste Aufreger sind die neuen Datenschutz-Regeln, denen man bis 15. Mai 2021 zustimmen muss. Diese erlauben es, dass Facebook die Metadaten von Whatsapp-Chats u.a. für Marketingzwecke zu verwenden.

Diese erlauben es, dass Facebook die Metadaten von Whatsapp-Chats u.a. für Marketingzwecke zu verwenden.

Die Kommunikation erfolgt nach wie vor unter einer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Das bedeutet, dass weder Facebook noch Whatsapp auf die Inhalte der Nachrichten zugreifen können. Allerdings können die Metadaten ausgewertet werden, also wann und wie lange ich die App verwende, mit wem ich schreibe und wie meine Telefonnummer lautet. Das reicht, um meinen Whatsapp-Account gewinnbringend mit meinem Facebook-Profil zu verknüpfen.

Signal, die bessere Alternative zu Whatsapp

Aus diesem Grund gibt es zur Zeit (mal wieder?) viele User, die zu alternativen Messengerdiensten wechseln möchten. Die vermutlich beliebteste Alternative ist aktuell Signal, ein Dienst der von Größen der Technik-Branche empfohlen wird. Auch wir haben Signal schon vor fast genau sieben (!!) Jahren als geeignete Alternative zu Whatsapp empfohlen (damals noch unter dem Namen Chatsecure).

Signal gibt es für Android, Apple i.OS, Windows 10, Mac OS und Linux. Das schöne ist, dass sich das kombinieren lässt. Wie das geht, erkläre ich im nächsten Abschnitt.

Signal für den PC installieren

Die Installation ist nur dann sinnvoll, wenn man Signal auf einem Telefon verwendet. Man wird nach der Installation erlauben, dass die PC-Version mit dem Smartphone gekoppelt wird.

Auf der Webseite https://signal.org/de/download/ gibt es den Downloadlink für die verschiedenen Betriebssysteme. Dort lädt man sich die Version für sich herunter. In diesem Beispiel ist es Windows.

Während der Installation bittet Signal darum, das Smartphone mit der Installation auf dem PC zu koppeln. Dazu wird ein großer QR-Code angezeigt.

In der Smartphone-App öffnet man Signal, tippt oben rechts auf die drei Punkte und öffnet das Einstellungsmenü. Dort gibt es den Unterpunkt Gekoppelte Geräte. Über das große Plus unten rechts kann man das neue Gerät hinzufügen.

Es öffnet sich eine Funktion, mit der der QR-Code vom PC gescannt werden kann. Damit scannt man den QR-Code vom PC und die Einrichtung schließt sich selbst ab.

Kurz danach ist die Einrichtung abgeschlossen. Ab diesem Zeitpunkt können die Nachrichten von beiden Geräten gelesen und geschrieben werden.

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In Excel gibt es viele verschiedene Darstellungen von Zahlenformaten. Am bekanntesten sind wahrscheinlich die Darstellungen von Prozenten und Währungen wie dem Euro zum Beispiel. Es gibt auch die wissenschaftliche Darstellung von Zahlen, die Zehnerpotenzen darstellen können, repräsentiert durch ein kleines e: so wird aus der Zahl 1.000 ein 1e3.

In vielen Fällen hilft das schon sehr gut. Spannender wird es, wenn man die Zahl aber nicht in jede beliebige Zehnerpotenz formatieren will, sondern nur in Dreierschritten. Ein Beispiel:

Ich pflege eine Liste mit elektrischen Widerständen. Diese werden üblicherweise mit SI-Präfixen angegeben, also zum Beispiel 100 Kiloohm (also 100.000 Ohm), geschrieben 100 kOhm. Gibt man in Excel die Zahl 100.000 ein und lässt sie wissenschaftlich formatieren, wird sie als 1e5 angezeigt. Das ist zwar korrket, aber nicht sehr greifbar, schließlich wird der Wert üblicherweise in Kiloohm angegeben. Besser wäre also die Schreibweise 100e3.

Das geht, indem man in Excel die benutzerdefinierte Formatierung eingibt. Dazu klickt man im Ribbon unter dem Reiter „Start“ im Bereich „Zahl“ auf „Zahlenformat“. Im Dropdown wählt man „weitere Zahlenformate“ und wählt dort wiederum „Benutzerdefiniert“. Dort gibt man folgendes ein:

##0E+0

Das war der ganze Zauber. Schon werden die Zahlen in Zehnerpotenzen mit Exponenten in Dreierschritten angezeigt.

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Wer sich im Internet bewegt hat in der Regel auch viele Konten auf vielen Webseiten angelegt. Durch Datenskandale in den letzten Jahren wurden wir User immer wieder auf die Dringlichkeit für sichere Passwörter sensibilisiert. Es gibt viele Grundregeln, an die man sich halten soll. Die wichtigste Regel lautet: Jede Webseite muss ein eigenes Passwort erhalten.

Passwörter organisieren mit Passwort-Manager

Nach spätestens dem dritten, schweren Passwort hat man keine Lust mehr, sich die kryptischen Buchstaben-, Zahlen- und Symbolkombinationen zu merken. Schon gar nicht, wenn man ein Passwort nur selten braucht, etwa das für die Software der Steuererklärung. Ganz einfacher Tipp: ein Passwort-Manager muss her.

KeePass Password Safe – der freie Passwort-Manager

In der Freien-Software-Szene ist KeePass Password Safe weit verbreitet. Die Software ist für viele Plattformen erhältlich, man kann sie auf den Smartphone verwenden und die Verschlüsselung ist weitestgehend akzeptiert. Die Funktionen sind umfangreich, es wird bspw. die „Schwierigkeit“ des Passwort angezeigt und man kann sich Passwörter generieren lassen. Gerade diese Funktion ist sehr nützlich, wenn man sich häufig im Netz registriert.

Verbindung mit Firefox herstellen

Die Handhabung des Passwort-Managers verbessert sich maßgeblich, wenn man ihn mit Firefox verknüpfen kann. Das ständige Kopieren des Passworts für die (sehr unsichere(!!)) Zwischenablage entfällt, wenn man eine direkte Verbindung von Firefox zu KeePass herstellt. Firefox und KeePass lassen sich beide über Plugins erweitern, um diese Verbindung herzustellen. Das möchte ich nun beschreiben.

Für KeePass werden wir das Plugin KeePassRPC verwenden, in Firefox kommt das Plugin Kee zum Einsatz.

Schritt 1: KeePass vorbereiten

Zunächst muss man KeePass öffnen und Tools – Plugins – Get more Plugins aufrufen. Auf der Webseite sucht man nach der Erweiterung KeePassRPC. Diese Erweiterung stellt eine bidirektionale Kommunikation mit anderen Anwendungen her, in unserem Fall Firefox.

Über den Link gelangt man auf die Github-Seite, von der aus man die Plugin-Datei *.plgx herunterladen kann. Die heruntergeladene Datei speichert man im Ordner C:\Program Files (x86)\KeePass Password Safe 2\Plugins

Schritt 2: Firefox vorbereiten

Man klickt oben rechts in Firefox auf das Menü, Addons installieren, Suche nach „Kee – Password Manager“ und bestätigt mit einem Klick auf „hinzufügen zu Firefox„.

Schritt 3: Verbindung autorisieren

Nun schließt man KeePass und öffnet es erneut. Das Firefox-Plugin fragt nun nach einer Autorisierung. Es öffnet sich automatisch ein Fenster, in dem ein Code angezeigt wird. Diesen Code gibt man nun in Firefox ein und bestätigt mit „Verbinden“ – fertig.

Schritt 4: Benutzung des Passwort-Managers mit Firefox

Passwort speichern

Gibt man im Browser Zugangsdaten zum ersten mal ein, fragt Kee mit einem Fenster in der unteren rechten Ecke nach, ob das Passwort gespeichert werden soll. Bestätigt man dies, wird das Passwort in KeePass gespeichert und mit der zugehörigen URL abgelegt.

Passwort eingeben

Sobald man die Loginseite einer Webseite aufruft, füllt Kee die Loginfelder automatisch aus. Man erkennt das auch daran, dass das Kee-Logo neben dem Eingabefeld erscheint. Sollten mehrere Zugangsdaten für die gleiche URL hinterlegt sein, kann man über dieses Symbol zwischen ihnen wechseln. Das funktioniert natürlich nur, so lange KeePass im Hintergrund geöffnet ist.

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Große Bildschrime mit 4K-Auflösung haben ihren Reiz. Das betrachten von Bildern ist viel angenehmer, genau wie deren Bearbeitung. Mehr Pixel bedeuten auch mehr Platz, man kann viele Fenster gleichzeitig geöffnet haben, ohne dass sich die Fenster überdecken.

Es gibt aber auch einen entscheidenden Nachteil: Die auf Pixelanzahl basierenden Schriftarten werden plötzlich sehr klein! Diesen Effekt unterschätzt man gerne, weil man ja denkt: größerer Bildschirm entspricht größerer Schrift! Das ist zwar sehr häufig der Fall, aber nicht bei allen Anwendungen.

Fenster werden größer, Schriften werden kleiner

In den Windows-Anzeigeeinstellungen kann man für das gesamte System die Skalierung einstellen. Auf manchen Laptops mit hochauflösenden Displays ist häufig 150% oder gar 200% eingestellt. Bei machen Anwendungen fühlt es sich daraufhin an, als ob man regelrecht angebrüllt wird. Daher lasse ich die Voreinstellung auf meinem stationären PC bei 100% Vergrößerung und kümmere mich um das einzige Programm, bei dem ich ernsthaft Schwierigkeiten habe: Thunderbird.

Schriftgröße auch für Posteingang und Ordner vergrößern

Die eingebaute Vergrößerung für Thunderbird (Menü, Ansicht, Zoom), Strg + „Plus“ bzw. Strg + „Minus“ funktioniert schonmal. Allerdings wird damit ausschließlich der Nachrichteninhalt vergrößert. Der Posteingang und die Ordner bleiben weiterhin in der kleinen Schriftart.

Abhilfe versprechen Plugins, die sind aber heute (Stand: Juli 2020) nicht mehr mit der aktuellen Thunderbird-Version kompatibel (68.9.0). Zum Glück braucht man aber auch gar kein Addon oder Plugin, um die Schriftart zu vergrößern.

Konfiguration anpassen, kein Addon installieren

Im Experten-Einstellungsmenü findet man die notwendige Einstellung. Man navigiere folgendermaßen:

• Thunderbird-Menü
• Einstellungen >
• Einstellungen
• Erweitert
• Allgemein
• Konfiguration bearbeiten… (das entspricht dem about:config)
  ggf. muss man mit „Ich bin mir der Gefahren bewusst!“ bestätigen.

Dort findet man den Parameter layout.css.devPixelsPerPx, der ist standardmäßig auf -1.0 eingestellt. Diesen Parameter muss man entsprechend anpassen, ich habe mich für 1.2 entschieden, dadurch erhalte ich eine angenehme Vergrößerung aller Schriften in Thunderbird.

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Wenn man eine neue Webseite erstellt oder die bestehende Webseite überarbeiten möchte, ist eine „Coming soon“ oder „Bald gibt es etwas neues“-Seite oft angemessen. Da ich häufig Webseiten mit WordPress gestalte, habe ich hierfür auch eine Idee gesucht.

Den Wartungsmodus kann man in WordPress relativ schön gestalten, wenn man das Plugin WP Maintenance Mode installiert. Das Plugin ist schlank und macht genau das was es soll: eine Coming Soon Seite anzeigen.

Das Plugin ist sehr minimalisitisch und bietet ein paar wenige Features. Ich halte mich dabei gerne an die Regel „weniger ist mehr“. Das bedeutet, dass ich meistens nur ein Bild anzeigen lasse. Es gibt noch mehr Möglichkeiten, zum Beispiel ein Countdown und die Möglichkeit, Text zu schreiben. Mir genügt lediglich das Bild.

Ein responsive-Bild lädt man übrigens über den Hintergrund hoch. Er wird standardmäßig über CSS so formatiert, dass immer die volle Breite des Fensters verwendet wird.

background-size: cover;

Manche Bilder wirken aber besser, wenn man die volle Höhe anzeigt und die Ränder links und rechts abschneidet. Das kann man machen, wenn man folgenden Code im Plugin-Editor in die Datei wp-maintenance-mode/includes/functions/helpers.php einfügt:

/**
 * Add code inside <head></head>
 */
function wpmm_add_code_to_head() {
    ?>
    <style>
		.background {background-size: contain;}
    </style>
    <?php

}
add_action('wpmm_head', 'wpmm_add_code_to_head', 10, 1);

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Wenn das NAS ordnungsgemäß aufgestellt, mit Festplatten oder SSD bestückt wurde, am Netzwerk hängt und mit Strom versorgt wird, kann man es einrichten.

Für Synology bedeutet das, dass man http://find.synology.com aufruft. Wie auch immer das funktioniert, aber kurz darauf befindet man sich tatsächlich auf dem NAS im Heimnetzwerk und kann es über dessen IP einrichten. Um das Betriebssystem zu installieren, folgt man ausschließlich dem Assistenten, hier gibt es nichts zu ergänzen.

RAID 0, RAID 1, RAID 5 und Synology Hybrid RAID (SHR)

In meinem DS218j befinden sich zwei NAS-Festplatten von Western Digital. Ich habe zwei 4 TB Festplatten eingebaut. Im Westentlichen habe ich damit folgende Möglichkeiten, die Festplatten zu verwenden.

RAID 0

Die Festplatten werden in Reihe geschaltet. Ihre Kapazität entspricht der Summe der Festplatten.

Achtung: Wenn eine der beiden Festplatten kaputt geht, sind diese Daten verloren. In diesem System gibt es keine Ausfallsicherheit.

RAID 1

Die Festplatten werden gespiegelt. Was auf der einen Festplatte gespeichert wird, wird auch auf die zweite gespeichert. Die Kapazität entspricht der Kapazität der kleinsten Festplatte.

Geht eine der beiden Festplatten kaputt, kann man über die zweite die Daten wiederherstellen.

Synology Hybrid Raid (SHR)

Diese Art von RAID greift den Nachteil des RAID 1 auf. Beim RAID 1 richtet sich die Gesamtkapazität nach der Kapazität der kleinsten Festplatte. Sollten größere HDD im Verbund eingebaut sein, wird deren restliche Kapazität nicht genutzt.

Das SHR nutzt bei ungleichgroßen Festplatten im Verbund die ungenutzte Kapazität und füllt sie mit weiteren Kopien auf. Die größeren Festplatten werden in weitere Volumes aufgeteilt. Dadurch soll sich eine höhere Redundanz ergeben.

Mein Fazit

Ich verwende für mein System zwei gleichgroße Festplatten. Mir ist Ausfallsicherheit wichtig, darum möchte ich nicht RAID 0 verwenden. Außerdem möchte ich mich nicht auf eine vermutlich proprietäre Redundanzlösung verlassen, sondern bei einem halbwegs offenen Konzept bleiben. Dadurch dass ich sowieso nur gleichgroße Speichermedien verwende, bleibt für mich somit RAID 1 als Sieger übrig.

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Ein NAS zu verwenden ist in vielen Situationen sinnvoll. Wenn man beispielsweise mehrere netzwerkfähige Geräte verwendet, seien es PCs, Tablets oder Fernseher, können alle Geräte auf den gleichen Speicher zugreifen. Dort gespeicherte Dateien, beispielsweise Urlaubsfotos, können dann auf allen diesen Geräten angezeigt werden.

Meine Motivation ist allerdings vor allem der redundante Festplattenspeicher. Ich verwende ein NAS mit zwei Festplatten. Ich werde sie so konfigurieren, dass beide Festplatten sich gegenseitig spiegeln, also exakt die gleichen Daten speichern. Das nennt sich RAID 1 (Redundant Array of independent disks). Fällt eine der beiden Festplatten aus, kann sie ersetzt werden und die Daten sind noch auf der zweiten Festplatte gespeichert.

NAS kaufen vs. Raspberry Pi Eigenbau

Das aktuelle Einstiegsmodell von Synology, DS218j, genügt für mich allemal. Ich werde einen relativ geringen Traffic darauf laufen lassen und brauche dort keine übermäßige Rechenleistung (momentan habe ich keinen Bedarf an Videocodierung oder anderen aufwendigen Berechnungen). Ich kann von meinen Geräten im Heimnetzwerk darauf zugreifen und haben die besagte Ausfallsicherheit durch das RAID 1.

Andere Hersteller kommen natürlich auch in Frage. Für meine Bedürfnisse ist es schon beinahe egal, wer das NAS herstellt. Ich habe mich für den Hersteller entschieden, der in meinem Bekanntenkreis bereits verwendet wird.

Prinzipiell gibt es sogar die Möglichkeit, das NAS über ein Raspberry Pi selbst zu bauen. Das Betriebssystem OpenMediaVault kann man das sogar recht komfortabel umsetzen. Ein halbwegs neuer Raspberry Pi und externe Festplatten genügen, schon kann man die Low Budget Variante selber bauen. Die Einrichtung funktioniert anschließend über den Browser, so wie es auch in den kommerziellen Varianten der Fall ist.

Ich entschied mich für die kommerzielle Variante. Das ist – zugegeben – eher untypisch für mich und das Blog. Normalerweise bin ich eher der Bastler, der gerne solche Systeme selber baut. In diesem speziellen Fall war mir die Kaufvariante allerdings lieber.

NAS-Festplatten vs. Deskop-Festplatten

Die zweite Frage, nachdem die Entscheidung auf die Diskstation DS218j gefallen ist, lautet: welche Festplatten werde ich verwenden?Die sogenannten NAS-Festplatten sind robuster ausgestattet als die typischen Desktop-Festplatten. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Typen sind die folgenden:

• Drehzahl: NAS-HDD laufen langsamer als Desktop-HDD. Sie sind dadurch ruhiger, verbrauchen weniger Energie und erwärmen sich nicht so stark.
• Montagebohrungen: Nicht jede HDD hat die passenden Befestigungsmöglichkeiten für die Rahmen in einem NAS.
• Firmware: NAS-HDD können mit dem RAID-Controller über ausgefallene Sektoren kommunizieren.
• Vibrationen: NAS-HDD haben manchmal einen Virbationssensor, der bei zu starken Vibrationen im Gehäuse die HDD herunterfährt. Außerdem sind die „besseren“ NAS-HDD zusätzlich mit Vibrationsdämpfern ausgestattet.

Ich habe mal letztendlich für die NAS-Version von Western Digital entschieden (WD Red). Aus meiner Sicht sind alle HDD-Hersteller gleichbedeutend, es hätte genauso gut Seagate oder Sandisk oder etwas anderes werden können. Die NAS-Festplatten kosten nur unwesentlich mehr als die Desktop-Version.

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Die Sicherheit einer Webseite ist ein sehr wichtiges Thema. Man muss sich stets darum kümmern, auch wenn es lästig sein kann. Wer seine Webseite mit WordPress betriebt hat es auf der einen Seite sehr einfach, auf der anderen Seite aber auch wieder schwierig.

Die Sicherheitsvorteile, die WordPress mit sich bringt

WordPress ist sehr weit verbreitet. Millionen von Webseite laufen über diese Software. Die Entwicklung findet in einer sehr aktiven Community statt. Darin sind viele Sicherheitsexperten, die sich um das Beheben von Sicherheitslücken kümmern. Da diese Software so stark entwickelt wird, bleiben Sicherheitslücken nicht lange offen sondern werden zeitnah geschlossen.

Durch die Popularität von WordPress wird es für Angreifer aber auch wieder attraktiv, die Software zu knacken. Denn hat man einmal eine Lücke gefunden, kann man sie bei vielen Webseiten verwenden. Und schon sind wir beim typischen Katz-und-Maus-Spiel zwischen Hackern und Sicherheitsexperten.

Die Sicherheit von WordPress erhöhen

Mit den folgenden Artikeln habe ich Möglichkeiten gezeigt, wie man typische Eintrittstore von WordPress ausfindig macht und wie man wieder schließen kann. Die Goldene Regel der Sicherheit für jegliche Software lautet: Updates installieren, Updates installieren und Updates installieren. Alles weitere habe ich in einzelnen Artikeln zusammengefasst.

WordPress sichern mit .htaccess

Mit der Datei .htaccess auf dem Webserver kann man WordPress serverseitig absichern. Die Angreifer möchten mit ihren Botnetzen das Passwort der Benutzer erraten. Wenn wir unsere Anmeldeseite von WordPress einfach hinter die abschließbare Tür unseres Servers packen, erhöhen wir die Eintrittshürde für Angreifer erheblich. Wie das geht und wie man das ganz genau Installiert, habe ich in einer Schritt-für-Schritt-Anleitung zusammengefasst.

WordPress: xmlrpc.php deaktivieren

Bei Softwareentwicklern und auch bei Angreifern ist die xmlrpc.php von WordPress sehr beliebt. Sie ist eine Schnittstelle für die Entwickler, worüber sie auf viele Funktionen von WordPress zurückgreifen können. Für Hacker ist das ein gefundenes fressen, denn sie können die Datei verwenden, um massenhaft Passwortanfragen zu stellen. In dieser Anleitung erkläre ich, warum die xmlrpc.php so gefährlich ist und wie man sie deaktivieren kann.

WordPress Sicherheitslücken finden mit wpscan

Die Goldene Regel der Sicherheit lautet Updates, Updates, Updates. Doch manchmal verliert man den Überblick über die Software, die in WordPress so eingebunden wird. Dazu zählen natürlich die Plugins, aber auch die Themes von WordPress. Man kann nicht nur im Backend von WordPress erkennen, welche Softwareversion die Plugins haben. Auch über das Frontend bzw. Schnittstellen vom Server kann man die Softwareversionen, und damit den Sicherheitsstatus, erkennen. Was man mit dem Programm wpscan so alles sieht und wie man es verwendet, wird in dieser Anleitung erklärt.

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WordPress ist ein weit verbreitetes Content-Management-System. Eine sehr große Anzahl an Webseiten weltweit werden damit erstellt. Früher war es rein für Blogs gedacht, doch der weite Umfang der Funktionen, die einfache Handhabbarkeit und die Vielzahl an Erweiterungen hat dazu geführt, dass auch vollwertige Webseiten auf WordPress aufbauen.

Viele der Administratoren sind Laien und lassen sich von der Einfachheit der Software überzeugen. Leider werden so auch oft Updates vernachlässigt und sich auch sonst sehr wenig um die Sicherheit gekümmert. Diese Faktoren – starke Verbreitung, laienhafte Admins, Vielzahl an Plugins – macht WordPress auch attraktiv für Angreifer.

Bruteforce-Angriffe sind bei WordPress-Admins sehr bekannt. Unbekannte versuchen, häufig mit osteuropäischen IPs, durch plumpes Raten die Passwörter zu erhalten. Dabei setzen sie Bots ein, die selbstständig lange Listen an Passwortvorschlägen abarbeiten und so hoffen, das richtige Passwort zu erraten. Der Schutz der wp-login.php über .htaccess ist zumindest der erste Schritt, dieses Verfahren einzudämmen. Doch es gibt noch ein weiteres, sehr großes Fenster, über das Angreifer Eintritt suchen: die xmlrpc.php.

Was ist die xmlrpc.php?

Unter XML-RPC (Extensible Markup Language Remote Procedure Call) versteht man eine Schnittstelle zwischen einem System (hier WordPress) und externen Funktionen. Sie kümmert sich beispielsweise um Pingbacks, also ein- und ausgehende Mitteilungen von anderen Webseiten. Außerdem greifen verschiedene Plugins (wie beispielsweise Jetpack) oder Apps darauf zu. Es ist sozusagen die Schnittstelle zur Außenwelt.

Das wird uns Betreibern nur dann zum Verhängnis, wenn jemand versucht sie zu missbrauchen. Denn abgesehen von den gewollten Funktionen kann man diese Schnittstelle auch für Bruteforce Methoden verwenden. Hier können Angreifer gleich eine Vielzahl an Passwörtern ausprobieren, um das richtige zu erraten.

Seit WordPress 3.5 ist die Datei standardmäßig aktiviert. Vorher musste man im Admin-Panel  die Funktion aktivieren.

Warum sollte man die xmlrpc.php deaktiveren?

Die xmlrpc.php hat die primäre Funktion, WordPress zu vernetzen und Funktionen von außerhalb des Admin-Panels zu verwenden. Etliche Plugins brauchen diese Funktion, doch lange nicht jeder Benutzer verwendet solche Erweiterungen. Gerade wer WordPress eher als statische Seite verwendet, kann in der Regel auf die Funktionen der xmlrpc.php verzichten. In diesem Fall bietet sie Angreifern eine potentielle Zielscheibe und macht damit die Seite unsicher.

So deaktiviert man die xmlrpc.php in WordPress

Es gibt zwei Wege, wie man die Datei sinnvoll deaktiviert. Der erste davon beschreibt, wie man die Funktion „von innen heraus“ deaktiviert. Dazu editiert man die functions.php des aktuellen Themes und fügt dort folgenden Codeschnipsel hinzu.

/* Disable XMLRPC */
add_filter( 'xmlrpc_enabled', '__return_false' );

Die zweite Variante verhindert den Zugriff auf die Datei grundsätzlich. Hierzu ergänzt man die .htaccess-Datei, die man schon zur Beschränkung der wp-login.php verwendet hat, um folgende Textzeilen.

<Files xmlrpc.php>
 Order Deny,Allow
 Deny from all
 </Files>

Jetzt ist intern die Dateifunktion deaktiviert und auch von außen kann niemand mehr darauf zugreifen. Um seinen Erfolg zu überprüfen, kann man mit wpscan seine WordPress-Installation auf Sicherheitslücken überprüfen und so sehen, ob die xmlrpc.php noch zugänglich ist.

Weitere Schutzmaßnahmen

Die wichtigsten Schutzmaßnahmen für WordPress sind die gleichen wie für jede andere Anwendung auch: Verwendet sichere Passwörter und haltet die Software auf dem neuesten Stand, vor allem wenn sicherheitsrelevate Updates erschienen sind.

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WordPress ist ein Content-Management-System (CMS), das sich sehr weit verbreitet hat. Die Einfachheit der Installation und Bedienung hat stark dazu beigetragen, dass sich WordPress im Internet zu einer starken Größe etabliert hat. Viele Webseiten sind damit ausgestattet.

Kleine Firmen nutzen für ihre erste Webseite dieses CMS, denn mit nur wenigen Klicks ist die Internetseite erstellt und mit den vielen Plugins lässt sich der Funktionsumfang stark erweitern.

Die große Verbreitung von WordPress macht die Software interessant für Angreifer. Hacker freuen sich regelrecht auf so weit verbreitete Systeme. Wenn dort eine Sicherheitslücke bekannt wird, lassen sich gleich viele Webseiten angreifen und vielleicht sogar übernehmen. Umso wichtiger ist es, solchen Angriffen aus dem Internet vorzubeugen und zu wissen, wie sicher die eigene WordPress-Installation ist.

Eigene Webseite auf Sicherheitslücken untersuchen und vor Angreifern schützen

Um die eigene Webseite vor Angreifern zu schützen, gibt es verschiedene Wege. Der wichtigste Punkt ist es, die Software aktuell zu halten und regelmäßig die Updates zu installieren. Außerdem sind schwierige Passwörter wichtig für das Sicherheitskonzept. Die besten Sicherheitsmaßnahmen nützen nichts, wenn die Passwörter leicht zu erraten sind.

Um die Sicherheit auf der eigenen Webseite zu erhöhen, muss man zunächst die Schwachstellen kennen. Die Sicherheitslücken von WordPress kann man mit dem Programm wp-Scan aufdecken. Das kleine Tool untersucht WordPress-Installationen und zeigt Sicherheitslücken auf. Solche Scans sollte man von Zeit zu Zeit durchführen, um den Überblick zu behalten.

Um einen Angreifer entgegentreten zu können, sollte man seine Werkzeuge kennen. Wenn man diese Werkzeuge kennt, kann man sie selbst einsetzen und kämpft mit gleichen Waffen. wpscan ist dann schon der erste wichtige Schritt. Denn diese Software wird gerne verwendet, um verwundbare WordPress-Seiten zu finden.

Sicherheitsmaßnahmen überprüfen

Es gibt viele Plugins, die einem höhere Sicherheit für WordPress versprechen. Es gibt zum Beispiel Erweiterungen, die die WordPress-Version der Webseite verschleiern sollen. Außerdem können angeblich Benutzernamen versteckt werden. Auch den Namen „admin“ sollte man vermeiden.

Diese Sicherheitsmaßnahmen sind sehr gut, doch ihre Wirksamkeit kann man nicht einfach überprüfen. Mit wpscan kann man es, denn das versucht über verschiedene Wege, Infos aus der Webseite zu crawlen. Die Sicherheitsmaßnahmen der Plugins kann man sofort feststellen, indem man seine Seite mit wpscan überprüft.

Installation von wpscan

Wpscan ist ein Projekt für UNIX und ist leider nicht auf Windows lauffähig. Um es unter Windows nutzen zu können, könnt ihr euch in einer Virtuellen Box eine Linuxdistribution installieren und von dort aus mit der Anleitung fortfahren.

Schritt 1: Die Installation der Abhängigkeiten von wpscan könnte ihr unter Ubuntu mit folgendem Befehl tun. Das Projekt läuft über git, daher wird es mit installiert.

sudo apt-get install git libcurl4-openssl-dev libxml2 libxml2-dev libxslt1-dev ruby-dev build-essential libgmp-dev zlib1g-dev

Schritt 2: Das Programm selbst installiert man mit folgenden Befehlen in der Kommandozeile:

git clone https://github.com/wpscanteam/wpscan.git
cd wpscan
sudo gem install bundler && bundle install --without test

Schritt 3: Ausführen kann man das Program mit folgenden Befehlen. Es gibt jetzt eine Liste mit interessanten Meta-Informationen über die WordPress-Seite aus: Welche Version ist installiert, welches Theme, welche Plugins und welche Versionen jeweils. Es zeigt sogar an, ob es die aktuelle Version ist, oder ob es Updates davon gibt.

Unsichere WordPress Plugins, Themes und Benutzer entdecken

ruby wpscan.rb --update
ruby wpscan.rb --url http(s)://www.deineSeite.com --enumerate p

Die Ausgabe sieht danach etwa so aus.

Gleiches Prinzip gilt für die Suche nach installierten Themes

ruby wpscan.rb --url http(s)://www.deineSeite.com --enumerate t

oder nach Benutzern

ruby wpscan.rb --url http(s)://www.deineSeite.com --enumerate u

Fazit

Das Programm ist sehr mächtig und zeigt einem erstmal, wie verwundbar eine WordPressseite eigentlich ist. Dadurch wird es offensichtlich: man sollte seine Installation sauber halten. Je mehr Plugins man installiert, desto angreifbarer wird die Seite. Jedes Plugin birgt potentielle Sicherheitslücken, die mit wpscan offensichtlich werden.

Es ist wichtig, die Webseite abzusichern. Wenn die Webseite übernommen wird, können Kriminelle ihre verbotenen Daten über den Server verteilen. So wird man schnell zum Mittäter, was sehr gefährlich werden kann.

Ein Schritt gegen Brute-Force Attacken ist der Schutz der wp-login.php, der Schlüsseldatei beim regulären Login auf WordPress. In einem Artikel zu diesem Thema erläutere ich, wieso es so wichtig ist, diese Datei zu schützen. Außerdem zeige ich, wie man mit der .htaccess-Datei die Schutzfunktion von Apache nutzt, um die wp-login.php vor Brute-Force-Angriffen zu schützen.

Weitere Sicherheitsmaßnahmen sind wichtig. Diese kann man mit wpscan direkt testen, was die Wirksamkeit sofort zeigt. Um die Sicherheit von WordPress zu verbessern, sollte man sich mit wpscan befassen.

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