{"id":8,"date":"2022-01-08T16:24:00","date_gmt":"2022-01-08T15:24:00","guid":{"rendered":"https:\/\/svenczaja.de\/?p=8"},"modified":"2026-01-16T19:17:16","modified_gmt":"2026-01-16T18:17:16","slug":"sonnenzeiten-mit-dem-raspberrry-pi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/svenczaja.de\/index.php\/2022\/01\/08\/sonnenzeiten-mit-dem-raspberrry-pi\/","title":{"rendered":"Sonnenzeiten mit dem Raspberrry Pi"},"content":{"rendered":"\n
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Nachdem der Webserver meiner nahegelegenen Wetterstation vermutlich aufgrund Log4j mehrere Tage ausgeschaltet war, kam die Idee die Lichtstunden am Tag selbst zu messen.<\/p>\n\n\n\n

Als Sensor habe ich dann schnell den G5516 Fotowiederstand mit einem fertigen Sensor Modul LM393 gefunden. Dieser hat 4 Anschl\u00fcsse. VCC, GND, Digital Out, Analog Out. Es gibt solche Module auch mit 3 Anschl\u00fcssen, dort fehlt dann der analoge Ausgang. Den ben\u00f6tigen wir hier in der Tat nicht.<\/p>\n\n\n\n

Den Sensor bekommt man eigentlich \u00fcberall, einfach im Internet danach suchen. So sieht er aus:<\/p>\n\n\n\n

\"Lichtsensor\"<\/figure>
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Das kleine Potentiometer kann mit einem kleinen Kreuzschraubendreher eingestellt werden. Dieser entscheidet \u00fcber den Grenzwert ab welcher Lichthelligkeit am digitalen Eingang ein Signal ausgegeben wird.
Das sch\u00f6ne ist, dass eine 2. LED (auch gr\u00fcn) auf dem Modul angeht, sobald die Lichtgrenze \u00fcberschritten wird. Daher kann man den Grenzwert sehr bequem direkt am Modul einstellen.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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Anschluss RaspberryPi GPIO Leiste:<\/strong>
VCC kommt auf den 3,3V GPIO Pin
GND kommt auf einen Masse GPIO Pin
DO kommt an einen freien GPIO Port Ich hab mich f\u00fcr den GPIO Pin 7 (GPIO 4) entschieden.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\"sensorlichtpinbelegung\"<\/figure>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
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\"sensorlichtpinbelegung2\"<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Die RaspberryPi Pin Belegung findet Ihr auch bei Wikipedia, wer sich da noch nicht sicher ist.
https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:Raspberry-pi-gpio.png<\/a><\/p>\n\n\n\n

Ich habe den Sensor also bei Sonnenlicht mit dem Poti eingestellt, somit ist die Hardware startklar. Also weiter auf dem RaspberryPi mit der Software. \ud83d\ude42<\/p>\n\n\n\n

Auf meinem RaspberryPi kommt Raspbian in der Version 9.13 (stretch) zum Einsatz. \u00c4ltere oder neuere Versionen sollten auch funktionieren.
Zudem muss wiringpi installiert sein. (apt install wiringpi)<\/p>\n\n\n\n

Nun kann man sich den Status schon mal von allen GPIOs anschauen mit<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Hier sehen wir, dass aktuell der GPIO 4 (Pin 7) auf 1 steht. Aktuell ist es finstere Nacht drau\u00dfen. Der Sensor liefert eine 1 bei unterschreiten des Schwellwertes und eine 0 bei \u00fcberschreiten dessen. Sprich der Wert ist logisch invers.
0 = Licht\/Sonne An
1 = Licht\/Sonne Aus<\/p>\n\n\n\n

Grunds\u00e4tzlich sollte man den GPIO immer vorher in einen definierten Modus schalten. IN steht dabei f\u00fcr INPUT Sensor, sprich dieser liefert Daten. UP ist der PullUp-Widerstand. Der Pullup-Widerstand wird hier dazu verwendet, den Eingang auf einen definierten Wert (hier 1) zu \u201eziehen\u201c.<\/p>\n\n\n\n

pi@raspberrypi ~ $ gpio -g mode 4 in\npi@raspberrypi ~ $ gpio -g mode 4 up<\/pre>\n\n\n\n
Auslesen kann man den GPIO dann einfach mit dem folgenden Befehl. Dieser liefert 1 zur\u00fcck. Wie gesagt, aktuell ist Nacht.<\/p>\n\n\n\n
pi@raspberrypi ~ $ gpio -g read 4\n1<\/pre>\n\n\n\n
Daher nutze ich dann ein ganz einfaches Shell Script, dass die Werte dann gleich invertiert.<\/p>\n\n\n\n
pi@raspberrypi ~ $ cat \/usr\/local\/bin\/lightsensor.sh<\/strong> 
#!\/bin\/bash
 
gpio -g mode 4 in
gpio -g mode 4 up

# kein Licht heisst 1
# Licht an heisst 0
# daher invert it 

wert=$(gpio -g read 4) \t  

case $wert in 
\t0) 
\t\techo \"1\";
\t\t;;
\t1)
\t\techo \"0\";
\t\t;;
esac<\/pre>\n\n\n\n
Diese Abfrage habe ich dann einfach in mein Zabbix als Item integriert.<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
Das Ganze sieht dann als Graph wie folgt aus. (War ein recht sonniger Tag trotz Winter)<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>
\n
Den Sensor hab ich dann in ein noch rumliegendes Geh\u00e4use, was vorher einen Bewegungssensor inne hatte, transferiert. Die \u00d6ffnung habe ich dann mit Tesa verschlossen, braucht ja nur Licht, aber besser kein Wasser. \ud83d\ude42<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n
Standort gew\u00e4hlt, wo kaum Verschattung auftritt, das ist gar nicht so einfach, aber f\u00fcr meine Bed\u00fcrfnisse passt das an der S\u00fcdseite meiner Garage und dort am Dach.<\/p>\n\n\n\n
Da es nat\u00fcrlich Situationen geben kann, wo es sehr wolkig ist und das Sonnenlicht innerhalb 1 Minute durchaus mal aus\/an\/aus\/an … gehen kann, hab ich noch ein 2. Script geschrieben. Dies ermittelt somit das Sonnenlicht innerhalb einer Minute und misst sek\u00fcndlich. Dadurch ergibt sich dann ein Maxwert von 60, wenn die Sonne die ganze Minute scheint. Sollte sie nur teilweise in der Minute dagewesen sein, ergibt sich ein Wert kleiner 60 z.b 35.
Der Wert wird dann nach 1 Minute in eine Datei \/tmp\/light geschrieben, den ich wiederum dann mit Zabbix regelm\u00e4\u00dfig auslese. Hier das Script<\/p>\n\n\n\n
pi@raspberrypi \/usr\/local\/bin $ cat lightsensor2.sh<\/strong>
#!\/bin\/bash

DEBUG=0

gpio -g mode 4 in
gpio -g mode 4 up

# kein Licht heisst 1
# Licht an heisst 0
# daher invert it 

lightsum=0
i=0

while true
do

  wert=$(gpio -g read 4) \t  

  case $wert in 
\t0) 
                if [ $DEBUG -eq 1 ]; then echo \"licht an $i\"; fi
\t\twert=1;
\t\t;;
\t1)
                if [ $DEBUG -eq 1 ]; then echo \"licht aus $i\"; fi
\t\twert=0
\t\t;;
  esac

  let lightsum=$lightsum+$wert
  let i=$i+1
  sleep 1;

  if [ $i -eq 60 ]; then
     echo $lightsum > \/tmp\/light
     if [ $DEBUG -eq 1 ]; then echo \"lighsum = $lightsum\";fi
     i=0;
     lightsum=0;
     if [ $DEBUG -eq 1 ]; then echo \"60s um ... reset\"; fi
  fi

done;<\/pre>\n\n\n\n
So sieht das dann im Zabbix Graph aus.<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
So die Config im Zabbix.<\/p>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
Die Daten lassen sich dann nach einem Jahr sicherlich auch gut f\u00fcr die Berechnung einer Fotovoltaik Anlage nutzen, sprich womit so ungef\u00e4hr zu rechnen ist. Denn der Standort einer solchen Anlage ist eben auch stark von Verschattung abh\u00e4ngig und wie oft man in seinem Dorf\/Stadt\/Standort \u00fcberhaupt Sonne hat. Ich habe die Sonnenstunden schon oft gebraucht, um festzustellen, warum im Haus die Temperatur steigt, obwohl nicht mehr geheizt wird. Sprich man kann damit die solaren Gewinne feststellen und wie lange diese im Haus bleiben. Zumindest dann wenn man gleichzeitig die Temperatur im Haus sowie Au\u00dfen und den Gasverbrauch misst. \ud83d\ude09<\/p>\n\n\n\n
Andere Anwendungsf\u00e4lle sind z.B. Rolladenschaltung bei Lichteinfall, Auswertungen in welchen Zimmern wie oft und lange das Licht eingeschaltet wird usw.<\/p>\n\n\n\n
Verteilung per Ansible gew\u00fcnscht?<\/strong><\/p>\n\n\n\n
# cat \/etc\/ansible\/lightsensor.yml<\/strong> 
---
- name: Transfer lightsensor Scripts
  hosts: raspberrypi.home
  become: yes
  tasks:
     - name: Transfer the lightsensor script 
       copy: src=\/etc\/ansible\/lightsensor\/lightsensor.sh dest=\/usr\/local\/bin\/lightsensor.sh owner=root group=root mode=0755
     - name: Transfer the lightsensor2 script  
       copy: src=\/etc\/ansible\/lightsensor\/lightsensor2.sh dest=\/usr\/local\/bin\/lightsensor2.sh owner=root group=root mode=0755
     - name: Transfer the check_lightsensor2 script  
       copy: src=\/etc\/ansible\/lightsensor\/check_lightsensor2.sh dest=\/usr\/local\/bin\/check_lightsensor2.sh owner=root group=root mode=0755
     - name: Transfer cron.d Entry for automatic start at reboot
       copy: src={{ item }} dest=\/etc\/cron.d\/
       with_fileglob:
         - cron.d\/lightsensor
     - name: kill all running lightsensor2 process
       shell: \"killall lightsensor2.sh --wait\"
       ignore_errors: true # In case there is no process
     - name: kill all running gpio 4 process
       shell: \"killall -r 'gpio*4*' --wait\"
       ignore_errors: true # In case there is no process
     - name: Start lightsensor2 in Backgroud
       become_user: pi
       shell: \"(\/usr\/local\/bin\/lightsensor2.sh >\/dev\/null 2>&1 &)\"
       async: 10
       poll: 0<\/pre>\n\n\n\n
Das Ganze transferiert die beiden lightsensor Scripte, beendet evtl. laufende lightsensor Prozesse und GPIO Prozesse, um dann das lightsensor2 Script im Hintergrund zu starten. Im cron.d wird der Start des lightsensor2 Scripts nach einem Reboot hinterlegt. Daneben wird ein check_lightsensor2 Script hinterlegt, dies pr\u00fcft per Cron einmal in der Nacht, ob das Script noch l\u00e4uft und startet es notfalls nach.<\/p>\n\n\n\n
# cat \/etc\/ansible\/lightsensor\/check_lightsensor2.sh<\/strong> 
#!\/bin\/bash

if [ $(pidof -x lightsensor2.sh | wc -w) -lt 1 ]; then
   \/usr\/local\/bin\/lightsensor2.sh &
   \/usr\/bin\/logger \"$date Restart ligtsensor2.sh (lightsensor2:check)\"
fi<\/pre>\n\n\n\n
# cat \/etc\/ansible\/cron.d\/lightsensor <\/strong>
PATH=\/bin:\/usr\/bin:\/sbin:\/usr\/sbin

# at reboot lightsensor2.sh
@reboot\t\tpi  \/usr\/local\/bin\/lightsensor2.sh &
0 0\t* * *\tpi  \/usr\/local\/bin\/check_lightsensor2.sh<\/pre>\n\n\n\n
Anmerkungen und Fragen gerne per E-Mail an -> info AT svenczaja.de<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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