Installation

Docker

Für das Projekt wird Docker verwendet. Bevor die Docker Engine installiert werden kann, muss das Docker apt repository beim Raspberry Pi wie folgt angelegt werden:

# Add Docker's official GPG key:
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# Add the repository to Apt sources:
echo \
  "deb [arch="$(dpkg --print-architecture)" signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/debian \
  "$(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME")" stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update

Als nächstes muss Docker installiert werden. Dies kann beim Raspberry Pi durch folgenden Befehl gemacht werden:

sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin docker-compose

Alle folgenden Befehle, die mit docker-compose beginnen, müssen in dem Ordner ausgeführt werden, der die docker-compose.yml beinhaltet.

Beim Bauen vom Dockerfile konnte öfters dl-cdn.alpinelinux.org nicht aufgelöst werden, dabei half es, während des Bauens folgenden Befehl auszuführen:

ping dl-cdn.alpinelinux.org

Zum Starten des Projekt-Containers wird dann folgender Befehl verwendet:

sudo docker-compose up -d

Während der Entwicklung kann folgender Befehl zum Starten des Containers verwendet werden:

sudo docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.dev.yml up -d

Zum Beenden des Containers kann folgender Befehl verwendet werden:

sudo docker-compose down

MQTT

Passwort setzen

Zum Setzen des Passworts für einen $USERNAME muss der nachfolgende Befehl ausgeführt werden. Dieser Befehl muss im Ordner ausgeführt werden, in dem auch die docker-compose.yml Datei liegt. Der angegebene Benutzername und das dazugehörige Passwort müssen dann in der .env-Datei eingefügt werden und entsprechend für die esp-clients angepasst werden.

sudo docker-compose exec mqtt mosquitto_passwd -c /mosquitto/config/mosquitto.passwd $USERNAME

Sollte die Passwortdatei noch nicht existieren, muss in der mosquitto/conf/mosquitto.conf die letzte Zeile auskommentiert werden (mit #). Nach dem Erstellen von Benutzername und Passwort muss die Auskommentierung wieder rückgangig gemacht werden.

Einstellungen

RP als Accesspoint

Allgemeine Konfiguration Raspberry:

Hostname: postmelder

Benutzername: administrator

Passwort: postmelder

Online Anleitung

1. WLAN aktivieren

  sudo raspi-config

WLAN country Germany eingestellt

2. Wifi-Interface im Networkmanager aktivieren

sudo nmcli con add con-name hotspot ifname wlan0 type wifi ssid "Postmelder-Wifi"

3. Accesspoint-Sicherheitseinstellungen und Passwort festlegen

sudo nmcli con modify hotspot wifi-sec.key-mgmt wpa-psk
sudo nmcli con modify hotspot wifi-sec.psk "postmelder"

4. Als Accesspoint konfigurieren

sudo nmcli con modify hotspot 802-11-wireless.mode ap 802-11-wireless.band bg ipv4.method shared

5. SSID verstecken

Mit folgendem Befehl kann die SSID versteckt werden. (true: versteckt; false: öffentlich)

sudo nmcli con modify hotspot 802-11-wireless.hidden true

Nach dem Ausführen des Befehls muss der RaspberryPi neugestartet werden, um die Änderung zu übernehmen.

sudo reboot

6. Weitere Einstellungen

Weitere Einstellungen können mit folgendem Befehl getätigt werden:

sudo nmtui

Elektrischer Aufbau

ESP32 und Wägezelle

Zum Einsatz kommt ein ESP32 DevkitC V4 und eine 5kg-Wägezelle mit dem HX711 Wägezellenverstärker. Als Statusanzeige dient eine Common-Kathode RGB-LED.

Gibt die Waage unlogische Werte aus oder schwankt der Messwert ständig, liegt das wahrscheinlich an schlechtem elektrischen Kontakt der Wägezelle zum Verstärker. Das kann behoben werden, indem die gecrimpten Stecker an der Wägezelle nachgepresst werden.

Raspberry Pi

Zum Einsatz kommt ein Raspberry Pi 4B. Als Statusanzeige dient eine Common-Kathode RGB-LED.

Konfiguration und Anzeige der Postfächer

Zur Konfiguration der Postfächer steht eine Website zur Verfügung. Diese ist erreichbar unter http://POSTMELDER_IP:8080 (Client und Raspberry Pi müssen im selben Netzwerk sein, z.B. Client im Postmelder-Wifi). Des Weiteren unterstüzt die Website eine automatische Erkennung von neuen Postfächern, welche dann entsprechend konfiguriert werden können (siehe folgende Punkte).

E-Mail

Zum Senden der E-Mail muss ein SMTP-Sender hinzugefügt werden. Dies ist in der folgenden Ansicht möglich.

Postfach

Des Weiteren ist es möglich, den Text sowie den Titel der E-Mail Benachrichtigung für jedes einzelne Postfach zu bearbeiten. Dies geschieht in folgender Ansicht. Hierbei werden auch Variablen unterstüzt.

Variable	Wert
{BOXNR}	Die festgelegte Nummer des Postfachs
{WEIGHT}	Das zum Sendezeitpunkt aktuelle Gewicht
{LASTEMPTIED}	Der Zeitpunkt der letzten Entleerung im Zeitformat der Raspberry Pi's
{HISTORY}	Die Gewichtsänderungen mit entsprechenden Zeitpunkten seit der letzten Entleerung

Um die Empfänger der E-Mails vor zu vielen Nachrichten zu schützen, ist es auch möglich, das Überprüfungsintervall zu ändern. Dafür gibt es folgende Möglichkeiten:

Wert	Beschreibung
immediatly	Senden, direkt bei Belegen des Fachs
hourly	Zur jeder vollen Stunde wird auf Statusänderung geprüft
daily	Es wird täglich zur 0-ten Stunde auf Statusänderung geprüft
weekly	Es wird wöchentlich am Montag zur 0-ten Stunde auf Statusänderung geprüft

Status-LEDS

ESP32

Farbe	Beschreibung
aus	alles i.O.
rot (blinkt)	Kommunikationsfehler zum Raspberry Pi Verbindungsfehler zur Wägezelle
grün (leuchtet)	Postfach ist belegt
blau (blinkt)	Initialisierung nach dem Starten Kalibrieren der Wägezelle

Raspberry Pi

Farbe	Beschreibung
rot	keine Internetverbindung Verbindungsfehler MQTT Fehler beim Senden der Email
grün	alles i.O.
blau	Kommunikationsfehler zu min. 1 ESP32