Linux, Photovoltaik und Wärmepumpen, Raspberry Pi

Fronius Wechselrichter in Home Assistant einbinden

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Die letzten Wochen habe ich mich ziemlich intensiv mit Home Assistant auseinandergesetzt. Dabei handelt es sich um eine Open-Source-Software zur Smart-Home-Steuerung. Home Assistant (HA) ist eine spezielle Linux-Distribution, die häufig auf einem Raspberry Pi ausgeführt wird. Dieser Artikel zeigt die nicht ganz unkomplizierte Integration meines Fronius Wechselrichters in das Home-Assistant-Setup. (Die Basisinstallation von HA setze ich voraus.)

Das Bild zeigt eine Benutzeroberfläche des Home Assistant zur Überwachung des Energieverbrauchs und der Solarproduktion. Im oberen Bereich ist ein Balkendiagramm, das den Energieverbrauch über den Tag verteilt darstellt, mit unterschiedlichen Farben für verschiedene Verbrauchsquellen. Rechts daneben befindet sich eine grafische Darstellung der Energieverteilung mit Kreisdiagrammen und Verbindungslinien, die Solarproduktion, Netzbezug und Batteriespeicherung visualisieren. Unterhalb des Energieverbrauchsdiagramms ist ein weiteres Balkendiagramm, das die Solarproduktion in Kilowattstunden über den Tag zeigt. Am unteren Rand sind drei Kreisdiagramme, die zusätzliche Informationen wie eingespeiste Energiemenge, Prozentsatz des Selbstverbrauchs und die Effizienz der Solaranlage anzeigen.
Die Energieansicht nach der erfolgreichen Integration des Fronius Wechselrichters.

Die Abbildung ist wie folgt zu interpretieren: Heute bis 19:00 wurden im Haushalt 8,2 kWh elektrische Energie verbraucht, aber 13,6 kWh el. Energie produziert (siehe die Kreise rechts). 3,7 kWh wurden in das Netz eingespeist, 0,4 kWh von dort bezogen.

Das Diagramm »Energieverbrauch« (also das Balkendiagramm oben): In den Morgen- und Abendstunden hat der Haushalt Strom aus der Batterie bezogen (grün); am Vormittag wurde der Speicher wieder komplett aufgeladen (rot). Am Nachmittag wurde Strom in das Netz eingespeist (violett). PV-Strom, der direkt verbraucht wird, ist gelb gekennzeichnet.

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Linux, macOS

Fedora Asahi Linux in der Praxis

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Nachdem ich mich vor ein paar Wochen ausführlich mit der Installation von Fedora Asahi Linux auseinandergesetzt habe, geht es jetzt um die praktischen Erfahrungen. Der Artikel ist ein wenig lang geworden und geht primär auf Tools ein, die ich in meinem beruflichen Umfeld oft brauche.

Ich habe mich für die Gnome-Variante von Fedora Asahi Linux entschieden, die grundsätzlich ausgezeichnet funktioniert. Dazu aber gleich eine Einschränkung: Der Asahi-Entwickler Hector Martin ist KDE-Fan; insofern ist die KDE-Variante besser getestet und sollte im Zweifelsfall als Desktop-System vorgezogen werden.

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Linux, Raspberry Pi

Raspberry Pi 5 mit PCIe-SSD

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Der neue Raspberry Pi 5 verfügt erstmals über eine PCIe-Schnittstelle. Leider hat man sich bei der Raspberry Pi Foundation nicht dazu aufraffen können, gleich auch einen Slot für eine PCIe-SSD vorzusehen. Gut möglich, dass es auch einfach an Platzgründen gescheitert ist. Oder wird dieser Slot das Kaufargument für den Raspberry Pi 6 sein? Egal.

Mittlerweile gibt es diverse Aufsteckplatinen für den Raspberry Pi, die den Anschluss einer PCIe-SSD ermöglichen. Sie unterscheiden sich darin, ob sie über oder unter der Hauptplatine des Raspberry Pis montiert werden, ob sie kompatibel zum Lüfter sind und in welchen Größen sie SSDs aufnehmen können. (Kleinere Aufsteckplatinen sind mit den langen 2280-er SSDs überfordert.)

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Linux, macOS

Fedora Asahi Remix installieren

Der »Fedora Asahi Remix« ist eine für moderne Macs (Apple Silicon) optimierte Version von Fedora 39. Ich habe mich mit Asahi Linux ja schon vor rund zwei Jahren beschäftigt. Seither hat sich viel getan. Zeit also für einen neuen Versuch! Dieser Beitrag beschreibt die Installation des Fedora Asahi Remix auf einem Mac Mini mit M1-CPU. In einem zweiten Artikel fasse ich die Konfiguration und meine praktischen Erfahrungen zusammen.

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Linux, Raspberry Pi

GPIO Reloaded III: Kamera

Das ist der dritte Teil einer Mini-Serie zur GPIO-Nutzung am Raspberry Pi 5:

  • GPIO Reloaded I: Python (gpiozero, lgpio, gpiod, rpi-lgpio)
  • GPIO Reloaded II: Bash (gpiod, gpioget, gpioset, pinctrl)
  • GPIO Reloaded III: Kamera (rpicam-xxx, Picamera2)

Genau genommen hat die Kamera-Nutzung nicht unmittelbar etwas mit GPIOs zu tun. Allerdings ist für die Kommunikation mit der Kamera ebenfalls der neu im Pi 5 integrierte RP1-Chip verantwortlich. Der Chip ist der Grund, weswegen alte Kamera-Tools auf dem Raspberry Pi 5 nicht mehr funktionieren. Bevor Sie zu schimpfen beginnen: Der RP1 hat viele Vorteile. Unter anderem können Sie nun zwei Kameras gleichzeitig anschließen und nutzen und höhere Datenmengen übertragen (wichtig für Videos).

Beachten Sie, dass Sie beim Raspberry Pi 5 zum Kamera-Anschluss ein neues, schmaleres Kabel benötigen!

Kamera-Modul 3 mit neuem, FPC-kompatiblen Kabel
Kamera-Modul 3 mit einem neuen Anschlusskabel mit schmaler Kontaktleiste

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Photovoltaik und Wärmepumpen

Anteil erneuerbarer Energien bei der Stromerzeugung stark gestiegen

Ein Kommentar

Wärmepumpen sind ökologisch umso sinnvoller, je größer der Anteil erneuerbarer Energie bei der Stromerzeugung ist. In unserem Wärmepumpenbuch gibt es eine Tabelle mit Zahlen von 2021/2022. In den letzten Tagen wurden aktualisierte Zahlen für das vergangene Jahr 2023 veröffentlicht — und die sind sehr erfreulich!

Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung

Quellen/Links

Anmerkung: Es gibt unterschiedliche Zahlen für den Anteil der erneuerbaren Energien (EE) am Strom, je nachdem, ob der Anteil relativ zur Erzeugung oder zur Nutzung des Stroms berechnet wird, ob Import/Export aus dem bzw. in das Ausland mit berücksichtigt wird und ob die betriebseigene Stromerzeugung durch eigene Kraftwerke in Bergbau, Industrie und Zugverkehr miteinberechnet wird oder nicht (dieser Strom zählt nicht zum offiziellen »Strommix«). Außerdem versorgen sich immer mehr Betriebe und Haushalte zumindest stundenweise selbst mit PV-Strom. Diese Strommengen können nicht genau erfasst werden, was eine korrekte Berechnung noch schwieriger macht. Dementsprechend variiert der EE-Anteil je nach Berechnungsmethode und Quelle ein wenig (ein bis zwei Prozent auf oder ab).

Für die Schweiz habe ich noch keine 2023er-Zahlen gefunden.

Linux, Raspberry Pi

GPIO Reloaded II: Bash

Das ist der zweite Teil einer Mini-Serie zur GPIO-Nutzung am Raspberry Pi 5:

  • GPIO Reloaded I: Python (gpiozero, lgpio, gpiod, rpi-lgpio)
  • GPIO Reloaded II: Bash (gpiod, gpioget, gpioset, pinctrl)
  • GPIO Reloaded III: Kamera (rpicam-xxx, Picamera2)

Zu den wichtigsten Neuerungen beim Raspberry Pi 5 zählt nicht nur der viel schnellere SoC (System-on-a-Chip), sondern auch ein eigener I/O-Controller, der als eigener Chip realisiert ist (RP1). Dieser I/O-Chip bringt mit sich, dass etablierte Mechanismen zur GPIO-Steuerung nicht mehr funktionieren. Besonders stark betroffen sind Kommandos, die im Terminal oder in Bash-Scripts aufgerufen werden.

Achtung, Update: Beginnend mit Kernel 6.6 hat sich der Low-Level-GPIO-Zugriff beim Raspberry Pi 5 verändert und erfolgt nun — wie bei älteren Modellen — via /dev/gpiochip0. Siehe auch https://pi-buch.info/low-level-gpio-zugriff-geaendert-mit-kernel-6-6/.

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Linux, Raspberry Pi

GPIO Reloaded I: Python

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Dieser Artikel ist der Auftakt einer Mini-Serie, die sich mit der Script-Programmierung des Raspberry Pi 5 beschäftigt. Geplant sind drei Artikel:

  • GPIO Reloaded I: Python (gpiozero, lgpio, gpiod, rpi-lgpio)
  • GPIO Reloaded II: Bash (gpiod, gpioget, gpioset, pinctrl)
  • GPIO Reloaded III: Kamera (rpicam-xxx, Picamera2)

Hinter den Kulissen hat sich mit der Vorstellung des Raspberry Pi 5 mehr geändert, als es in den ersten Testberichten den Anschein hatte. Schuld daran ist der neue I/O-Chip RP1, der unter anderem für die Kommunikation mit der GPIO-Leiste und der Kamera zuständig ist. Der RP1 bringt natürlich viele Vorteile mit sich (u.a. die Möglichkeit, zwei Kameras anzuschließen und größere Bild- bzw. Videomengen zu verarbeiten); er führt aber auch dazu, dass über Jahre etablierte Module und Kommandos nicht mehr funktionieren. Ja, die Raspberry Pi Foundation hat vorgearbeitet und empfiehlt schon eine Weile alternative Werkzeuge. Aber aus Bequemlichkeit blieben viele Programmierer bei langjährig bewährten Tools. Damit ist jetzt Schluss. Wer den Pi 5 als Maker-Tool nutzen will, muss umlernen.

Achtung, Update: Beginnend mit Kernel 6.6 hat sich der Low-Level-GPIO-Zugriff beim Raspberry Pi 5 verändert und erfolgt nun — wie bei älteren Modellen — via /dev/gpiochip0. Siehe auch https://pi-buch.info/low-level-gpio-zugriff-geaendert-mit-kernel-6-6/.

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Docker, Scripting

MongoDB-Beispieldatenbanken für Docker einrichten

Aktuell setze ich mich ein wenig mit MongoDB auseinander und habe mir lokal mit Docker eine Test-Installation eingerichtet:

docker run --name mongo -d mongodb/mongodb-community-server:latest

docker exec -it mongo mongosh

  Using MongoDB: 7.0.3
  Using Mongosh: 2.1.0

test> ...

Je nachdem, wie Sie Docker installiert haben, müssen Sie sudo vor jedes docker-Kommando stellen.

Zum Kennenlernen hätte ich nun gerne ein paar Beispieldatenbanken. Und tatsächlich stellt Mongo für sein Cloud-Angebot Atlas eine ganze Palette von Testdatenbanken zur Verfügung. Eine Kurzbeschreibung der Datenbanken finden Sie hier:

https://www.mongodb.com/docs/atlas/sample-data

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News

📚 Das Buch »Wärmepumpen« ist erschienen

Als letzte und vielleicht spannendste Veröffentlichung in diesem Jahr ist heute das Buch »Wärmempumpen« erschienen. Es beschreibt — fernab vom politischen Getöse — die Funktionsweise und die Vor- und Nachteile von Wärmepumpen. In diesem Buch, das ich zusammen mit dem Energieberater Tobias Otta verfasst habe, wollen wir Sie beraten, unter welchen Umständen der Einsatz von Wärmepumpen zweckmäßig ist und ob sich das auch finanziell lohnt.

Dabei belassen wir es natürlich nicht bei der Wärmepumpe an sich, sondern behandeln auch die vielen Detailfragen rund um die Integration mit der Heizung (Warmwasser, Hydraulik, Puffer usw.). Wir erklären Ihnen die Unterschiede zwischen verschiedenen Wärmepumpenarten (Luft-, Erdwärme- und Grundwasserwärmepumpen) und wie Sie die Wärmepumpe im Sommer auch zum Kühlen verwenden können. Außerdem erläutern wir, warum eine Kombination mit einer PV-Anlage oft sinnvoll ist, obwohl die Sonne gerade im Winter, wenn der größte Strombedarf besteht, am wenigsten scheint. Ein ausführliches Kapitel mit Beispielen aus der Praxis samt umfassenden Kostenkalkulationen zeigt, welche Kosten bei der Errichtung und der Verwendung zu erwarten sind (natürlich immer im Vergleich zu einer Gasheizung).

Weitere Informationen zum Inhalt des Buch sowie eine Leseprobe finden Sie hier.

Umfang: 236 Seiten
ISBN: 978-3-8362-9773-8
Preis: Euro 39,90 (in D inkl. MWSt.)