HourCounter

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HourCounter
Zweck / Funktion
HourCounter dient zum Zählen von Ereignissen und zur Erfassung von Betriebs-/Ruhe-Zeiten
Allgemein
Typ Hilfsmodul
Details
Dokumentation EN / DE
Support (Forum) MAX
Modulname 98_HourCounter.pm
Ersteller John (Forum / Wiki)


HourCounter ist ein Perl-Modul, das die Anzahl von Ereignissen erfasst. Bei bipolaren Ereignissen wird zusätzlich die Puls- sowie die Pausendauer ermittelt. Im vorliegenden Beispiel wird ein Betriebsstundenzähler mit einem MAX-Fensterkontakt realisiert.

Features

  • Ermittlung von Betriebsstunden, Auslastung, Verbräuchen, Schalthäufigkeiten
  • Ermittlung der Häufigkeit, Puls- Pausendauer pro Tag
  • Ermittlung der Puls-/Pausendauer der letzten Schaltperiode
  • Bereitstellung von Ereignissen zur Fortführung der Kumulation für Tages-, Wochen- und Monatswerte
  • unterstützende Funktionen zur Ablage von Tages-, Wochen- und Monatswerten

Zielsetzung des WIKI-Artikels

Erläuterung der Funktionalität zur weiterführenden Diskussion im Forum.

Aktuelle Version

Das Modul ist seit dem 24.10.2014 Bestandteil von FHEM.

Definition

Abstrakt

define <name> HourCounter <regexp_for_ON> [<regexp_for_Off>]

<regexp_for_ON> ist ein regulärer Ausdruck der das Ereignis beschreibt.

Wenn auch [<regexp_for_Off>] definiert ist, so sprechen wir von einem bipolarem Ereignis, das einen EIN- sowie einen AUS-Zustand aufweist.

<regexp_for_ON> beschreibt in diesem Fall die positive Flanke,[<regexp_for_Off>] die negative Flanke. Die Struktur des regexp-Ausdruckes ist analog zu jener beim Notify aufgebaut.

Konkret

define CN.Test HourCounter SHUTTER.JOHN:onoff:.1 SHUTTER.JOHN:onoff:.0

Hier wird der HourCounter CN.TEST definiert. Ein MAX-Fensterkontakt mit Namen SHUTTER.JOHN wird als Ereignis-Geber verwendet. Das Reading "onoff" wird als Trigger für unserem Zähler genutzt. Bei den Fensterkontakten sehen diese Ereignisse wie folgt aus:

2013-11-15 23:19:12 MAX SHUTTER.JOHN onoff: 1
....
2013-11-15 23:19:24 MAX SHUTTER.JOHN onoff: 0

Soll ein Dummy als Ereignis-Geber verwendet werden, lautet die Definition wie folgt:

 define CN.Test HourCounter myDummy:1 myDummy:0

Die neue Instanz weist folgende Struktur auf:

Internals:
   CFGFN      
   DEF        SHUTTER.JOHN:onoff:.1 SHUTTER.JOHN:onoff:.0
   NAME       CN.Test
   NR         738
   NTFY_ORDER 50-CN.Test
   STATE      1
   TYPE       HourCounter
   Readings:
     2014-02-04 20:59:22   clearDate       2014-02-04 20:59:22
     2014-02-04 20:59:57   countsOverall   1
     2014-02-04 20:59:57   countsPerDay    1
     2014-02-04 20:59:57   pauseTimeIncrement 35
     2014-02-04 20:59:57   pauseTimeOverall 35
     2014-02-04 20:59:57   pauseTimePerDay 35
     2014-02-04 21:00:01   pulseTimeIncrement 4
     2014-02-04 21:00:01   pulseTimeOverall 4
     2014-02-04 21:00:01   pulseTimePerDay 4
     2014-02-04 20:59:57   state           1
     2014-02-04 21:00:00   tickHour        1
     2014-02-04 21:00:01   value           0
   Helper:
     OFF_Regexp SHUTTER.JOHN:onoff:.0
     ON_Regexp  SHUTTER.JOHN:onoff:.1
     calledByEvent 
     changedTimestamp 2014-02-04 21:00:01
     forceClear 
     forceDayChange 
     forceHourChange 
     forceMonthChange 
     forceWeekChange 
     isFirstRun 
     sdRoundHourLast 1391544000
     value      0
     cmdQueue:

Damit nicht zu viele Ereignisse in den Log-Dateien landen, kann man diese sinnvoll einschränken, so daß nur Änderungen das Feuern von Events auslösen

attr CN.BRENNER event-on-change-reading .*

Wenn sich nun jedoch über Stunden und Tage nichts ändert, sieht man in den Charts keine Daten mehr. Mit dieser Anweisung wird erreicht, daß alle Readings nach Aktualisierung spätesten nach 1 Stunden einen Event feuern, auch wenn sich der Wert nicht ändert. Eine Ausnahme hiervon sollen machen die tick*-Readings, deren Events sollen immer sofort gefeuert werden, wenn sie aktualisiert werden.

attr CN.BRENNER event-min-interval tick.*:0,.*:3600

Readings

Reading Beschreibung
clearDate Datum, zu dem alle kumulativen Readings über set .. clear gelöscht wurden
countsOverall Absolutzähler für das Auftreten des ON-Ereignisses
countsPerDay Tageszähler für das Auftreten des ON-Ereignisses
pauseTimeIncrement Zeitdauer der Pausen-Phase in Sekunden ; wird zyklisch aktualisiert
pauseTimeEdge Zeitdauer der letzten komplettierten Pausen-Phase
pauseTimeOverall Zeitdauer in Sekunden über alle aufgetretenen Pause-Phasen
pauseTimePerDay Zeitdauer in Sekunden über alle aufgetretenen Pause-Phasen des akt. Tages
pulseTimeIncrement Zeitdauer der Puls-Phase in Sekunden ; wird zyklisch aktualisiert
pulseTimeEdge Zeitdauer der letzten komplettierten Pulse-Phase
pulseTimeOverall Zeitdauer in Sekunden über alle aufgetretenen Puls-Phasen
pulseTimePerDay Zeitdauer in Sekunden über alle aufgetretenen Puls-Phasen des akt. Tages
value Aktueller Schaltzustand gemäss ON/OFF Ereignis,
mit 1=letztes Ereignis war ON-Ereignis 
und 0=letztes Ereignis war OFF-Ereignis
tickUpdated Event wird gefeuert, wenn die operativen Readings beschrieben worden sind (nicht unbedingt gändert)
tickChanged Event wird nach Änderung von value gefeuert
tickDay Event wird nach Tageswechsel gefeuert bevor die Tageszähler resettiert werden
tickHour Event wird nach Stundenwechsel gefeuert
tickWeek Event wird nach Wochenwechsel gefeuert
tickMonth Event wird nach Monatswechsel gefeuert
tickYear Event wird nach Jahreswechsel gefeuert
forceHourChange simuliert einen Stundenwechsel
forceDayChange simuliert einen Tageswechsel
forceWeekChange simuliert einen Wochenwechsel
forceMonthChange simuliert einen Monatswechsel
forceYearChange simuliert einen Jahreswechsel

Web-Oberfläche

HourCounter

Anwendung

Nachfolgende Darstellung zeigt das Einschaltverhalten eines Heizungskessels zusammen mit den abgeleiteten Werten.

13 11 15 HourCounter Chart.png

  • die Kurve "Brenner EIN" zeigt die Trigger-Signale des ON/OFF Filters, also das Ein-/Ausschalten des Brenners
  • die Kurve "Brenner-Starts" zeigt die über den Tag aufgelaufenen Starts, also chronologisch das Anwachsen von Reading countsPerDay
  • die Kurve "Betriebsstunden" zeigt die aufgelaufene Zeit aus dem Reading pulseTimePerDay umgerechnet zu Stunden
  • die Kurve "Dauer" zeigt die Dauer des letzten Pulses in Sekunden
  • die Kurve Auslastung zeigt das Verhältnis des Readings pulseTimePerDay zur seit Tagesbeginn vergangenen Zeit.

Chart der Aktualwerte

Wir benötigen hierzu ein File-Archiv für die aufgelaufenen Daten.

define CN.Test.File FileLog ./log/CN.Test-%Y.log (CN\.Test:.*)

Man erhält nach den ersten Ereignissen Einträge in folgender Form:

2013-11-16_12:45:40 CN.Test value: 1
2013-11-16_12:45:40 CN.Test 1
2013-11-16_12:46:21 CN.Test pulseTimeIncrement: 41    
2013-11-16_12:46:21 CN.Test pulseTimePerDay: 41
2013-11-16_12:46:21 CN.Test pulseTimeOverall: 41
2013-11-16_12:46:21 CN.Test value: 0
2013-11-16_12:50:38 CN.Test countsPerDay: 2
2013-11-16_12:50:38 CN.Test countsOverall: 2
2013-11-16_12:50:38 CN.Test pauseTimeIncrement: 257
2013-11-16_12:50:38 CN.Test pauseTimePerDay: 756
2013-11-16_12:50:38 CN.Test pauseTimeOverall: 756
2013-11-16_12:50:38 CN.Test value: 1
2013-11-16_12:50:38 CN.Test 2

Nun kann man den Chart definieren: 13 11 16 HourCounter ChartBuild 01.png

Für die Kurve "Brenner EIN" verwenden wir CN.Test.value. Damit diese als unterste Kurve dargestellt wird transformieren wir den Wert 1 auf -2 und alle anderen (also die 0) auf -21 mit folgender Funktion:

$fld[3]=~"1"?-2:-19

Die "Brenner Starts" können wir direkt von countsPerDay ableiten.

Für die "Betriebsstunden" verwenden wir pulseTimePerDay. Da diese in Sekunden vorliegen teilen wir den Wert durch 3600, um Stunden zu erhalten.

$fld[3]/=3600

Als letzten versorgen wir noch die Kurve "Dauer" mit pulseTimeIncrement. Da wir diese in Minuten haben wollen ist ebenfalls eine Umformung nötig.

$fld[3]/=60

Somit sind die Basis-Kurven angelegt.

Erweiterungen

Es wurden im Forum viele Wünsche formuliert, weitere Funktionalitäten für den HourCounter einzuführen.

  • Aggregation über bestimmte oder ganz freie Zeiträume
  • komplexe Berechnungen, die zum Verbrauch führen
  • Zuordnung von Verbräuchen zu unterschiedlichen Countern nach bestimmten Bedingungen

Vor allem die Aggregation erfasster Werte in Stunden-, Tages-, Wochen- und Monatswerten ist eine sinnvolle Erweiterung bei der Verbrauchserfassung.

HourCounter bietet Schnittstellen an, die es ermöglichen, das Modul selbst mit neuen Eigenschaften zu erweitern.

Die Referenz-Implementierung in 99_UtilsHourCounter.pm zeigt, wie dies skript-technisch zu realisieren ist.

Installation

Die jeweils aktuelle Version von 99_UtilsHourCounter kann über diesen Link bezogen werden.

Die Datei ist in da Unterverzeichnis FHEM vom FHEM-Homverzeichnis zu kopieren.
z.B. bei Raspberry Pi: /opt/fhem/FHEM

Nach dem Kopieren und einen Neustart von FHEM kann man überprüfen, ob FHEM diese Datei findet. Wenn man das Menü "Edit Files " anwählt, wird auch 99_UtilsHourCounter angezeigt.

Readings

99_UtilsHourCounter aus dem contrib-Verzeichnis der FHEM-Installation erweitert den HourCounter um folgende Funktionen:

Reading Beschreibung
appCountsPerHour Stundenzähler, wird bei Stundenwechsel aktualisiert
appCountsPerHourTemp Arbeitszähler zu appCountsPerHour
appCountsPerDay Tageszähler, wird bei Tageswechsel aktualisiert (Arbeitszähler ist countsPerDay)
appCountsPerWeek Wochenzähler, wird bei Wochenwechsel aktualisiert
appCountsPerWeekTemp Arbeitszähler zu appCountsPerWeek
appCountsPerMonth Monatszähler, wird bei Monatswechsel aktualisiert
appCountsPerMonthTemp Arbeitszähler zu appCountsPerMonth
appCountsPerYear Jahreszähler, wird bei Jahreswechsel aktualisiert
appCountsPerYearTemp Arbeitszähler zu appCountsPerYear
appOpHoursPerDay Betriebsstunden des Tages
appOpHoursPerDayTemp Arbeitszähler zu appOpHoursPerDay
appOpHoursPerWeek Betriebsstunden der Woche
appOpHoursPerWeekTemp Arbeitszähler zu appOpHoursPerWeek
appOpHoursPerMonth Betriebsstunden des Monats
appOpHoursPerMonthTemp Arbeitszähler appOpHoursPerMonth
appOpHoursPerYear Betriebsstunden des Jahres
appOpHoursPerYearTemp Arbeitszähler appOpHoursPerYear
appUtilization Auslastung = pulseTimePerDay /(vergangene Sekunden seit Tagesbeginn) * 100
appUtilizationTemp Arbeitsvariable zu appUtilization

Beginn der Woche ist jeweils der Sonntag.

Mit folgender Anweisung aktivieren wir die Erweiterungen:

define CN.EVENT notify CN\..*:tick.* { appHCNotify("$NAME","$EVTPART0","$EVTPART1");;}

Spätestens nach einer steigenden und einer fallenden Flanke sind die zuvor genannten app*-Readings zu sehen.

Info green.png Die gezeigten define-Anweisungen müssen jeweils in einer Zeile stehen (keine Zeilenumbrüche!).


Die neuen Readings werden automatisch in den "Setter" der Web-Oberflächen aufgenommen. Dies gilt für alle Readings, die mit "app" beginnen.

Somit können die neuen Readings beliebig manipuliert werden.


Für Anfänger die noch keine Erfahrungen mit Regular Expressions haben:

Benennt eure Hourcounter nach dem Muster CN.<euer Wunschname>. Dann wird der notify immer funktionieren.

Beispiel: statt "PelletsCounter" wählt den Namen "CN.PelletsCounter"

Archiv für Tages-/Wochen-/Monats-/Jahreswerte anlegen

Nun wollen wir die aggregierten Werte in eine eigene Datei speichern. Dies gelingt mit

define CN.Test.FileDay FileLog ./log/CN.Test-Day-%Y.log CN.Test:app\w*(Utilization|PerHour|PerDay|PerWeek|PerMonth|PerYear)(?!Temp).*


Im Klartext:

  • verwende alle Werte des Counters CN.Test, deren Reading mit "app" beginnt
  • und die einen der Terme appUtilization|PerHour|PerDay|PerWeek|PerMonth|PerYear beinhalten
  • und die danach nicht dem Term "Temp" beinhalten

Fragen und Antworten

Betriebsstundenzähler über Leistungsmessung ableiten

Frage: Ich würde gerne zählen, wenn ich mehr Strom als Standy verbrauche (also mehr als 2Watt) und keine Betriebsstunden zählen, wenn der Verbrauch unter 2 Watt ist. Ist das möglich?

Beispiel für die Events

013-11-18_19:40:32 XXX power: 1.9
2013-11-18_19:40:32 XXX consumption: 2
2013-11-18_19:40:32 XXX consumptionTotal: 2
2013-11-18_19:40:36 XXX power: 27
2013-11-18_19:40:36 XXX consumption: 2
2013-11-18_19:40:36 XXX consumptionTotal: 2
2013-11-18_19:40:42 XXX power: 34.6
2013-11-18_19:40:42 XXX consumption: 2 

Antwort Die hier vorgestellte Lösung überprüft ob der Wert des Events power eine oder zwei Ziffern vor dem Komma hat. Deshalb wir hier erst gezählt, wenn die Schwelle von 10Watt überschritten wird.

define CN.Test HourCounter XXX:power:\s[0-9]{2,}(\.[0-9]{1,3})*$  XXX:power:\s[0-9]{1}(\.[0-9]{1,3})*$

Erläuterung zu <regexp_for_ON> = XXX:power:\s[0-9]{2,}(\.[0-9]{1,3})*$

  • "XXX" bezeichnet das Device, der Term danach ist der regexp-Filte für das On-Ereignis
  • "power:" das Ereignis muss mit diesem Term beginnen
  • "\s" es muss ein Leerzeichen folgen
  • "[0-9]{2,}" es müssen mindestens 2 Ziffern folgen
  • "(\.[0-9]{1,3})*" wenn ein Punkt folgt, dann müssen auf diesen mindestens 1..3 Ziffern folgen
  • "$" danach darf kein weiteres Zeichen mehr folgen

Antwort Möglichkeit 2 In dieser Lösung bekommt das entsprechende Device was mit HourCounter überwacht werden soll ein userReadings "onoff". Dieses Reading wird dann zum Schalten von Hour Counter verwendet:

define GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf GPIO4 28-000005956079
attr GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf alias Wärmepumpe Vorlauf
attr GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf model DS18B20
attr GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf room GPIO4
attr GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf userReadings onoff {(ReadingsVal("GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf","temperature",0) >28)?1:0;;}

define Waermepumpe_HourCounter HourCounter GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf:onoff:.1  GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf:onoff:.0
attr Waermepumpe_HourCounter room 2_Fussbodenheizung

Erläuterungen zu dem Code: "{(ReadingsVal("GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf","temperature",0) >28)?1:0;;}"

  • "(ReadingsVal("GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf","temperature",0) >28)" Diese Bedingung für das userReadings onoff prüft bei jedem Event, ob der Wert von temperature größer als 28 ist.
  • "?1:0" Ist dies der Fall wird das userReading onoff auf 1 gesetzt andernfalls auf 0.

Auf Basis deses UserReadings wird dann der HourCounter definiert:

  • "GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf:onoff:.1" Einschaltbedingung für HourCounter
  • "GPIO4_DS18B20_Waermepumpe_Vorlauf:onoff:.0" Abschaltbedingung für Hour Counter

Welche Anwendungsfälle sind denkbar ?

Aus dem Forum

  • Betriebsstundenzähler für meine "Fliegenkiller-Steckdose"
  • Nutzungsdauer beschränken für TV,Internet oder Spielkonsolen für entnervte Eltern
  • Nutzungsdauer ermitteln zur Energieeinsparung (Klimageräte, Ventilatoren, Dunstabzugshauben etc.)
  • Lüftungsverhalten ermitteln (wie lange Fenster pro Tag geöffnet)

Brenner Starts/Verbrauch + akkumulierte Werte

Ölverbrauch+Solar-Ladung

Gaszähler mit HourCounter realisieren

Seltene Schaltvorgänge

Die Schaltvorgänge sind über den Tag sehr wenige. Die Aktualisierung erfolgt immer erst bei der negativen Flanke. Wie kann man eine häufigere Aktualisierung erreichen ?

Antwort

Ab Version 1.0.0.6 ist wurde das Attribut "interval" eingeführt; es ist auf 60 Minuten voreingestellt und kann von 5..60 im 5 Minuten-Raster festgelegt werden. Es bestimmt, nach welcher Zeit Puls-/Pausendauer aktualisiert werden sollen, unabhängig vom Auftreten einer Schaltflanke.

Korrekte Darstellung der akkumulierten Daten im Chart

Frage

"appCountsPerDay: 4" bezieht sich auf die Counts des Tages 2014-06-16, trägt aber selbst den Zeitstempel 2014-06-17 und wird demnach in einem Chart auch über den Tag " 2014-06-17" dargestellt. Das Problem betrifft alle akkumulierten Daten des HourCounters. Wie erreicht man im Chart die korrekte Darstellung ?


Antwort

Das Thema wurde hier disktuiert. Eine Lösung findet man mit LogProxy.

Damit läßt sich ein negativer Offset für die X-Achse definieren, so daß die Daten wieder korrekt dargestellt werden.