Hallo zusammen,

ich möchte in diesem Thread den Wasserzähler in der Version 2 vorstellen und diskutieren. In Version 1 waren 2 Komponeten notwendig (Hardware mit Kameraaufnahme, Docker-Server zur Auswertung). Das Zusammenspiel und die Konfiguration waren nicht immer ganz einfach.

Daher habe ich eine Nachfolgegeneration entwickelt, bei der alles in einem all-included Device umgesetzt ist und es noch um eine Web-basierte graphische Oberfläche zur einfachen Konfiguration ergänzt.

Das Grundprinzip basiert unverändert auf einem ESP32-Modul mit Kamera, welches regelmäßig ein Bild aufnimmt und durch Bilderkennung (Neuronale Netze, CNN) auswertet und den Zählerstand digitalisiert zur Verfügung stellt:

Hier ein Eindruck der graphischen Benutzeroberfläche:

Die Hardware ist wieder auf Thingiverse veröffentlicht, die Software könnt ihr als Firmware oder zum selber kompilieren auf GitHub finden. Dort gibt es auch ein Wiki mit Installations- und Konfigurationsanleitung.

• Hardware: https://www.thingiverse.com/thing:4573481

• Software/Wiki: https://github.com/jomjol/AI-on-the-edge-device/wiki

Ich stehe hier gerne wieder für Feedback, Fragen oder einfach zur Hilfe zur Verfügung und freue mich, wenn dieser Thread genauso intensiv genutzt wird, wie bei der Version 1 (>1k Beiträge und >22k Aufrufe).

Beste Grüße und viel Spass beim Nachbauen,

Jomjol

P.S.: die neue Software ist sehr flexibel aufgebaut und kann grundsätzlich auch Bildererkennung / Neuronale Netze für andere Zwecke eingesetzt werden. Wer eine gute Idee oder Anregung hat oder bei eine Modifikation Unterstützung braucht - bitte auch gerne einfach hier posten.

Ich habe in meinem Haus schon länger den Strom- und Heizungsverbrauch erfasst. Einzig der Wasserzähler fehlte noch aufgrund seiner analogen Natur.

Update 23.02.2020: Inzwischen gibt es ein graphisches Tool zum Erstellen der Konfiguration per WYSIWYG (Referenzbilder, ROIs, Parameter, ...):
http://wasserzaehler.ignorelist.com
Es ist noch im Beta-Status, daher bitte ich gerne um Feedback und etwas Geduld.

Jetzt habe ich eine selfmade Lösung entwickelt, die zuverlässig funktioniert und das möchte ich gerne mit der Community teilen, auch um weitere Anregungen zu bekommen.

Das Grundprinzip basiert auf einer Kamera mit ESP8266-Steuerung, die regelmäßig ein Bild aufnimmt, durch eine Bilderkennung auswertet und den Zählerstand digitalisiert:

Die einzelnen Komponten sind entweder auf Thingiverse oder GitHub veröffentlicht. Dort findet ihr auch die 3D-Printfiles, Schaltung und Software für die Datenauswertung.

Überblick: https://github.com/jomjol/water-meter-measurement-system

• 3D-Druck Halterung für ESP32-CAM: https://www.thingiverse.com/thing:3860911 <- RECOMMENDED
• Bildaufnahme: https://github.com/jomjol/water-meter-picture-provider
• Server für Bildverarbeituung: https://github.com/jomjol/water-meter-system-complete
  auch als lauffähiges Docker Image verfügbar
• WYSIWYG-Tool zum Einstellen des Servers: http://wasserzaehler.ignorelist.com

Details zur Signalverarbeitung:

• Alignment und Zerlegen des Bildes: https://github.com/jomjol/water-meter-image-cut
• Bilderkennung für Zeiger: https://github.com/jomjol/neural-network-analog-needle-readout
• OCR für Digits: https://github.com/jomjol/neural-network-digital-counter-readout

Ich habe jetzt jede Komponente und auch einen vollständigen Server veröffentlicht.
Stehe gerne für Feedback und Fragen zur Verfügung.

Beste Grüße,

Jomjol

Der ct Artikel ist erschienen: https://www.heise.de/select/make/2021/2/2103513300897420296

Hallo zusammen,
es gibt eine neue Version für den Webserver (html.zip). Wesentlicher Punkt sind Hilflinien für die Ausrichtung der ROIs im Setup:

Vor allem auch bei den digitalen Ziffern ist damit klar, dass auch ein Rand sein muss.

TEASER: die ct make ist auf das Projekt aufmerksam geworden und ich habe einen Artikel für die nächste Ausgabe im April geschrieben. Wenn ihr noch Verbesserungsvorschläge oder Bugs habt, bitte gerne melden. Ich erwarte, dass wir mit dem Artikel noch mehr Verbreitung finden werden.

Ich möchte den Energie und Ressourcenverbrauch in meinem Haus möglichst vollständig erfassen und bis auf einen "alten" analogen Wasserzähler habe ich alles in den Datenbank in ioBroker abgelegt. Um auch den Wasserverbrauch zu erfassen, habe ich jetzt eine HW/SW System erstellt, welches ich hier gerne vorstellen möchte. Ich habe den Fortschritt der Arbeit bisher in der Rubrik Hardware veröffentlich - jetzt, wo es in der ersten Version fertig ist, auch eine Veröffentlichung bei "praktischen Anwendungen".
Die Anbindung an ioBroker habe ich hier nicht dokumentiert. Sie ist trivial, da aus einem http-Seite drei Werte ausgelesen und in eine DB eingetragen werden müssen.

Das System basiert auf einer Kamera mit ESP8266-Steuerung, die regelmäßig ein Bild aufnimmt. Diese Bild wird anschließend durch eine Bilderkennung ausgewertet, die den Zählerstand vom Wasser digitalisiert:

Einen Überblick über das System findet ihr bei Github (inkl. Hardwarebeschreibung):

• https://github.com/jomjol/water-meter-measurement-system

Den Code, der alle Schritte in einem Server vereint, findet man hier:

• https://github.com/jomjol/water-meter-system-complete

Stehe gerne für Feedback und Fragen zur Verfügung.

Beste Grüße,

Jomjol

Hallo zusammen,

es gibt eine neue Rolling Version. Dort habe ich nochmal ca. 5 Sekunden in der Rundenzeit geholt, indem nun eine Option FixedExposure eingeführt habe.
Bisher muss man nach dem Einschalten der Beleuchtung ca. 5 Sekunden warten, bis der Weisslichtabgleich sein Werk getan hat.
Mit FixedExposure = true werden die Belichtungseinstellungen einmalig beim Start bestimmt und dann fest eingestellt. Dadurch kann man jetzt direkt nach dem Einschalten der Beleuchtung das Bild aufnehmen und spart die 5 Sekunden.

Bitte gerne testen.

Gruß,
jomjol

P.S.: Update der tflite für Digits auf v8.1.1 ist auch drin und noch kleiner Bug-fixes.

@michmein @Wurmi-0 @DerHoschi @GeraldFuchs @MichMein @hasont @Hasont @all

Folgend Bitte:

Könnt ihr eure Fragen und Themen bitte in ein GitHub Issue auf dem AI-on-the-Edge Forum umwandeln?

Link: https://github.com/jomjol/AI-on-the-edge-device/issues

Hintergrund:

• Ich bekomme momentant 40-50 Mails zu meinem Projekt aus verschiedenen Foren oder auch direkt - aufgrund verschiedener Reviews und Empfehlunge (u.a. Youtube, ct-Make, ...)
  Das große Interesse und fast immer positive Feedback freut mich sehr, ich kann aber die Fragen kaum noch bewältigen
• Wenn ich dann mal auch nur kurz (wie gerade Momentan) nicht danach schaue verliere ich hier den Überblick, da alles linear gepostet wird. Jetzt ist auch mein Urlaub vorbei und es wird vorkommen, dass ich einige Tage fast nicht angworten kann.
• In einem Issue können dann alle vergleichbaren Themen gesammelt werden und auch ihr findet die Antworten und Erfahrungen der anderen Nutzer schneller wieder.

Ich danke euch im Voraus und bitte die Doppelarbeit zu entschuldigen.

Beste Grüße,
Jomjol

@ecki945 Vielen Dank! Das System ist schon seit 6 Monaten produktiv in meiner Hausautomation integriert. Den Code und die Doku so zu gestalten, dass ich es auch veröffentlichen kann, das kann kostet echt Zeit

Hallo zusammen,
jetzt ist jede Komponente in einer ersten Version dokumentiert und veröffentlicht. Der Code für einen kompletten Server mit allen Softwarekomponenten findet ihr hier: https://github.com/jomjol/water-meter-system-complete.

@watcherkb sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

hat schon jemand versucht mit der Camera "ums Eck" zu schauen, z.B. mit einem Spiegel? Würde gerne den Gaszähler auswerten, aber nach vorne hin habe ich überhaupt kein Platz. Würde mich über Erfahrungen freuen.

Hi watchkerb,
der Parameter zum Spiegeln des Kamerabildes lautet:

[Alignment]
InitalMirror = true

Details siehe wiki: https://github.com/jomjol/AI-on-the-edge-device/wiki/Configuration-Parameter-Details

Gruß,
jomjol

@david-g sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

@doggie sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

Mir scheint das ganze AI on the edge Projekt ist nicht annähernd ausgereift. Sehr, sehr schade. Und enttäuschend.
Was sagen andere dazu?

Dass ich es schon fast dreist finde so eine Aussage zu treffen, ohne (scheinbar) selber das Fachwissen zu haben es zu beurteilen....

Alleine hier im Forum nutzen das Projekt etliche User. Unter Homeassistant ist es noch verbreiteter.

Mir fallen so viele Fragen ein.

• Stable Version installiert?
• Keine Billige SD Karte?
• Richtige rev vom esp?
• Wird das Teil zu warm?
• Stabile Stromversorgung?

Und neu aufsetzen dauert keine 3min. Mit reboot evtl 5min Gesamtaufwand.

• Backup erstellen
• Flaschen
• Backup einspielen

@doggie sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

Gibt es eigentlich Systeme die fehlerfrei laufen?

Ja, 2 Zähler seit ca einem Jahr ohne einen Absturz (außer 1x als die SD warum auch immer aus dem esp gesprungen ist) mit verschiedensten Versionen.

@doggie sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

Als Entwickler des Systems würde mich so ein Fehler nicht schlafen lassen.

Ich würde schlafen. Ich denke alle User sind dankbar für das Projekt und würden es akzeptieren, dass ich mal einen Fehler mache.

Wenn es ein Fehler ist, kann sich dieser immer einschleichen. Bis das gefixt ist nimmt man eine Version vorher.

Hier spricht einer der Entwickler und ich schlafe sehr gut :-).

Einfach mal das Forum screenen oder direkt im GitHub. Wenn du (@Doggi ) einen echten Bug gefunden hast, gibt es dort sogar Support beim Erstellen eines Issues. Ansonsten geben ich @David-G in seiner Einschätzung der wahrscheinlichsten Ursache recht.

Beste Grüße und gute Nacht,
jomjol

@joergh sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

@jomjol

Null Änderung quittiert er mit einem Neg.Rate ? Scheint mir ein Fehler zu sein...?

Das liegt an der internen Rechnung, die mit float/double funktioniert und ein paar Nachkommastellen mehr hat. Nicht ganz korrekt, aber der Aufwand das überall anzupassen ist aktuell zu hoch (im Vergleich zum Nutzen).

@hansfranz Das müsste jetzt schon funktionieren. Auf dem USB-Kabel gibt die serielle Schnittstellen jede Menge Statusmeldungen und auch die Messwerte. Du kannst das mitlesen und parsen.

@marc_el_k sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

@jomjol danke, aber eigentlich ging es mir um eine Prüfung des 2. Logs, da es hier aus meiner Sicht funktionierte.

Im zweiten Log sehe ich auf den ersten Blick nichts auffälliges.

@david-g sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

@marc_el_k

Gute Frage, kann ich auch nichts zu sagen.
Dachte bisher einfach immer, es muss dort rev 1 stehen.

Er meckert aber auch was mit der Sd-Karte.

Evtl schreoibt der dev @jomjol ja mal was dazu.
Habe das Gefühl, hier gibt's grad ein ziemliches durcheinander....

Bei Problemen mit den SD-Karten und dem PSRAM ist eine Diagnose schwierig. Beides ist notwendig und wird daher am Anfang abgefragt und gestoppt, wenn die Voraussetzungen nicht erfüllt sind, aber das wisst ihr schon.
Die Revision sollte eigentlich kein Problem sein. Ich habe die Software auf ESP32CAMs laufen, die schon über zwei Jahre ohne Problem auch mit der neuesten Firmware funktioniert.
PSRAM hat auch mit der Revision nicht direkt etwas zu tun, da PSRAM ein extra aufgelötetes Modul ist. Dort finden sich immer wieder Fake-Varianten mit nur 2 MB, statt der versprochenen 4MB. Aber das ist hier auch nicht das Problem, denn dann sieht die Fehlermeldung anders aus.

@dnl0319 Kannst du mir mal den Link zu dem Artikel schicken? Was genau bedeutet inkl. fertig konfigurierter Software?

@dan-master Dann muss ich das mal probieren - sollte eigentlich anders funktionieren. Wird aber heute nichts mehr.

@dan-master Bitte einen Screenshot der HTML und Firmware Version posten, damit ich weiß, welche Version genau du verwendest.

@chrisxy Der Kontrast in den Referenzen ist zu gering. Das ist ein sehr rudimentärer Algo. Du kannst auch einfach einen weissen Kleben mit schwarzem Punkt an zwei Stellen aufs Gehäuse kleben und die verwenden.

@josh sagte in Wasserzähler - Version 2 - all-in-device:

Hallo zusammen!

Bei mir läuft der Wasserzähler mit der ESP32CAM seit einiger Zeit problemlos. Klasse Projekt.

Nun ist bei mir der Gaszähler in der Nähe des Wasserzählers. Da bietet es sich an mittels Reedkontakt diesen auch noch "anzuzapfen". Dazu habe ich den Reedkontakt an GPIO13 angeschlossen und diesen als Eingang mit Pullupwiderstand eingerichtet. Dazu soll der Zustand über MQTT geschrieben werden. Ein entsprechenden Blockyscript ist auch schon geschrieben.

Der High-Zustand wird auch nach einem Reboot gemeldet, aber wenn nun der Reedkontakt schaltet, bekommen ich per MQTT keine Meldung, dass der Eingang auf LOW gezogen wurde. Auf dem Eingang messe ich 3.1xV, was bestätigt, dass die Config mit Pullup-Widerstand funktioniert. Schaltet der Reedkontakt ist auch wirklich 0V an dem Pin.

Hier die GPIO-Section aus der Config:

[GPIO]
;IO0 = input disabled 10 false false 
;IO1 = input disabled 10 false false 
;IO3 = input-pullup disabled 10 false false 
IO4 = built-in-led disabled 10 true false flashlight
;IO12 = input-pullup disabled 10 false false 
IO13 = input-pullup disabled 0 true false gaszaehler
LEDType = WS2812
LEDNumbers = 2
LEDColor = 150 150 150

Und das gleich nochmal als Bild:

Jetzt stellt sich mir die Frage, ob das beides (Wasser- + Gaszähler) überhaupt überhaupt mit dem Projekt umsetzbar ist. Hat das so schon jmd ans Laufen bekommen?

Bin für jede Idee/Unterstützung dankbar

Gruß Josh

EDIT: Hier installierte Firmwareversion: master - v11.2.0 - 2022-08-28

Danke nochmals für den Hinweis. Die GPIO-Nutzung für andere Zwecke ist eigentlich ein Feature, was ein User mal für seine eigene Zwecke integriert hat und nicht Kern des Hauptprogramms ist (daher auch im Expertenmodus). Ich werde daran aktuell nicht weiter arbeiten.
Im Allgemeinen würde ich aber empfehlen für weitere Aufgaben eher nochmal 10 EUR in einen weiteren ESP32 zu investieren und dort dann die anderen Aufgaben zu lösen, denn mit AI-on-the-Edge ist das ESP32CAM Modul schon ziemlich ausgelastet.