Bewegungsmelder Typ PIR am Raspberry Pi

pir_moduleZu einer vollständigen Hausautomatisierung oder einer kleinen Alarmanlage gehört natürlich das Erkennen von Bewegungen bzw. der Präsenz von Personen. Eine relativ günstige Variante eines solchen Sensors ist als PIR in den weiten des Internets erhältlich. Dieser Artikel beschreibt den Anschluss, die Konfiguration sowie den Betrieb dieses Sensors.

 

 

Material

  1. PIR-Sensor, zu beziehen beispielsweise von hier
  2. Anschlusskabel, wie diese
  3. Raspberry Pi mit allen notwendigen Komponenten (SD-Karte mit Raspian, Netzteil usw.)
In diesem Artikel verwendetes Zubehör

 

Den Sensor anschließen

Das Anschließen gestaltet sich recht einfach, da die PINs am Sensor beschriftet sind. Der PIR-Sensor bentötigt zum Betrieb eine Versorgungsspannung von 5VDC und sollte demnach mit einem entsprechenden Anschluss am Raspberry verbunden werden. Ground erklärt sich selbst und als Data-Anschluss nehmen wir einen noch freien GPIO-Port. Daraus ergibt sich folgendes Anschlussbild:

 

 

 

PIR_GPIO

 

 

Zum Auslesen des PIR bieten sich mehrere Möglichkeiten an.

 

Auslesen via wiringPi und einem Shell-Script

Ist die wiringPi-Bibliothek bereits wie in diesem Beitrag beschrieben installiert, kann der Sensor mit

gpio read 11

ausgelesen werden (GPIO 7 aus dem Bild ergibt wiringPi-Port 11).

 

Wurde im Moment des Auslesens eine Bewegung vom Sensor registriert, wird „1“ ausgegeben, ansonsten „0„. Nun könnte dieses Befehlsaufruf mit einem Script in einer Schleife ausgeführt werden. Wir erstellen eines leeres Dokument z.B. mit dem Editor „nano„:

nano /tmp/pir.sh

und befüllen dieses mit folgenden Zeilen:

#!/bin/bash
while true
do
    gpio read 11
done

Anschließend kann der Editor nano mit „STRG + X“ geschlossen werden. Die Nachfrage, ob die soeben erstellte Datei gespeichert werden sollen, sollte jeder selbst beantworten können. Nun sorgt der Aufruf von

chmod +x /tmp/pir.sh

dafür, dass unser Script ausführbar ist.

 

Jetzt kann dieses mit

/tmp/pir.sh

gestartet werden.

 

Durch das Script wird eine erkannte Bewegung live ausgegeben. Gestoppt wird dieses kleine Script mit der Tastenkombination „STRG + C„. Leider ist diese Methode sehr prozessorlastig, da viele Male pro Sekunde der Status des GPIO-Ports abgefragt wird. Daher stelle ich nun eine elegantere Lösung mittels Python vor.

 

Auslesen via Python

Das hier vorgestellte Python-Script nutzt eine Funktion des Raspberrys, um den Status eines GPIO-Ports abzufragen. Dazu wird keine sekündliche Endlosschleife wie im Shell-Script oben genutzt, sondern der jeweilige Port gezielt initialisiert, so dass dieser eine Statusänderung an das Script meldet. Daher ist auch eine Wartezeit (in diesem Script von 100 Sekunden) zwischen den Durchläufen der Schleife möglich und die CPU wird deutlich entlastet. Im folgenden Beispiel wurde der PIR-Sensor am GPIO-Port 25 des Raspberry Pi’s angeschlossen.

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import os
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
PIR_PIN = 25
GPIO.setup(PIR_PIN, GPIO.IN)
def MOTION(PIR_PIN):
     os.system("echo "Bewegung erkannt"")
print "PIR Testscript (STRG+C zum beenden)"
time.sleep(2)
print "Bereit"
try:
     GPIO.add_event_detect(PIR_PIN, GPIO.RISING, callback=MOTION)
     while 1:
          time.sleep(100)
except KeyboardInterrupt:
     print "Beenden"
GPIO.cleanup()

 

Update
Da es des Öfteren zu Problemen beim Kopieren des Scripts kommt, habe ich es als Download zur Verfügung gestellt:

Download

 

Erläuterung:

Die Zeile „PIR_PIN = 25“ legt den abzufragenden GPIO-Port fest. Diesmal zählt die originale Nummerierung des Raspberry Pi gemäß folgender Tabelle.

 

Die Zeile

os.system("echo "Bewegung erkannt"")

legt die Aktion fest, die bei einer erkannten Bewegung des PIR-Sensor ausgeführt werden soll. In diesem Fall gibt das Script mittels „echo“ auf die Befehlszeile den Text „Bewegung erkannt“ aus. Ebenso könnte eine Aktion in openHAB ausgelöst werden, wenn via curl eine URL der openHAB-REST API abgerufen wird. Dies könnte etwa so aussehen:

os.system("/usr/bin/curl --header "Content-Type: text/plain" --request POST --data "ON" http://IP_DES_OPENHAB_SERVERS:8080/rest/items/ITEMNAME")

Die Tastenkombination „STRG + C“ beendet das Script. Nun könnte das Script bei einem Systemstart automatisch mitgeladen werden und im Hintergrund als Dienst laufen.

 

Python-Script als Systemdienst einrichten

Um das oben gezeigte Script automatisch beim Systemstart als Hintergrunddiest zu starten, wird ein sogenanntes init-Script benötigt. Diese liegen grundsätzlich im Verzeichnis „/etc/init.d/„. Daher erstellen wir mit einem Editor des höchsten Wohlfühlgrades ein neues Script:

cd /etc/init.d/
nano pirsensor

Das Inhalt könnte beispielhaft so aussehen:

#!/bin/sh
# chkconfig: 123456 90 10
# Startscript fuer den PIR-Sensor
#
verzeichnis=/scripte
scriptname=pirsensor.py

start() {
   cd $verzeichnis
   /usr/bin/python $verzeichnis/$scriptname &
   echo "PIR-Sensor gestartet."
}

stop() {
   pid=`ps -ef | grep '[p]ython $verzeichnis/$scriptname' | awk '{ print $2 }'`
   echo $pid
   kill $pid
   sleep 2
   echo "PIR-Sensor beendet."
}

case "$1" in
  start)
   start;;
 stop)
 stop 
 ;;
 restart)
 stop
 start
 ;;
 *)
 echo "Benutzung: /etc/init.d/pirsensor {start|stop|restart}"
 exit 1
esac
exit 0

 

Die Variablen „verzeichnis“ und „scriptname“ müssen natürlich an die eigenen Bedingungen angepasst werden. Die Tastenkombination „STRG + X“ beendet nano und fragt, ob die Änderungen gespeichert werden sollen. Das Script wird nun durch

chmod +x /etc/init.d/pirsensor

mit dem Attribut „ausführbar“ versehen und

/sbin/chkconfig pirsensor on

aktiviert das neue init-Script beim Systemstart. Wie die Daten an openHAB übergeben und dort weiter verarbeitet werden, zeigt dieser Artikel.

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