Telegram Bot – Chat mit Raspberry

Mittelfristiges Ziel ist, die ganzen Projekte zusammen zu schließen und auch von außen sicher zu nutzen. Dazu ist ein kleiner Versuch zur Anbindung von Telegram an einen Raspberry gestartet worden. Am Ende ist ein funktionierender Telegram Bot in Python auf einem Raspberry rausgekommen, mit dem vom Handy aus gequatscht wird.

Projekt: Telegram Bot

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link: – eigenes Projekt –

Nach einiger Suche zu Lösungen zur benutzerfreundlichen Anbindung an die eigenen Lösungen bin ich über die API von Telegram gestolpert und die wirklich mächtige Funktionalität der Bots.

Als Einstieg zu dem Thema hat Telegram selbst eine recht ordentliche Seite.

Grob gilt es folgende Schritte zu tun:

  • Erzeuge einen neuen Telegram-Bot über einige Messages mit dem Telegram-Bot “Botfather”. Nach erfolgreicher Erzeugung ist der Bot aktiv und man hat einen exklusiven Schlüssel für den Zugriff
  • Danach geht es daran, den Bot an sich zu entwickeln. Die Telegram-Server funktionieren als Vermittler zwischen den Clients (der App auf den Smartphone) und dem Server (der Python Anwendung auf dem Raspberry). Alle Seiten müssen sich auf den Servern anmelden, damit die Kette funktioniert. Der Bot ist immer aktiv, wenn also nur der Client angemeldet ist antwortet halt keiner. Ohne Client hört halt keiner zu.
    Die Bot-Applikation autorisiert sich gegenüber Telegram über den Schlüssel.

Für Python gibt es einen sehr guten Wrapper um die Telegram-API, zu finden hier.
Da sind auch die erforderlichen Dokumentationen und ein Tutorial zu finden.

Ich habe für meinen Bot ein Paar Kommandos eingerichtet und eine Sicherheitsschicht über User IDs. Die muss ich einmal rausfinden (durch eine Nachricht an meinen Bot). Da ich einen Bot nicht privat schalten kann, muss ich zwischen “autorisierten” Benutzern und Besuchern unterscheiden. Ebenso kann ich Nachrichten auch nur an bestimmte Benutzer “privat” schicken und so die Benutzer komplett von der Infrastruktur isolieren.

Wenn keine Kommandos kommen, könnte ich mich z.B. auch mit einer Instanz von ChatterBot unterhalten. Das habe ich mir dann aber gespart, zumal es keinen zusätzlichen Nutzen für mich hat. Aktuell liefet ein Standard-Handler einfach einen Satz zurück. Der Spieltrieb ist manchmal schon übel.
Die Unterhaltungen der einzelnen Clients mit dem Bot sind getrennt voneinander. Wenn also zwei verschiedene Personen verbunden sind, können diese sich nicht untereinander belauschen. Eine Gruppe ist mit Bots nicht möglich.

Die Telegram-Infrastruktur ist in Bezug auf die Nachrichten sehr mächtig und erlaubt eigentlich alle relevanten Medien zu empfangen und zu übertragen.
Ich werde später damit auf Anforderung z.B. Grafiken mit Temperaturverläufen vom Pool anfordern können oder auch nur Alarme von Geräten aufs Handy geschickt bekommen.

Probleme:

Primär mit der API, um nach dem supereinfachen Einstieg das Thema Security voran zu bekommen. Nach etwas rumprobieren und Recherche der Dokumentation ist aber alles lösbar gewesen und eigentlich ohne echte “Klippen”.

Fazit:

Die vorhandene Lösung ist bereits gut einsetzbar und leicht zu erweitern. Sobald das Thema Home Automation weiter getrieben wird und die entsprechenden Projekte eine ausreichende Reife erhalten, wird der Bot auch (zumindest für Teile der Funktion) eingebunden.

“Dif-tor heh smusma”

Komponenten:
Rechner: Raspberry PI 3B+
Language: Python
Runtime: Raspbian
Smartphone mit Telegram App

Überlegungen:
Telegram: Ein recht sicherer Messaging-Dienst, kostenlos und nicht der Google Datenkrake zugehörig. Außerdem eine sehr mächtige API zur Anbindung von Applikationen.

Schäden:
– mal zur Abwechslung keine –

Telegram Bot – Hirn ist aus

In einem früheren Post hatte ich ja schon über den Telegram Bot als Interface für die Heimautomatisierung geschrieben und die Idee, nicht-Kommandos über einen ChatBot zu bearbeiten. Die Idee ist inzwischen etwas weiter gedacht und erheblich komplexer geworden.Projekt: Telegram Bot ...
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Telegram Bot – Chat mit Raspberry

Mittelfristiges Ziel ist, die ganzen Projekte zusammen zu schließen und auch von außen sicher zu nutzen. Dazu ist ein kleiner Versuch zur Anbindung von Telegram an einen Raspberry gestartet worden. Am Ende ist ein funktionierender Telegram Bot in Python auf ...
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Rover – Mad Max in Raspberry

Mein erstes Projekt überhaupt war der Aufbau eines Rovers mit zwei Antriebsrädern und einem Stützrad. Ziel dabei war es mit Raspberry und Python eine mobile Plattform für weitere Projekte zu schaffen.
Dabei wurde bewusst erst mal gebaut und dann überlegt ob das alles passt. Fehler waren beabsichtigt, lernen das primäre Ziel.

Projekt: Rover

Kontakt: Boris Dirnfeldner

Link: – eigenes Projekt –

Vorarbeiten:

Als ersten Schritt wird die Ansteuerung des Schrittmotors erst mal fliegend aufgebaut und die ersten Codezeilen erstellt. Nachdem erstmal die einzelnen Kabel an der richtigen Stelle sind, funktioniert der Motor auch relativ gut. Zumindest bei langsamen Drehzahlen. Also erst mal die Grenzen ausloten und mit dem Timing rumprobieren. So ganz ohne Achslast verträgt der Schrittmotor auch abrupte Drehzahländerungen klaglos.

Aufbau Versuch 1:

Nun wird alles auf ein rechteckiges Sperrholzbrett montiert:
o Bleigelakku 12V am hinteren Ende über der Antriebsachse
o Die Motore sind an beiden Seiten am hinteren Ende und unterhalb der Platte befestigt, so das die Reifen seitlich wie bei Traktoren frei standen.
o Als Reifen sind Tretradrollen mit 10cm Durchmesser direkt an der Motorachse befestigt.
o Vorne mittig ein Stützrad aus dem Möbelbau.
o Der Raspberry und Kabelage vorne auf die Platte.

Ergebnis: Sehr lustig, aber sinnlos. Die verwendete Sperrholzplatte mit 4mm bog sich unter dem Gewicht des Akkus schlicht durch, so das die beiden Räder mit ca. 45° Radsturz schräg abstanden. Mit Absicht wäre das Design Cool, so aber ein glatter Fail!

Aufbau Versuch 2:
Alles wieder runter, dann erstmal die Sperrholzplatte mit ein Paar Holzstreben versteift.
Die Teile wieder in gleicher Weise draufgebaut.
Damit wird nun wieder Erfahrung mit der Ansteuerung der Schrittmotore gesammelt und mit dem sehr empfindlichen Timing bei der Ansteuerung von Schrittmotoren in einer ungeeigneten Programmiersprache gelernt. Hohe Geschwindigkeiten sind so schwierig zu erreichen, geschweige den zu halten.
Durch die Umstellung auf “Pigpio” und entsprechende Nutzung von “Waves” war das Ansprechverhalten des Schrittmotors in Ordnung.
Dann ergänzend die Steuerung über Controller integriert und man konnte rumfahren.
Leider versagten die Motore schon bei kleinen Stufen wie z.B. bei Teppichen. Durchdrehende Schrittmotore machen einen üblen Lärm. Deswegen sind auch die Beschleunigungs- und Bremsrampen sehr flach, was aber das Gefährt auch sehr träge in der Reaktion macht.

Ergebnis: Immer noch lustig, aber Ok. Wie ein Endzeitgefährt bei Mad Max und mit etwas Deko für ein Steampunk-Modell grundsätzlich geeignet. Lediglich die schwache Antriebsleistung muss gelöst werden.

Aufbau Versuch 3:

Der Antrieb wird umgebaut, die Motore über einen Riemenantrieb (3:1) an die Antriebsachse umgesetzt. Das ganze ist in einem Gehäuse aus dem 3D-Drucker eingebaut, die Achsen mit Kugellagern gesichert. Jede Einheit ist für sich weiter einzeln aufgebaut und spiegelverkehrt aufgebaut. Danach wieder unter der Plattform montiert.

Ergebnis: Jetzt hat das Teil genug Kraft. Mit der vorhandenen Steuerungslogik reagiert das Modell aber weiterhin zu träge auf Steuer- und Bremsbefehle.

Aufbau Versuch 4:

Bisher war der Controller über USB-Kabel am Gefährt angeschlossen, weil die Anbindung per Bluetooth leider zickt. Das ist wohl bei den China-Nachbauten öfters der Fall und leider auch nicht immer lösbar (leider habe ich als Spielkonsolenverweigerer keine originalen Controller zur Hand, und nur zum ausprobieren sind mir die Dinger zu teuer). Pigpio bietet aber an, auch remote-Instanzen zu steuern und daher stelle ich das ganze System auf eine Client/Server-Steuerung um: Ein Raspberry Pi 3B+ mit dem Controller (kabelgebunden) übernimmt das Benutzerinterface, die Pigpio-Daemons übernehmen die Verbindung und der Zero am Rover steuert die Schrittmotortreiber.

Ergebnis: Das ging sehr schnell und funktioniert super! Die Übertragung verzögert nicht weiter (langsam ist nicht die Steuerung, sondern die Logic der Beschleunigungsrampen).

Aufbau Versuch 5:

Versuchsweise wird die Antriebsspannung für die Schrittmotore auf 24V angehoben. Bei hohen Geschwindigkeiten bringt ein Schrittmotor mehr Leistung bei höherer Spannung.
Dazu wird provisorisch ein zweiter Bleigelakku auf das Gefährt montiert.

Ergebnis: Die Wirkung ist überschaubar. Der Antrieb hat etwas mehr Anzug, die Höchstgeschwindigkeit ist aber kaum höher (zumal auch einiges an Gewicht drauf gekommen ist). Leider habe ich bei einem “Auffahrunfall” den Aufbau ziemlich zerlegt.
Vorher hat das Ding aber richtig fies ausgesehen, Mad Max war da eher unterdimensioniert.

Fazit:

An sich ist das System nach etwas Feintuning sicherlich verwendbar, aber ineffizient.
Der Akku ist zu fett, die Ansteuerung zu träge und der Antrieb braucht auch noch Aufmerksamkeit im Design. Der Raspberry verbrennt auch ordentlich Strom und eine komplette Steuerung ist in Python auch nicht richtig angesiedelt.
Bei passender Gelegenheit wird ein neuer Aufbau gemacht, dann aber mit Arduino und C/C++ und komplett gedruckten Rahmen/Aufbau.

Probleme:

Das Hauptproblem ist die träge Steuerung aufgrund der zu flachen Beschleunigungsrampen und der Trägheit des Modells (zu schwer) sowie zeitliche Unverbindlichkeit von Python-Code.

Die komplette Steuerung der Schrittmotortreiber per Python und entsprechender Lib war schlichtweg zu unpräzise und führte ständig zu späten Signalen an den Treiber, was insgesamt zu unrunden Schrittmotorlauf führte.
Nach der Umstellung der Steuerung auf den Daemon zur Schrittmotorsteuerung war das Ansprechverhalten erheblich präziser, aber immer noch nicht ideal. Vor allen, da ich die Rampen bei der Ansteuerung ständig zu flach gehalten habe um Schrittverluste zu vermeiden.

Der Direktantrieb am Motor ist zu schwach für das Gewicht, ohne Umsetzung scheitert das Gefährt schon am Teppich. Mit 1:3 Riemenumsetzung war aber einiges an Reserve drin.
Allerding fehlen im Aufbau noch eine Spannrolle, um den Riemen ausreichend sicher an den Rollen zu halten.

Der Bleigelakku ist erwartungsgemäß schwer und benötigt viel Platz. Für den Versuchsaufbau ok, für eine echte Lösung aber keine Option.

Der provisorische Aufbau ist nicht gerade stabil und gegenüber harten Aufprall zu wenig haltbar. Beim Versuch mit 2 Akkus (24V Antriebsspannung) ist beim Aufprall der ganze Akkusatz nach vorne gerutscht und hat den Rover sauber zerspant. Naja, war ohnehin neu zu machen…

Komponenten:
Rechner: Raspberry Zero und Pi 3B+
Schrittmotor: NEMA17 (17HD48002H-22B)
Treiber: TB6000
SW: Python
Bleigel-Akku 12V
PS3 Controller

Überlegungen:
Raspberry:
Einfach meine erste Entwicklungsplattform.
Python: Die von mir am meisten genutzte Programmiersprache mit nativen Libs für DIY-Bauteilen und mit JetBrains PyCharm eine passende IDE.

Schäden:
– Mehrere Dellen an Möbeln wegen der Latenz beim Bremsen und Lenken.
– Zerlegte Halter nach Bremscrash beim Erstversuch mit 2 Bleiakkus.

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