Schallpegel mit einem RasPi, PT8005 und FHEM protokollieren

© Laurent Davoust, 123RF

Ruhezone

Die Töle bellt, die Katze schreit, die Gäste johlen und die Nachbarn steigen einem samt Behörden wegen Lärmbelästigung aufs Dach. Mit einem einfachen Aufbau ermitteln Sie, ob es wirklich zu laut zuging.

Verbringt man den Feierabend im geselligen Miteinander, kommt es gelegentlich schon mal vor, dass es etwas lauter zugeht. Solange das auf öffentlichen Plätzen geschieht, verlaufen viele Beschwerden im Sande. Entsteht die vermeintliche Ruhestörung dagegen in der Nähe von Vereinsheimen, Gaststätten oder anderen öffentlichen Einrichtungen, bieten diese den Anwohnern und Behörden ein willkommenes Ziel, auf das sie sich einschießen und Abhilfe verlangen.

Für die Betreiber bedeutet das nicht selten den Beginn eines unangenehmen Tanzes – etwa dann, wenn die Wahrnehmung der Anwohner arg sensibilisiert ist und sie ein fünfminütiges leises Gespräch während einer Zigarette als stundenlanges Gebrüll registrieren. In einer Endlosschleife treffen Beschwerden ein und die angeblichen Verursacher versichern, dass sie doch ganz leise waren.

Für Abhilfe sorgen Betreiber, indem sie als ersten Schritt kontinuierlich den Schallpegel messen. So lässt sich prüfen, ob es zu den genannten Zeiten wirklich laut war, und man hat zugleich Argumente, um Anwohnern, Behörden und den eventuellen Lärmverursachern im Gespräch zu begegnen. Umsetzen lässt sich so ein Instrument vergleichsweise günstig mit einem RasPi und einem Schallpegelmesser. Für das Jugendgästehaus Hochland des HochDrei e.V. kommt ein Peaktech 8005 [1] zum Einsatz (Abbildung 1), das Elektronikanbieter wie Reichelt für etwa 150 Euro im Sortiment vorhalten.

Abbildung 1: Mit seinem integrierten USB-Anschluss erlaubt der Schallpegelmesser Peaktech 8005 das kontinuierliche Aufzeichnen von Geräuschemissionen. (Bild: Peaktech)

Das Gerät besitzt einen USB-Anschluss, sodass es sich unkompliziert mit dem RasPi verbinden lässt. Darüber hinaus existiert für die Hausautomatisierungssoftware FHEM [2] das von Prof. Dr. Peter Henning entwickelte Modul 70_PT8005.pm [3], mit dem sich auf einfache Weise Datenreihen sammeln und auswerten lassen.

Vorbereitungen

Da der RasPi lediglich in einem Kasten hängen und Daten sammeln soll, genügt für dessen Betrieb das minimale Raspbian Darkbasic [4], das wir auf einen aktuellen Stand bringen (Listing 1). Auch die Firmware mit Kernel bringen wir via rpi-update [5] auf eine frische Version (Abbildung 2). Anschließend fehlen nur noch FHEM und das PT8005-Modul.

Listing 1

 

# Darkbasic aktualisieren
# echo "deb http://archive.raspberrypi.org/debian/ wheezy main" >> /etc/apt/sources.list
# apt-get update && apt-get upgrade
# sed -i 's/wheezy/jessie/g' /etc/apt/sources.list
# apt-get update && apt-get --yes dist-upgrade
# apt-get autoremove
# apt-get autoclean
# reboot
Abbildung 2: Das Minimalsystem Darkbasic basiert zwar auf Debian "Wheezy", lässt sich aber mit wenig Aufwand auf Jessie aktualisieren und mit einem Kernel 4.x bestücken.

Um FHEM zu installieren, führen Sie die in Listing 2 aufgeführten Schritte aus. Anschließend erreichen Sie die Nutzerschnittstelle des FHEM-Servers im Browser über die URL http://raspiip:8083.

Listing 2

 

# echo "deb https://debian.fhem.de/stable ./" >> /etc/apt/sources.list
# wget -qO - https://debian.fhem.de/archive.key | apt-key add -
# apt-get update && apt-get install fhem

In der Grundeinstellung darf jeder ohne Anmeldung auf die Verwaltungsoberfläche zugreifen. Um das zu verhindern, gilt es, die Datei fhem.cfg um eine Zeile zu erweitern. Dazu klicken Sie auf Edit files und anschließend fhem.cfg. Unterhalb von define WEB FHEMWEB 8083 global fügen Sie die Ergänzung attr WEB basicAuth Base64-Nutzerpasswort ein. Den Abschnitt Base64-Nutzerpasswort ersetzen Sie durch die Ausgabe des Befehls echo -n User:passwort | base64. Nach einem Klick auf Save fhem.cfg starten Sie den Server neu, woraufhin die Nutzerauthentifizierung greift.

FHEM bringt für verschiedene Endgeräte verschiedene Oberflächen mit, die der Server anhand der verwendeten Portnummer unterscheidet. Falls Sie nicht planen, sich vom Smartphone oder Tablet aus mit dem Server zu verbinden, können Sie die entsprechenden Zeilen gleich auskommentieren. Andernfalls sollten Sie auch hier die Nutzer-Passwort-Kombination Base64-kodiert eintragen. Nun fehlt noch das Modul 70_PT8005.pm, das Sie in das Verzeichnis /opt/fhem/FHEM/ kopieren.

Geben Sie dem Modul mit dem Kommando chown fhem:dialout 70_PT8005.pm die notwendigen Benutzerrechte und initiieren Sie über die Weboberfläche einen Neustart mittels update und shutdown restart. Die beschriebenen Befehle senden Sie mithilfe der oberen Input-Zeile der Weboberfläche an den FHEM-Server. Danach steht das Modul zum Einsatz bereit.

Nun gilt es, den PT8005 zu konfigurieren. Dazu genügt es, die Datei fhem.cfg um den Eintrag define pt8005 PT8005 /dev/ttyUSB0 zu erweitern. Scheitert das Editieren, klicken Sie auf Unsorted | WEB und wählen in der auf attr WEB folgenden Auswahlliste den Wert editConfig aus, den Sie auf 1 setzen. Sie bestätigen die Wahl mit einem Klick auf attr. Nach einem wiederholten Neustart erscheint das Modul unter Everything und lässt sich öffnen (Abbildung 3).

Abbildung 3: Um das PT8005-Modul einzurichten, genügen geringfügige Anpassungen an der zentralen Konfigurationsdatei fhem.cfg.

Messen und sammeln

Von hier aus senden Sie verschiedene Befehle an den Schallpegelmesser (set) oder fragen den Status ab (get). Mit set Min/Max schalten Sie beispielsweise in der Ansicht zwischen geringstem, höchstem und aktuell gemessenem Schallpegel um. Der Anzeigenwechsel beschränkt sich jedoch auf die Anzeige im Display des Geräts. Mit set auto schalten Sie den Pegelmessbereich um. In der Regel deckt der voreingestellte Wert AUTO mit einem Bereich von 30 bis 130 dB aber die meisten Anwendungsfälle ab. Alternativ stehen die Bereiche 30 bis 80 dB (LO), 50 bis 100 dB (MED) und 80 bis 130 dB (HI) zur Wahl.

Über den Schalter dBA/C stellen Sie die Frequenzbewertung ein. Der voreingestellte Wert dBA soll dem menschlichen Hörempfinden entsprechen. Die Einstellung dBC empfiehlt Peaktech zum Messen von Maschinen- und Motorgeräuschen. Mit set intervall legen Sie fest, in welchen Abständen das System misst. Voreingestellt sind 60 Sekunden, der kleinste Wert liegt bei 5 Sekunden. Mit speed stellen Sie das Ansprechverhalten um. Für allgemeine Messungen empfiehlt sich ein langsames Ansprechverhalten und eine A-Bewertung, die den Geräuschpegel über den Zeitraum einer Sekunde mittelt.

Nun geht es daran, die gemessenen Daten aufzuzeichnen. Dazu senden Sie an den FHEM-Server den Befehl createlog pt8005. Anschließend erscheint der Schallpegelmesser links im Menü. FHEM erzeugt jetzt eine Logdatei für ein ganzes Jahr. Unter dem Aspekt, dass wir beim HochDrei e.V. nur Daten sammelten, um kurz zurückliegende Sachverhalte zu prüfen, stellten wir auf tägliche Logs um. Dazu ergänzten wir den Dateinamen des Logfiles in der fhem.log um den String -%m-%d.

Da Beschwerden über lärmende Mitmenschen in der Regel rasch eintreffen, löschen wir ältere Logdateien auch zeitnah via Cronjob (Listing 3); eine Alternative dazu bietet Logrotate. Im Fall einer Beschwerde wegen Lärmbelästigung durchforsten wir das Logfile mit zless oder zgrep und sehen nach, ob es für die beanstandeten Zeiträume wirklich Schallpegel jenseits der 40 dB gab.

Listing 3

 

#! /bin/bash
#: Titel:   handle_pt8005_logs.sh
#: Datum:   2015-08-22
#: Autor:   Falko Benthin
#: Version: 1
#: Beschr:  pt8005-Logs komprimieren, nach 30 Tagen löschen
# compress files older than three days
find /opt/fhem/log/pt8005*log -mtime +3 -exec gzip {} \;
# delete files older than 30 days
find /opt/fhem/log/pt8005*log.gz -mtime +30 -exec rm {} \;
exit 0

Im Logfile tauchen oft dieselben Informationen auf, wie mode: normal, range: 30-130 dB und overflow. Geht es nur darum, Vorwürfe der Lärmbelästigung und Ruhestörung zu prüfen, spielen diese Werte keine Rolle. Um nur den Lärmpegel festzuhalten, editieren Sie die fhem.cfg und ersetzen am Ende der Zeile define FileLog_pt8005 FileLog ./log/pt8005-%Y-%m-%d.log pt8005 den regulären Ausdruck pt8005 durch pt8005:soundlevel:.* (Abbildung 4).

Abbildung 4: Das Protokoll gibt minutengenau wieder, wann welche Lärmemission entstand.

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