Gas-Waage

Annahmen:

• Argon Flaschen verfügbar in
  
• 10L -> 16kg gefüllt -> Gasmenge 3,67kg -> 2,1m3 -> (25,00 €*/ m³) Gasgewicht bei 20degC: 3,7kg -> 15,14 €/kg
  
• 20L -> 30kg gefüllt -> Gasmenge 7,18kg -> -> (16,03 €*/ m³) Gasgewicht bei 20degC: 7,15kg -> 9,63 €/kg
  
• Volumenmenge Argon Gas: 0,6l/g

Es wurde eine 60kg Wägezelle (Quelle: Holger G.) in eine Halterung aus Holz (Orlando E.) gebaut. Das Unterteil ist quadratisch und hat 3 dem Boden angepasste Standfüße. Das Oberteil hat eine runde Form, die 10 und 20 Liter Stahlflaschen aufnehmen kann.

Die Wägezelle ist mit einem HX711 Interface verbunden, dass seine Messdaten per I2C einem WEMOS D1 mini NodeMCU bereit stellt.

Das C++ Programm ist eher rudimentär aufgebaut (Dieter H.) und veröffentlicht (published) die Messwerte und Systemstati per WLAN an unseren MQTT-Broker und in einer EPROM-Emulation (FLASH-Speicherbereich) werden alle wichtigen Systemvariablen gespeichert, sie sind nach einem Neustart verfügbar. Das aktuelle Gewicht der Gasflasche wird alle 10 Sekunden gesendet und alle 15 Sekunden werden die Systemvariablen aktualisiert.

Achtung - bitte beachten!

Die Sicherungskette für die Gasflasche soll 'locker' sein, um nicht den Wiegevorgang zu beeinflussen. Es darf nichts an die Gasflasche gehängt oder sich aufgestützt werden.
Auch ist zu beachten, eine neue Gasflasche vorsichtig und sanft auf die Wägezelle aufzusetzten, damit diese nicht beschädigt wird.

Gaswaage Display

ist normalerweise gedimmt und wird heller, wenn man den Screen mit dem Finger berührt

Display Screen #1

zeigt die aktuellen Informationen:

• Startgewicht(g) - ist das Gesamtgewicht beim Aufstellen einer neuen Flasche
• Flaschentyp - zeigt 10 Liter Flasche oder 20 Liter Flasche je nach aufgestelltem Typ (wird von SYMCON ermittelt)
• Gewicht aktuell (g) - ist das aktuelle Gewicht, dass alle 15 Sekunden aktualisiert wird
• Verbrauch - heute (g) - zeigt den Tagesverbrauch (0:00 - 23:59) in 10g Schritten
• Kosten heute (Euro) - zeigt die errechneten Tageskosten in Euro an (bitte aufgerundet in die Spendenkasse legen)
• Verbrauch Summe (g) - zeigt den akkumulierten Gasverbrauch in Gramm seit dem Aufstellen der Flasche an
• Restgas in %

Der Button "Admin Bereich" führt auf die nächste Seite zur Eingabe eines Admin-Passcodes (kennen nur Personen mit dem 'need to know')

Display Screen #2

wird hier der korrekte 4-stellige Passcode eingegeben, öffnet sich der Screen #3, von dem aus verschiedene Scripte gestartet werden können
Wird ein falscher Passcode eingegeben, springt die Anzeige zurück auf Screen #1

Display Screen #3

Die Funktionen können fatale Folgen haben, deshalb bitte mit Bedacht ausführen.
Funktionen:

• Waage nullen - Diese Funktion sollte nur bei leerer Waage ausgeführt werden - sie setzt und speichert den Nullpunkt der Waage neu
• Neue Flasche - Nach dem Aufstellen einer gefüllten Flasche und der Montage des Druckminderers, muss diese Funktion ausgeführt werden. Es wird das Initial-(Start)Gewicht gemessen und gespeichert. Tages- und Summenverbrauch sowie die 'Kosten heute' auf '0' gesetzt.
• EPROM löschen - Vorsicht! Löscht den in Flash Memory emulierten EPROM-Bereich - sollte nur durch Admins ausgelöst werden, gefolgt von einem RESET.
• Waage neu starten (RESET) - selbsterklärend
  
  

GasWaage (ESP8266 + HX711)

Firmware fuer eine WLAN-faehige Gasflaschen-Waage auf Basis eines Wemos D1 mini (ESP8266) mit HX711-Loadcell-ADC.

Das Projekt misst kontinuierlich das Gewicht, publiziert Messwerte und Status per MQTT, speichert Kalibrierdaten im EEPROM und bietet OTA-Updates ueber ein Webinterface.

Features

• Gewichtsmessung ueber HX711
• MQTT Telemetrie und Steuerbefehle
• Last-Will-Status (online/offline) via MQTT
• Persistente Kalibrierung (Offset, Scale, Startgewicht) im EEPROM
• NTP-Zeitstempel fuer Statusmeldungen
• OTA-Updates mit ElegantOTA (/update)
• Asynchroner Webserver auf Port 80

Hardware

• Wemos D1 mini (ESP8266)
• HX711 Modul
• Load Cell (passend zur gewuenschten Last)

Pinbelegung (aktuell im Code)

• HX711 DT -> D2 (GPIO4)
• HX711 SCK -> D1 (GPIO5)

Projektstruktur

• src/main.cpp: Hauptlogik (WiFi, MQTT, Messung, EEPROM, OTA)
• src/Credentials.h / src/Credentials_ms.h: WLAN/MQTT Zugangsdaten
• platformio.ini: Board, Framework, Abhaengigkeiten, Build-Flags

MQTT

Topics

• Publish Werte: gaswaage/values
• Publish Status: gaswaage/status
• Last Will: gaswaage/lwt
• Subscribe Befehle: gaswaage/in

Beispiel-Payloads fuer gaswaage/in

• {offset:-104289} -> Offset setzen
• {setscale:-73.7} -> Scale-Faktor setzen
• {getoffset} -> Tara/Offset neu bestimmen
• {newbottle} -> aktuelles Gewicht als Startgewicht speichern
• {reset} -> ESP Neustart
• {wipeeprom} -> EEPROM loeschen (anschliessend Neustart empfohlen)

MQTT-Stabilitaet (aktueller Stand)

Fuer den Fall "Device ist online, publisht aber nicht mehr" wurden in der Firmware Schutzmechanismen ergaenzt:

• Alle Publishes werden geprueft (Rueckgabewert von client.publish() wird ausgewertet).
• Bei fehlgeschlagenem Publish wird die MQTT-Verbindung aktiv getrennt, damit ein sauberer Reconnect erfolgt.
• MQTT-Buffer ist auf 512 gesetzt, damit groessere JSON-Nachrichten nicht still verworfen werden.
• KeepAlive ist auf 30s gesetzt.
• Reconnect-Zaehler wird bei Fehlschlag erhoeht und in den Statusdaten publiziert.
• Der initiale MQTT-Connect (beim Boot) nutzt ebenfalls den LWT-Connect-Pfad.
• LWT-Connect funktioniert sowohl mit als auch ohne MQTT-Authentifizierung.

Damit wird ein stilles "haengt online, sendet aber nichts" deutlich robuster abgefangen.

Aenderungen (22.05.2026)

• Fix: gaswaage/lwt wird jetzt bereits beim Erststart korrekt gesetzt.
• Fix: "online aber keine Publishes" wird durch Publish-Checks + erzwungenen Reconnect abgefangen.
• Verbesserung: robustes Connect-Verhalten bei Brokern mit und ohne User/Pass.

Erste Inbetriebnahme

1. Zugangsdaten in src/Credentials_ms.h oder src/Credentials.h eintragen.
2. Sicherstellen, dass in src/main.cpp die richtige Credentials-Datei eingebunden ist.
3. Hardware anschliessen (HX711 + Load Cell).
4. Firmware bauen und flashen.
5. Serielle Konsole oeffnen und WLAN/MQTT-Status pruefen.

Build, Upload, Monitor

Mit PlatformIO im PATH

platformio run
platformio run -t upload
platformio device monitor -b 115200

Falls platformio nicht im PATH liegt

~/.platformio/penv/bin/platformio run
~/.platformio/penv/bin/platformio run -t upload
~/.platformio/penv/bin/platformio device monitor -b 115200

OTA-Update

Nach erfolgreichem WLAN-Connect ist das OTA-Interface erreichbar unter:

• http://<IP-der-GasWaage>/update

Die IP-Adresse wird beim Start im seriellen Monitor ausgegeben.

Hinweise

• monitor_speed ist auf 115200 gesetzt.
• Kalibrierdaten werden dauerhaft im EEPROM gespeichert.
• MQTT-Broker, Port und optional User/Pass werden in den Credentials definiert.

Troubleshooting

Geraet ist online, aber es kommen keine MQTT-Werte

1. Serielle Ausgabe pruefen (115200) und auf Reconnect-Aktivitaet achten.
2. Topic-Subscription am Broker pruefen:

mosquitto_sub -h <broker-ip> -p <port> -t gaswaage/status -v
mosquitto_sub -h <broker-ip> -p <port> -t gaswaage/values -v
mosquitto_sub -h <broker-ip> -p <port> -t gaswaage/lwt -v

3. Sicherstellen, dass clientId im Netzwerk eindeutig ist (kein zweites Geraet mit gleicher ID).
4. In den Credentials Broker/Port/User/Pass gegenpruefen.
5. Testweise {reset} an gaswaage/in schicken und Reconnect/Publishes beobachten.

Es wird nichts auf gaswaage/lwt publiziert

1. Auf LWT-Topic abonnieren:

mosquitto_sub -h <broker-ip> -p <port> -t gaswaage/lwt -v

2. Geraet neu starten.
3. Erwartung nach erfolgreichem Connect: retained Meldung mit status: online.
4. Strom oder WLAN kurz unterbrechen (unsauberer Disconnect).
5. Erwartung: Broker setzt LWT retained auf status: offline.
6. Nach Wiederverbindung: retained Meldung wechselt wieder auf status: online.

Hinweis: Falls nur bei einem bestimmten Broker keine LWT-Meldung erscheint, Broker-Logs auf ACL/Retain-Policy pruefen.

Lizenz

Aktuell keine explizite Lizenzdatei im Projektroot vorhanden. Bei Bedarf LICENSE ergaenzen.

MQTT-Topics

gaswaage/values

"Scale Reading": 32409 - alle 10 Sekunden Wert in Gramm

gaswaage/status

"revision":"1.0_250612", - SW-Revision
"ip":"192.168.X.XXX", - IP
"rssi":-79, - WLAN Signalstärke
"cnt_reconnect":0, - Anzahl der WLAN-Reconnct Versuche
"client":"gaswaage_1", - Client Name
"scale":74.33300018, - Waagenkalibrierwert
"offset":108917, - TARA Wert für leere Waage

"Initial Botttle Weight":32298, - Flaschengewicht wenn neue Flasche aufgestellt wird
"eeprom_use":1, - EPROM-Nutzung in %
"last TS":"17.06.25 11:20:00" - Zeitmarke der letzten Aktualisierung

ausserdem wird der 'Last Will Testament' publiziert, hiermit kann geprüft werden, ob die Waage auch tatsächlich 'online' ist

gaswaage/lwt

"status":"online"
"client":"gaswaage_1",
"ip":"192.168.X.XXX"

Per MQTT können folgende Aktivitäten ausgelöst werden:

gaswaage/in

"{setoffset:-104289}" -> vorher ermittelter Offsetwert setzen (leere Waage - Meßwert = 0)

"{setscale:-73.7}" -> Waagenkalibrierung setzen (muss eigentlich nur einmal bei Inbetriebnahme gemacht werden)
"{getoffset}" -> TARA Funktion setzt Nullwert für leere Waage
"{newbottle}" -> muss jedesmal ausgeführt werden, wenn eine neue Flasche aufgestellt wird
"{reset}" -> Controller RESET
"{wipeeprom}" -> Vorsicht - löscht den in Flash Memory emulierten EPROM-Bereich (reset afterwards)