Camper-Monitor/README.md

Camper Monitor

iOS-App, die per Bluetooth LE die Energieanlage im Wohnmobil ausliest:

Gerät	Weg	Was ankommt
Victron Ladebooster (Orion-TR Smart / Orion XS)	Instant Readout im Advertisement	Ein-/Ausgangsspannung, beim XS auch Ströme und Ladeleistung, Zustand, Abschaltgrund
Victron Solarladeregler (SmartSolar MPPT)	Instant Readout im Advertisement	PV-Leistung, Batteriespannung, Ladestrom, Tagesertrag, Laststrom, Ladezustand (Bulk/Absorption/Float)
Batterie-BMS (Bulltron/Daly, WattCycle)	GATT-Verbindung, alle 5 s abgefragt	SoC, Spannung, Strom, Restkapazität, alle Einzelzellspannungen, Zelldifferenz, Temperaturen, Zyklen, MOSFET-Status
Kompressor-Kühlbox (Alpicool und Baugleiche)	GATT-Verbindung, lesen und stellen	Ist- und Solltemperatur je Zone, Betriebsart, Kompressorstatus, Bordspannung, Batterieanzeige
Neigungsmesser (VanAlign Pro)	GATT-Verbindung	Längs- und Querneigung als Libelle, Kalibrierung aus der App

Ein Victron SmartShunt/BMV wird ebenfalls unterstützt, falls später einer dazukommt.

Dazu gehört eine Apple-Watch-App: Übersicht, Nivellierung samt Ausrichtungs-Assistent mit Vibration und die Steuerung der Kühlbox am Handgelenk. Sie funkt nicht selbst, sondern hängt am iPhone – warum, steht unter Apple Watch.

Die Firmware des Neigungsmessers liegt mit im Projekt, siehe firmware/vanalign.

Bauen und installieren

open /Users/fritob/GIT/Camper-Management/CamperMonitor.xcodeproj

Dann in Xcode:

1. Target CamperMonitor → Signing & Capabilities → dein Apple-Team auswählen. Die Bundle-ID de.fritob.CamperMonitor ggf. anpassen, falls sie schon vergeben ist. Dasselbe beim Target CamperMonitorWatch; dessen Bundle-ID muss die des iPhones mit angehängtem .watchkitapp bleiben.
2. iPhone per Kabel anschließen, oben als Ziel wählen, ⌘R.

Das Schema CamperMonitor baut die Watch-App mit und bettet sie ein. Dafür muss die watchOS-Plattform in Xcode installiert sein – sonst bricht schon das Übersetzen des Symbolkatalogs ab:

xcodebuild -downloadPlatform watchOS

Auf die Uhr kommt die App danach von selbst: Sie steckt in der iPhone-App und taucht in der Watch-App des iPhones unter Verfügbare Apps auf.

Wichtig: Der Simulator hat kein Bluetooth. Die App startet dort, findet aber nie ein Gerät. Zum Testen muss sie auf ein echtes iPhone.

Mit einem kostenlosen Apple-Account läuft die App 7 Tage und muss dann neu installiert werden; mit einem bezahlten Developer-Account ein Jahr.

Einrichtung in der App

Victron-Geräte

Victron-Geräte senden ihre Messwerte etwa im Sekundentakt verschlüsselt im BLE-Advertisement. Es wird nichts verbunden und nichts gestört – VictronConnect kann parallel laufen. Dafür brauchst du pro Gerät einmalig den Schlüssel:

1. VictronConnect öffnen, Gerät anwählen
2. Zahnrad (Einstellungen) → ⋮ oben rechts → Produkt-Info
3. Instant Readout einschalten
4. Verschlüsselungsdaten anzeigen → der Schlüssel sind 32 Hex-Zeichen

In der App: + → Gerät aus der Liste wählen (Victron-Geräte werden erkannt und die Art vorausgefüllt) → Schlüssel einfügen → Sichern.

Der Schlüssel liegt in der iOS-Keychain, nicht in den UserDefaults.

Wenn „Schlüssel passt nicht" erscheint

Victron sendet das erste Byte des Schlüssels unverschlüsselt mit, damit sich ein falscher Schlüssel sofort erkennen lässt. Die Detailansicht des Geräts hat dafür den Abschnitt Diagnose:

• Gerät sendet als erstes Schlüsselbyte – was das Gerät erwartet
• Eingetragener Schlüssel beginnt mit – was in der App steht

Stimmen die beiden nicht überein, gehört der Schlüssel zu einem anderen Gerät. Bei mehreren Victron-Geräten ist das die mit Abstand häufigste Ursache: In VictronConnect prüfen, dass wirklich dieses Gerät geöffnet war, als der Schlüssel angezeigt wurde.

Die Diagnose zeigt außerdem Produkt-ID, Datensatztyp und die Rohdaten des Advertisements – letztere lassen sich durch langes Antippen kopieren.

Batterie / BMS

Kein Schlüssel nötig. Auswählen, Art auf Batterie / BMS stellen, Sichern. Bulltron-Akkus melden sich meist als DL-…, WattCycle je nach Charge unter eigenem Namen – findest du nichts, in der Geräteliste auf Alle umschalten.

Die App probiert drei Protokolle durch und übernimmt, was antwortet:

Dialekt	Verbreitung
Daly klassisch (A5)	Bulltron und viele Daly-BMS
Daly Modbus (D2)	neuere Daly-Firmware
JBD / Xiaoxiang (DD A5)	viele LiFePO4-Akkus mit eigener App
WattCycle (1E/7E)	WattCycle-Bluetooth-Serie

WattCycle-Akkus verlangen eine Besonderheit: vor der ersten Abfrage muss der Text HiLink auf eine eigene Freischalt-Charakteristik (FFFA) geschrieben werden, sonst bleiben sie auf jede Anfrage stumm. Die App macht das automatisch, sobald ein Gerät diese Charakteristik anbietet. Modell, Hersteller und Seriennummer liest sie einmalig mit aus und zeigt sie in der Detailansicht unter Gerät.

Protokoll und Feldbelegung stammen aus frabnet/esphome-wattcycle-ble; die Prüfsummen-Variante von dort ist gegen den klassischen Modbus-CRC nachgerechnet, die Anfragerahmen sind byteweise in run-tests.sh abgesichert.

Auch die GATT-Charakteristiken werden gesucht statt vorausgesetzt, weil sich die BLE-Module zwischen Herstellern und Chargen unterscheiden. Welches Protokoll erkannt wurde, steht in der Detailansicht unter Diagnose – zusammen mit der letzten Rohantwort.

Nur eine App gleichzeitig kann mit dem BMS verbunden sein. Wenn die Hersteller-App offen ist, bekommt Camper Monitor keine Verbindung.

Kühlbox

Die IceCube-Boxen von Plug-in Festivals sind umgelabelte Alpicool-Boxen – erkennbar daran, dass der Hersteller die App „Alpicool T-Series“ nennt. Dasselbe Protokoll sprechen auch BrassMonkey und Ocean Comfort.

Beim Einrichten Art auf Kühlbox stellen. Die App meldet sich beim Verbinden selbst an; steht APP im Display der Box, verlangt sie dabei einen Tastendruck am Gerät.

Neben den Messwerten gibt es hier als einzigem Gerät auch Bedienelemente: Ein/Aus, Eco oder Max, Solltemperatur je Zone und die Bedienfeldsperre. Alle Schalter zeigen den Stand, den die Box zurückmeldet – nach jedem Stellbefehl wird ihr Zustand neu abgefragt, statt die Eingabe anzunehmen. Das Ausschalten fragt einmal nach, weil dabei die Kühlung stoppt.

Interessant für die Energieübersicht: Die Box misst die Bordspannung und meldet sie mit, was einen Quervergleich zu Batterie und Solarregler erlaubt.

Protokoll und Feldbelegung stammen aus Gruni22/alpicool_ha_ble.

Nivellierung

Der Neigungsmesser VanAlign Pro ist ein ESP32 mit MPU6050, der Längs- und Querneigung über Bluetooth bereitstellt. Er bewirbt seinen Dienst, wird beim Einrichten also sicher erkannt und die Art vorbelegt.

Die Detailansicht bietet zwei Darstellungen, umschaltbar und über Starts hinweg gemerkt:

• Libelle – die Blase wandert dorthin, wo das Fahrzeug höher steht, wie bei einer echten Wasserwaage. Ringe markieren Toleranz und zwei Grad.
• Fahrzeug – Seitenansicht für längs, Heckansicht für quer, beide gekippt. Die Heckansicht teilt die Blickrichtung des Fahrers, links im Bild ist also links am Fahrzeug. Die Neigung ist dreifach überhöht dargestellt, sonst wäre sie bei zwei Grad kaum zu erkennen; die angezeigten Gradzahlen sind echt.

In beiden Fällen: grün heißt eben (bis 0,5°), orange bis zwei Grad, darüber rot. Dazu steht in Worten, welche Seite höher steht.

Die Fahrzeugzeichnungen stammen aus dem Ursprungsprojekt VanAlign Pro. Sie liegen als Schablonen im Asset-Katalog und werden je nach Abweichung eingefärbt; die Helligkeit des Originals wurde dafür in Deckkraft übersetzt, damit Fenster und Konturen beim Einfärben erhalten bleiben.

Vor der ersten Nutzung die Einbaulage bestimmen. Sitzt der Sensor quer, gedreht oder kopfüber, meldet er längs und quer vertauscht oder mit falschem Vorzeichen. Der Assistent unter Sensor → Einbaulage klärt das durch zwei Kippbewegungen: einmal die Front nach unten, einmal die linke Seite. Aus der Reaktion ergibt sich die Zuordnung – geraten wird nichts.

Danach kalibrieren: Fahrzeug eben stellen, dann Auf aktuelle Lage kalibrieren. Ohne das zeigt die Anzeige die Lage des Sensors, nicht die des Fahrzeugs – je nachdem, wie schief er eingebaut ist.

Die Werte werden zweimal je Sekunde abgefragt. Bietet ein Gerät notify an, werden sie stattdessen abonniert – die mitgelieferte Firmware tut das allerdings nicht, siehe deren README.

Ob bereits kalibriert wurde, meldet nicht jede Firmware zurück. Fehlt die Angabe, gilt sie als unbekannt und die App warnt nicht – eine Warnung, die sich nie abstellen lässt, wäre schlimmer als keine. Kalibrieren aus der App braucht Firmware 1.0.2.

Ausrichtungs-Assistent

Von der Nivellierungs-Ansicht aus erreichbar, gedacht fürs Rangieren. Er verfolgt die Neigung über die Zeit und sagt, ob es gerade besser oder schlechter wird – und wo es am besten stand: „Vor 4 Sekunden stand das Fahrzeug 0,8° flacher." Steht der Camper in der Toleranz, meldet das Gerät sich mit einer Vibration; das Display bleibt solange wach.

Bewusst ohne Positionsbestimmung. Aus einem MEMS-Beschleunigungssensor lässt sich keine brauchbare Strecke ableiten, weil der Fehler beim zweifachen Integrieren quadratisch mit der Zeit wächst und die Beschleunigungen im Schritttempo ohnehin im Rauschen untergehen. Gebraucht wird das auch nicht: Beim Einparken lautet die Frage nie „wo stehe ich", sondern „wird es besser". Das steckt vollständig im zeitlichen Verlauf der Neigung – ohne jede Annahme über das Gelände.

Sind beim Fahrzeug Spurweite und Radstand hinterlegt, rechnet der Assistent zusätzlich die nötige Höhe der Auffahrkeile aus. Das ist reine Geometrie und damit exakt: 2,0° Querneigung bei 2,00 m Spurweite ergeben 7,0 cm unter die tieferstehende Seite. Die Maße stehen im Fahrzeugprofil, erreichbar über das ⓘ in der Fahrzeugliste.

Apple Watch

Die Uhr zeigt dasselbe wie das Dashboard, nur auf das eingedampft, wofür man den Arm hebt:

• Übersicht – je Gerät der Hauptwert und ein Punkt für den Zustand der Verbindung. Ganz unten steht, wie alt der Stand ist.
• Nivellierung – Libelle, beide Winkel, was zu tun ist, und die nötige Keilhöhe, falls im Fahrzeugprofil Spurweite und Radstand stehen.
• Ausrichten – derselbe Assistent wie am iPhone: Tendenz, Rat und der Hinweis auf den flachsten Punkt der letzten anderthalb Minuten. Steht das Fahrzeug in der Toleranz, vibriert die Uhr. Das ist der eigentliche Gewinn gegenüber dem iPhone – beim Rangieren schaut niemand aufs Display, aber die Vibration am Handgelenk kommt an.
• Kühlbox – ein/aus, Eco oder Max und die Solltemperatur, über die Krone gestellt.

Warum die Uhr nicht selbst funkt

watchOS könnte Bluetooth, und trotzdem geht alles über das iPhone. Zwei Gründe, beide hart:

• BMS, Kühlbox und Neigungsmesser lassen jeweils nur eine Verbindung zu. Eine mitlesende Uhr würde dem iPhone die Verbindung wegnehmen, statt sie zu ergänzen.
• Die Victron-Schlüssel liegen in der Keychain des iPhones. Sie auf die Uhr zu kopieren hiesse, sie ein zweites Mal aufzubewahren, ohne dass der zweite Ort irgendetwas brächte.

Das iPhone bleibt also das Funkgerät und reicht fertige Messwerte weiter. Was die Uhr stellt, stellt in Wahrheit das iPhone – und angezeigt wird auch dort nur, was das Gerät zurückmeldet, nicht der Tastendruck.

Was das für den Betrieb heisst

Auf dem iPhone muss Camper Monitor laufen. Solange die Uhr meldet, dass jemand hinschaut, hält die App das Funkgerät auch im Hintergrund am Leben – sonst wäre die Anzeige am Handgelenk beim Rangieren tot, denn dann liegt das iPhone mit dunklem Bildschirm in der Halterung. Die verbundenen Geräte liefern dabei weiter; die Victron-Werbedaten nicht, weil iOS im Hintergrund kein ungefiltertes Suchen erlaubt.

Gesendet wird in zwei Takten: ein halber Sekundentakt, solange die Watch-App im Vordergrund ist, sonst alle zwei Sekunden und nur bei Änderungen. Der schnelle Takt läuft über eine Frist, die die Uhr regelmässig erneuert – schläft sie ein, hört das iPhone von selbst wieder auf.

Was die Uhr zeigt, ist immer Weitergereichtes. Deshalb steht auf jedem Bildschirm das Alter des Standes: Eine abgerissene Strecke zum iPhone sähe sonst genauso aus wie ein Fahrzeug, an dem sich nichts tut.

Diagnose

Im Alltag zeigt die App nur Messwerte und Bedienelemente. Die technischen Angaben – erkanntes Protokoll, Bluetooth-Merkmale, gesendete Befehle, Rohdaten der letzten Antwort – sind ausgeblendet und lassen sich unter Einstellungen → Diagnose anzeigen einschalten. Die Einstellungen sitzen im Fahrzeugmenü oben links im Dashboard.

Meldet ein Gerät einen Fehler oder fehlt ein Victron-Schlüssel, werden die Angaben unabhängig davon eingeblendet – dann sind sie genau das, was weiterhilft.

Mehrere Fahrzeuge

Oben links im Dashboard sitzt der Fahrzeugwechsel. Jedes Profil hat seinen eigenen Gerätesatz; die App scannt und verbindet immer nur für das gewählte Fahrzeug. Über Fahrzeuge verwalten… lassen sich Profile anlegen, umbenennen, mit einem Symbol versehen und löschen. Geräte, die vor der Profilverwaltung eingerichtet wurden, wandern beim Update automatisch ins erste Profil.

Ohne Fahrzeug ansehen

Ein Demo-Modus füllt die App mit erfundenen Werten, damit sich die Ansichten ohne Bluetooth prüfen lassen. In Xcode unter Product → Scheme → Edit Scheme → Run → Arguments die Umgebungsvariable CAMPER_DEMO auf 1 setzen. Er greift nur in Debug-Builds.

Die Watch-App kennt denselben Schalter und braucht dann kein iPhone: Im Schema CamperMonitorWatch dieselbe Variable setzen. Die Neigung wandert dort langsam hin und her, sonst hätte der Ausrichtungs-Assistent nichts zu zeigen.

Protokolle prüfen

./run-tests.sh

Prüft die Entschlüsselung und die Rahmenverarbeitung ohne Hardware und ohne Simulator – unter anderem AES-CTR gegen den Referenzvektor aus NIST SP 800-38A und die Prüfsummen beider Daly-Dialekte.

Aufbau

firmware/vanalign/               Firmware des Neigungsmessers (ESPHome)
├── esp32_ble.yaml               Neigungsmessung und Bluetooth-Schnittstelle
└── experimente/                 Nicht für den Betrieb nötig

Shared/                          In iPhone- und Watch-App übersetzt
├── Models/
│   ├── Profile.swift             Fahrzeug samt Maßen
│   ├── AlignmentAssistant.swift  Verlauf, Tendenz und Keilberechnung
│   ├── SensorOrientation.swift   Einbaulage und ihre Erkennung
│   ├── ConfiguredDevice.swift    Eingerichtetes Gerät, Rolle, Transportart
│   ├── DeviceSnapshot.swift      Messwerte in Anzeigeform
│   ├── LevelState.swift          Neigung, Toleranz und Klartext dazu
│   └── VictronCodes.swift        Klartexte für Zustands-/Fehlercodes
└── WatchLink/
    └── WatchLink.swift           Datensatz und Befehle zwischen iPhone und Uhr

CamperMonitor/
├── Bluetooth/
│   ├── BluetoothManager.swift    Zentraler Scan, Verbindungen, Verlauf
│   ├── VictronAdvertisement.swift Advertisement entschlüsseln und auswerten
│   ├── AESCounterMode.swift      AES-128-CTR (CommonCrypto)
│   ├── BitReader.swift           Bitweises Lesen der gepackten Felder
│   ├── DalyProtocol.swift        Daly-Rahmen und Prüfsummen
│   ├── DalyState.swift           Sammelt Daly-Antworten zu einem Gesamtbild
│   ├── JBDProtocol.swift         JBD/Xiaoxiang, Rahmen und Auswertung
│   ├── WattCycleProtocol.swift   WattCycle, Freischaltung und Auswertung
│   ├── AlpicoolProtocol.swift    Kühlboxen: Auswertung und Stellbefehle
│   ├── VanAlignProtocol.swift    Neigungsmesser: Winkel und Kalibrierung
│   ├── LevelSession.swift        Verbindung zum Neigungsmesser
│   └── BMSSession.swift          GATT-Verbindung, Protokollerkennung, Abfrage
├── Store/
│   ├── DeviceStore.swift         Geräteliste, Persistenz
│   └── KeychainStore.swift       Victron-Schlüssel
├── Watch/
│   └── PhoneWatchLink.swift      Sendet den Stand, nimmt Befehle der Uhr an
└── Views/
    ├── DashboardView.swift       Kachelübersicht
    ├── DeviceCard.swift          Eine Kachel
    ├── DeviceDetailView.swift    Alle Werte, Verlauf, Zellspannungen, Diagnose
    ├── ProfilesView.swift        Fahrzeuge anlegen und verwalten
    ├── FridgeControls.swift      Bedienelemente der Kühlbox
    ├── LevelView.swift           Libelle und Kalibrierung
    ├── AlignmentAssistantView.swift  Ausrichtungs-Assistent fürs Rangieren
    ├── VehicleTiltView.swift     Neigung am Fahrzeug dargestellt
    ├── SettingsView.swift        App-Einstellungen
    ├── SensorSetupView.swift     Assistent für die Einbaulage
    └── AddDeviceView.swift       Scannen und Einrichten

CamperMonitorWatch/              watchOS-App
├── CamperWatchApp.swift          Einstieg, meldet dem iPhone das Hinschauen
├── PhoneLink.swift               Gegenstelle zum iPhone
├── WatchDemo.swift               Erfundene Werte für den Simulator
└── Views/
    ├── WatchRootView.swift       Übersicht und Altersangabe
    ├── WatchBubble.swift         Libelle für den kleinen Bildschirm
    ├── WatchLevelView.swift      Neigung, Keilhöhe, Kalibrierung
    ├── WatchAlignView.swift      Ausrichten mit Vibration
    ├── WatchDeviceDetailView.swift  Alle Werte eines Geräts
    └── WatchFridgeControls.swift Kühlbox stellen

Config/
└── CamperMonitor-Info.plist      Nur der Hintergrundbetrieb für die Uhr

Bekannte Grenzen

• Im Hintergrund nur die verbundenen Geräte. iOS erlaubt das ungefilterte Scannen nach Advertisements nur im Vordergrund; die Victron-Werte stehen im Hintergrund also still. Verbundene Geräte – Neigungsmesser, BMS, Kühlbox – laufen weiter, aber nur solange die Uhr meldet, dass jemand hinschaut. Ohne Uhr pausiert die App im Hintergrund vollständig und nimmt beim Zurückkommen wieder auf.
• Die Uhr braucht das iPhone. Sie zeigt nur, was von dort kommt. Steckt das iPhone ausser Reichweite, steht auf der Uhr, wie alt der letzte Stand ist – aber kein neuer.
• Das Modbus-Registerlayout des neuen Daly-Protokolls variiert zwischen Firmwareständen. Das klassische A5-Protokoll und das JBD-Protokoll sind gut dokumentiert; falls dein BMS Modbus spricht und Werte unplausibel aussehen, muss das Mapping in DalyState.apply(registers:) am realen Gerät nachgezogen werden.
• Die Feldbelegung der BMS-Datensätze ist nicht an jedem Modell geprüft. Meldet die Diagnose dauerhaft „wird ermittelt“, spricht der Akku ein Protokoll, das die App nicht kennt – die dort angezeigte Rohantwort ist dann der Ansatzpunkt.
• Die Feldbelegungen der Victron-Datensätze stammen aus Victrons „Extra Manufacturer Data“-Beschreibung. Solarladeregler und DC/DC-Wandler sind die am besten belegten Typen.
• Die Bluetooth-Kennung eines Geräts ist pro iPhone eindeutig. Auf einem zweiten Gerät müssen die Geräte neu eingerichtet werden.