Smart Home (Nachlese)

von | Okt 22, 2017 | Haussteuerung | 3 Kommentare

Zusammenfassung des Vortrags vom 19.10. von Walter Gruber.

Materialien zum Vortrag

Zwar nennt Walter „Spaß an der Sache“ als letztes Motiv, den Haushalt zu automatisieren, aber wenn man seine umfangreichen Installationen betrachtet, glaubt man ihm das nicht ganz:-) Der Aspekt der Energieersparnis ist sicher nicht zu vernachlässigen, denn eine solche Anlage denkt mit und senkt die Temperaturen bei Abwesenheit automatisch ab und kann auch die Einschaltzeit der Heizung oder die Jalousien auf vielfältige Weise (Tageszeit, Außentemperatur, Wetterlage) steuern und damit wesentlich zum Energiesparen beitragen. Im Bild Walter bei seinem Vortrag über „Smart Home“.

Es gibt viele verschiedene Systeme!

Homematic

Walter verwendet das System „Homematic“.

Grundsätze

Frei nach dem Motto, dass alles ausfällt, was ausfallen kann, muss man seine Anlage so konzipieren, dass alle denkbaren Störungen (Ausfall von Funk, Stromversorgung, Batterie, Internet, Computer…) eintreten können und das alles nicht dazu führen darf, dass die zu steuernden Elemente unbedienbar werden.

Betätigt man einen Schalter über einen Computer und fällt dieser Computer aus, dann kann man diese Aktion nicht mehr ausführen. Allein daran kann man erkennen, dass Computer im Haushalt nützlich sein können aber mehr im diagnostischen Sinn. Sie können durchaus Schalter betätigen aber diese Schalthandlungen müssen im Falle von Ausfällen immer auch manuell ausgeführt werden können.

Wenn die Anlage auch über das Internet erreichbar sein soll, dann muss der Zugriff durch ausreichend verlässliche Passwörter und VPN-Zugang geschützt sein. Wenn man die Anlage mit Computer steuert, muss eine Backup-Strategie (wie am PC) befolgt werden.

WAF

Am besten ist es, wenn die Frau im Haus die Sache als „zweckmäßig“ beurteilt. Eine Anlage ist also gut, wenn sie einen hohen „WAF“ (Woman Acceptanve Factor) hat.

Kommuniziert wird über Funk

Elemente für die Hausautomatisierung kommunizieren über Funk in den Frequenzbereichen ~400 und ~800 MHz.

Pairen

Pairen nennt man die Kopplung zweier Geräte mit Funkverbindung. Kauft man einen Sensor (zum Beispiel einen Taster; im Bild ein Taster mit programmierbarer Beschriftung und dem Text „Smart Home Vortrag ClubComputer“)

und einen Aktor (zum Beispiel ein Relais zum Schalten einer Lampe), dann kann man bereits ganz ohne irgendeinen Computer und ohne weitere Steuerung diese beiden Steuerelemente mit einander bekannt machen, sodass das Betätigen des Sensors auch die Reaktion dieses einen Relais als Aktor zur Folge hat. Man sagt, dass diese beiden Elemente „gepairt“ sind. (Ähnlich wie bei Bluetooth)

Alle Devices geben ihren aktuellen Zustand bekannt, eine gleichzeitig im System befindliche Steuerzentrale weiß also, ob das Licht ein- oder ausgeschaltet ist und kann daher – ebenso wie der Benutzer selbst – den Zustand steuern. Fällt diese Zentrale aus, ist die manuelle Steuerbarkeit immer noch gegeben.

Verfügbaren Steuerungen von Homematic

  • ZENTRALEN UND GATEWAYS
  • HEIZUNG UND KLIMA
  • LICHT
  • ROLLLÄDEN UND MARKISEN
  • SICHERHEIT UND ÜBERWACHUNG
  • FENSTER UND TÜREN
  • FERNBEDIENUNGEN UND WANDTASTER
  • WETTER UND UMWELT
  • SCHALTEN UND MESSEN
  • HOMEMATIC IN DER ELEKTROVERTEILUNG
  • INTERNATIONALE PRODUKTVARIANTEN
  • ADAPTER FÜR MARKENSCHALTER
  • SOFTWARE UND APPS
  • HOMEMATIC IP
  • MAX!
  • EQIVA
  • ZUBEHÖR

Hausautomatisierungsserver

Es gibt Steuerungszentralen von Homematic. die ausschließlich für die Homematic-Produkte zugeschnitten sind. Wer aber mehr als nur ein paar Elemente gemeinsam steuern will oder wenn etwa gleichzeitig mehrere Konzepte in einem Haus angewendet werden, dann ist es besser, sich der Lösung FHEM anzuschließen.

FHEM ist ein Programm, das auf verschiedensten Computer-Plattformen lauffähig ist. FHEM kann praktisch alle am Markt befindlichen Systeme steuern, denn es gibt zu allen diesen Systemen entsprechende Interfaces, also auch zu Homematic. FHEM nennt die externen Komponenten „Devices“.

Das FHEM-System wird durch eine sehr große Community unterstützt und auf Neuerscheinungen am Markt wird mit entsprechenden Treibern (Devices) reagiert.

Man kann jeden handelsüblichen PC zur Steuerung und zur Entwicklung verwenden, doch für den Einsatz empfiehlt Walter die Verwendung eines Raspberry-Pi-Kleinstcomputers, der sehr preisgünstig und im Dauereinsatz energiesparend ist. Im Bild der Computer im transparenten Gehäuse:

Die Aktualität des Systems kann man daran ablesen, dass auch bereits die Amazon Alexa im FHEM-System integriert ist und Walter diese Steuerungsmöglichkeit in seinem Haus einsetzt. Die Verbindung zu dieser FHEM-Steuerzentrale erfolgt über eine VPN-Verbindung.

Ob ein solcher Raspberry Computer mit WLAN ausgestattet ist, hängt von der Version ab.

Bedienungsoberfläche

FHEM wird über eine schlichte, zeilenorientierte Oberfläche bedient:

Es gibt aber auch kreative grafische Oberflächen, die man installieren kann.

ESP 8266

Dieser Einplatinen-Mikrocontroller ist für extrem geringen Stromverbrauch konzipiert und kann zur Ansteuerung von Sensoren/Aktoren über WLAN mit „ESP Easy“ verwendet werden.

Im Bild eine Einstellungsseite für den ESP 8266:

Anwesenheit

Ein wichtiger Aspekt ist die selbständige Erkennung der Anlage, ob sich jemand im Haus befindet oder nicht. Es gibt dazu Bewegungsmelder (Bild)

oder Bluetooth-Sticks (Bild).

Aber es ist auch möglich, die Standortinformation vom Smartphone heranzuziehen. Die in FHEM vorhandene Technologie heißt geofancy. Es können Radien definiert werden, die bei Überschreiten angeben, ob man sich im Haus, in der Nähe oder weiter entfernt befindet. In Abhängigkeit davon kann zum Beispiel die Temperatur im Haus gesteuert werden.

Praktische Vorführung

Walter hat vier Videokameras in seinem Haus installiert und in jedem Stockwerk eine Alexa. Die Alexa ermöglicht die Steuerung mit Sprachkommandos. Im Bild sieht man das Bild von zwei Räumen über Video-Kameras, der rechte Raum ist beleuchtet, der linke ist dunkel.

Das Handy kann über VPN mit dem hausinternen LAN verbunden werden und nach Aufruf der Alexa-App können vom Handy Kommandos abgesetzt werden, so als wäre man zu Hause. Walter hat uns das eindrucksvoll mit Lichtschaltern demonstriert, und wir konnten die erfolgreiche Durchführung über die eingeblendeten Video-Bilder verfolgen.

Wir bedanken uns bei Walter für die interessanten Informationen! 

Vergleiche

Nachdem wir bereits zwei verschiedene Systeme Fibaro/Z-Wave (von Pauli) und Homematic (von Walter) vorgestellt bekommen haben, ist es für Beobachter der Szene interessant, diese Systeme zu vergleichen:

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Beiträge über Hausautomatisierung

3 Kommentare

  2. Thomas Gessl
    Thomas Gessl am 3. November 2017 um 11:40

    Herzlichen Dank an Walter für den praxisnahen Vortrag und an Franz für die tolle Zusammenfassung.
    Mich interessiert das Thema ja auch schon lange. Im Gegensatz zu Pauls „Fertiglösung“ finde ich eine „Bastellösung“ (nicht abwertend gemeint) im Sinne von „Hobby“ spannender.

    Ich habe vor 4 Jahren ein Haus gebaut. Neben den ganzen bautechnischen Aufgaben habe ich mich der Haussteuerung nicht soooo sehr gewidmet. In den Nebenräumen haben wir bereits herkömmliche Bewegungs-Lichtschalter und auch die Heizung funktioniert einwandfrei. Eine verkabelte Alarmanlage samt Rauchmelder ist auch vorhanden.

    Was mich jetzt aber stört, sind unsere Außenrollläden (11 Stk). Die wurden der Einfachheit halber vom Elektriker mit Somfi-Funksystemen ausgestattet. Die Programmierung in Form einer Fernbedienung (wie beim TV) ist sehr eingeschränkt. Deshalb bin ich rasch auf die Haussteuerung HomeWizard gekommen. Die kann zwar mit dem Somfi-Funktprotokoll umgehen, aber sonst ist deren Qualität eher auf Baumarkt-Niveau.
    Das funktioniert so um die 90%. Soll heissen, wenn Abends das Kommando „alles runter“ erfolgt, bekommen oft ein oder 2 Jalousien das nicht mit. Ich schicke jetzt die Kommandos mehrfach im Minutentakt, aber auch das hilft nicht immer.
    Außerdem scheinen manche Rollläden den Funkkontakt zum Windsensor zu verlieren (bei Starkwind sollen sie ja automatisch einfahren, damit kein Schaden entsteht). Daher kommt es öfters vor, dass auch in lauen Sommernächten ohne Wind Jalousien von alleine rauffahren, weil sie keine Windwerte bekommen und auf Nummer sicher gehen wollen.
    Das nervt.

    Einerseits interessiert mich die „Bastelvariante“ mehr und andererseits hat Paul die ZWave Module so gelobt. Jetzt versuche ich mich gerade in FHEM mit auf einem Raspberry pi und einem ZWave-Steuermodul Razberry einzuarbeiten. Zuvor hatte ich openHAB probiert, das im Internet als die modernere, professionellere Variante angepriesen worden war. Aber da hat gleich zu Beginn einiges nicht so funktioniert wie ich wollte und bin dann auf Empfehlung von Walter doch auf FHEM umgestiegen.
    Mittlerweile habe ich recht einfach Fibaro Funksteckdosen und meine NetAtmo Wetterstation eingebunden.
    Aber so richtig glücklich bin ich mit NetAtmo ohnehin nicht, sodass ich sie vermutlich durch eine andere z-Weather-Windmesser-Außenstation (nettes Teil übrigens: Wind-, Temperatur-, Feuchte-, Luftdruck und Helligkeitssensor inkl. Solarpanel und daher energieautark) ersetzen werde. Innenraumklima-Sensoren werde ich vermutlich per ESP-8266 basteln. Einen Fibaro-Jalousie-Aktor habe ich mir bereits besorgt und werde das in den nächsten Tagen testen. Dann sollten die anderen Somfi-Funkmodule ebenfalls ersetzt werden. Ich erwarte mir eine höhere Zuverlässigkeit, wegen der bidirektionalen Funkübertragung (Bestätigungssignal nach einem Steuerbefehl) und der Meshfähigkeit der Geräte.

    Nachdem bei einem Freund im Vorjahr nach einem Wassergebrechen auf der Straße, bei 3 Häusern die Keller überflutet wurden, habe ich auch schon einen Fibaro-Wassermelder bestellt. Den Tiefkühler im Keller werde ich auch temperaturmäßig mit Alarmschaltung ausstatten.
    Falls es interessiert, kann ich ja über meine weiteren Erfahrungen berichten.
    LG, Thomas

  3. Erich Pekar
    Erich Pekar am 5. November 2017 um 23:16

    Eine kleine Anregung zu Windsensoren :
    Üblicherweise – zumindest soweit mir bekannt ist – sind Windsensoren kleine durch den Wind bewegte Flügelräder im Außenbereich. Daher ergibt sich auch die Notwendigkeit diese Daten vom Außenbreich zu den jeweiligen Steuereinheiten im Haus – zumeist per Funk – zu übertragen.
    Bei meinen Versuchen mit Drucksensoren habe ich aber bemerkt, dass es für die Erkennung von Windböen bzw. Sturm vielleicht ausreichend sein könnte, die (schnellen) Druckschwankungen an einem Luftdrucksensor im Innenbereich auszuwerten. Es würde damit die Montage eines externen Windsensors entfallen und es könnten so auch die damit – möglicherweise – verbundenen Funkprobleme vermieden werden.
    Ich kann allerdings kein Auswerteprogramm zur automatischen Erkennung von unterschiedlich starkem Wind/Sturm aus den Druckschwankungen eines Drucksensors im Innenbereich anbieten.
    Vielleicht wurde diese Idee aber ohnehin bereits irgendwo realisiert und gibt es bereits entsprechende Auswerteprogramme ( für die Ausführung auf Arduino /Raspberry ) ?

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