HomeAutomation
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Durch die Verfügbarkeit preisgünstiger Mikrocontroller wie Raspberry Pi, Banana Pi und Arduino ist es möglich, eine Hausautomation zu einem vernünftigen Preis selbst zu erstellen. Dabei soll das Rad nicht neu erfunden werden. Die Verwendung von OpenSource Hard- und Software bietet sich an. Die Kombination verfügbarer Module und Programme führt so zu schnellem Erfolg. Zusätzlich können eigene Sensoren auf Arduino-Basis mit eingebunden werden. |
Unterkategorien
Überblick
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In dieser Rubrik wird das HomeAutomation System auf Basis von Embedded Systems und WiFi-Controllern vorgestellt. Für den Bau der Komponenten existieren jeweils eigene Anleitungen. |
OpenHAB2
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OpenHAB ist seit Februar 2017 in der neuen Version 2 verfügbar. Die alten 1.x-Versionen werden nicht mehr weiterentwickelt. In dieser Rubrik wird die Installation und Konfiguration von OpenHAB2 beschrieben. Viele Beispiele sollen Euch bei Eurem Projekt unterstützen. |
Z-Wave Things
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Hier findet ihr eine Sammlung der von mir erprobten Z-Wave Things mit zusätzlichen Hinweisen. Es war mir zu viel Arbeit, jeweils in den einzelnen Manuals nachzuschlagen, deshalb dieser Überblick der wichtigen Informationen. Z-Wave-Things sind nicht einfach zu inkludieren. Die Aufnahme ins Z-Wave-Netzwerk macht speziell bei batteriegetriebenen Things Probleme und die Konfiguration in OpenHAB 2 war anfangs der Albtraum. Nach ein paar Tagen habe ich ein Konzept gefunden, das ich Euch hier erklären möchte. |
ESP8266 WLAN-Chip
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Der ESP8266 ist ein WLAN-Chip mit integriertem 32Bit-Microcontroller, den es ab etwa 5€/Stück im Internet zu kaufen gibt.Er kann als WLAN-Interface für einen Arduino dienen - oder besser noch einen Arduino ersetzen. Mit dem ESP8266 können sehr einfach Aktoren und Sensoren zu einem unschlagbaren Preis verwirklicht werden:
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Der komplette TCP/IP-Stack mit WLAN-Anbindung ist auf dem Chip vorprogrammiert. Je nach Fabrikat stehen mehrere GPIO-Ports und ein Analog-Eingang zur Verfügung. Das Schönste daran ist, dass er von der Arduino-Entwicklungsumgebung unterstützt wird. Wer einen Arduino programmieren kann, kann auch diesen Chip programmieren!
EnergyCounter
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Mit dem EnergyCounter können bis zu fünf S0-Ausgänge erfasst und an die HomeAutomation gemeldet werden. Angeschlossen werden können:
Die Datenerfassung geschieht mit dem ESP8266-Modul, welches die Messdaten per WLAN an die Zentrale überträgt. |
MultiInput
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Das MultiInput-Modul ist ein ESP8266-basierender Sensor mit fünf Digitaleingängen. Damit können Schaltzustände von Tastern, Schaltern, Relais, PIR-Sensoren usw. erfasst und an OpenHAB übergeben werden. Die Eingänge haben einen Pullup-Widerstand nach 3.3V und einen Tiefpass zur Entprellung mechanischer Kontakte. Mit dem MultiInput kann über OpenHAB der MultiSwitch mit fünf Ausgängen angesteuert werden. |
MultiSwitch
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Der MultiSwitch ist ein Fünffach-Schaltaktor auf Basis des WLAN-Chips ESP8266. Er besitzt fünf FET-Ausgänge zur Ansteuerung externer SSR's oder mechanischer Relais für das Schalten von 230VAC bis 16A. |
RoomSensor
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Der ESP8266 ist ein WLAN-Chip mit integriertem 32Bit-Microcontroller, den es ab etwa 5€/Stück im Internet zu kaufen gibt.Er kann als WLAN-Interface für einen Arduino dienen - oder besser noch einen Arduino ersetzen. Mit dem ESP8266 können sehr einfach Aktoren und Sensoren zu einem unschlagbaren Preis verwirklicht werden:
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Der komplette TCP/IP-Stack mit WLAN-Anbindung ist auf dem Chip vorprogrammiert. Je nach Fabrikat stehen mehrere GPIO-Ports und ein Analog-Eingang zur Verfügung. Das Schönste daran ist, dass er von der Arduino-Entwicklungsumgebung unterstützt wird. Wer einen Arduino programmieren kann, kann auch diesen Chip programmieren!
HeatingController
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Die Steuerung meiner Fußbodenheizung und der Radiatoren wird von einem Raspberry Pi in Verbindung mit OpenHAB übernommen. Die Erfahrungen mit der HomeMatic (RS485) waren zu schlecht. Es gab ständige Abstürze des LAN/RS485-Controller. Mit dem Raspberry Pi und eine nachgeschalteten Relaisplatine lassen sich die Ventile komfortabel ansteuern. Die Konfiguration erfolgt über ein eigenes Webinterface. Die Daten werden mit OpenHAB/HomeMatic ausgetauscht. |
PowerSwitch
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Der PowerSwitch ist ein Schaltaktor, welcher über WLAN mit dem Hausautomations-Server kommuniziert. Er verwendet den Miniatur-Chip ESP8266 in Verbindung mit Solid-Stae-Relais (SSR) oder normalen Relais. Damit können automatisierte Schaltaufgaben preisgünstig und komfortabel erledigt warden. |
SmartFox Gateway
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SmartFox ist ein intelligentes Energiemanagement-Gerät für Photovoltaikanlagen. Es versucht die Netzeinspeisung zu minimieren, in dem es bei hohem PV-Ertrag zusätzliche Verbraucher (Waschmaschine, Trockner) einschaltet. Hierzu besitzt der SmartFox vier Releis, welche aber keine 16A schalten können. Zudem sitzt der SmatFox meist im Zählerkasten und die Verbraucher sind viele Meter entfernt in anderen Räumen untergebracht. Deshalb habe ich ein SmartFox Gateway entwickelt das die Stellung der vier Relais an die HausAutomation meldet, welche die Verbraucher dann mit drahtlosen PowerSwitches oder HomeMatic-Steckdosen schaltet. |
SolarTherm
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Quelle: Grundfos |
Mit dem SolarTherm-Modul kann der Energiegewinn einer Solarthermischen Brauchwassererwärmung erfasst werden. Die solare Energie ersetzt Wärmeerzeugung per Gas oder Strom und ist ein Beitrag zum Umweltschutz. Vor- und Rücklauftemperatur des solaren Systems und die Durchflußmenge werden erfasst und daraus die gewonnene Energie berechnet. Die Energie wird an OpenHAB übertragen. Zusätzlich können die Laufzeit des Gasbrenners und der Solarpumpe erfasst werden. |
WeatherStation
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Für meine Hausautomation benötige ich auch Wetterdaten. Eine käufliche Wetterstation in Echtzeit "anzuzapfen" ist gar nicht so einfach oder es handelt sich um sehr teuere Wetterstationen mit eingebautem PC-Interface. Aber, der findige Ingenieur weiß sich zu helfen: man nehme einen Arduino und handelsübliche Sensoren plus einen Funkempfänger. Und schon hat man die Kopplung! Das Ganze ist leicht nachzubauen, vielleicht sucht Ihr auch schon lange so etwas. Nach längeren Versuchen wurde jetzt auch die richtige HomeAutomation-Software gefunden: OpenHAB. Das Arduino-Programm 2.00 ist bereits für die Verwendung von OpenHAB ausgelegt. An der Hardware hat sich seit 2012 nichts geändert. |
Daten-Funkübertragung
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Eine der wichtigsten Aufgaben bei der HomeAutomation ist die Übertragung von Sensor- und Aktuatordaten per Funk. Kaum Jemand wird die Wände seiner Wohnung auffräsen wollen, um Daten per Kabel zu übertragen. Folglich muß eine preisgünstige Lösung gefunden werden, per Funk zu kommunizieren. Neu entwickelte Funkmodule der englischen Firma Ciseco sind preisgünstig und einfach in eigene Sensoren/Aktoren einzubinden. |
ESP8266-basierende Sensoren/Aktoren
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Der ESP8266 ist ein WLAN-Chip mit integriertem 32Bit-Microcontroller, den es ab etwa 5€/Stück im Internet zu kaufen gibt.Er kann als WLAN-Interface für einen Arduino dienen - oder besser noch einen Arduino ersetzen. Mit dem ESP8266 können sehr einfach Aktoren und Sensoren zu einem unschlagbaren Preis verwirklicht werden:
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Der komplette TCP/IP-Stack mit WLAN-Anbindung ist auf dem Chip vorprogrammiert. Je nach Fabrikat stehen mehrere GPIO-Ports und ein Analog-Eingang zur Verfügung. Das Schönste daran ist, dass er von der Arduino-Entwicklungsumgebung unterstützt wird. Wer einen Arduino programmieren kann, kann auch diesen Chip programmieren!