Freitag, 12. Oktober 2018

Ein Smart Home muss nicht teuer sein - Teil 1 von X

Vielleicht ist es etwas übertrieben mein Haus als "Smart Home" zu bezeichnen, aber im Endausbau wird es durchaus als so etwas Ähnliches gelten.
Menschen, die mich kennen, wissen dass ich jeden Euro mindestens 10x umdrehe bevor ich ihn ausgebe. Darum muss auch meine Automatisierung so günstig wie möglich ausfallen.
Außerdem bin ich der Meinung das Teureres nicht unbedingt langlebiger oder besser sein als die günstigeren Varianten (Beispiel). Und ich könnte noch etliche Beispiele aufzählen in dem hochpreisiges Equipment frühzeitig den Geist aufgegeben hat, und die Hersteller weder auf Kulanzanfragen oder ähnliches reagieren. Und das ist die eigentliche Frechheit.

Doch ich schweife ab....

Grundvoraussetzungen

Einen Internetanschluss sollte man schon haben, wobei dies auch nicht unbedingt erforderlich ist. Irgendeine Art von Heimnetz muss aber vorhanden sein. Wobei ein normaler Wlan-Router schon ausreicht - Theoretisch zumindest - probiert hab's ich aber nicht. Wenn man nur von zu Hause agieren will sollte es auch ohne gehen. Wie mein Heimnetz aussieht habe ich ja schon in diesem Beitrag ausführlich beschrieben. Wobei sich mittlerweile schon einiges geändert hat.
Wenn man von unterwegs ebenfalls die Kontrolle über sein Heim haben will, sollte man sich auch einen VPN-Zugang einrichten können. Zumindest bei den meisten österreichischen Internetanbietern und über deren bereitgestellten Hardware ist dies nur über Umwegen möglich, warum ich auch auf ein Modem des Berliner Herstellers AVM (die bauen die Fritz!boxen) gewechselt bin.
Was ist VPN? Ich baue zB. mit meinem Handy, wenn ich unterwegs bin, eine VPN-Verbindung zu meinem Modem auf, und dadurch verhält sich mein Telefon so, als wäre ich zu Hause. Dadurch kann ich auf die im Netzwerk befindlichen Geräte über deren normalen IP-Adresse zugreifen und diese auch von unterwegs steuern.
Zusätzlich ist nicht ratsam seine Handys der Gäste/Nachbarn ins eigene Wlan einloggen zu lassen, damit nicht jeder (wenn auch nur theoretisch) Zugriff auf die Automatisierung hat. Gäste dürfen bei mir maximal ins Gäste-Wlan, wobei der Router dann nur Zugriff ins Internet gewährt.
Übrigens ist das meine neue Fritz!Box 7590. Eine Klasse für sich. Und wenn ihr mich fragt, ob sich ein Upgrade von der 7390 bzw. 7490 lohnt kann ich dies mit einem klarem JA beantworten.

Server

Bei den Wort Server schießt mir immer ein Bild mit raum-hohe Computerschränke in den Kopf. Ist es aber nicht. In meinem Fall ist der "Server" ein 30€ Raspberry Pi 3 Einplatinencomputer mit einer 16GB Micro SD Karte... mehr ist es nicht.
Doch wozu braucht man das?
Auf den Mini-PC läuft ein Programm, das die Zentrale des Smarthome bildet. So werden verschiedene Sensoren abgefragt bzw. auch Aktoren (wie Relais etc.) angesteuert. Das Ganze passiert über das Netzwerk.
In meinem Fall würde ich den Server nicht unbedingt brauchen, da ich ja auf jede Steuereinheit im Netzwerk separat zugreifen kann, aber das wäre mir in Summe zu umständlich auf jeden Sensor oder Aktor selbst zu zugreifen. Außerdem kann man ohne diesen Server Abhängigkeiten unterschiedlicher Sensoren wahrscheinlich gar nicht realisieren. So könnte ich zB. nicht die Klimaanlage im Schlafzimmer in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit in Wohnzimmer aus und einschalten. Mit diesem Server geht das ohne Probleme.
Ein Wort noch zur SD Karte: In diesem Fall bitte zur Qualitätsware greifen. Der Raspberry läuft rund um die Uhr und daher ist auch die Karte permanent im Einsatz. Letztens ist mir meine Billig-Karte gestorben und ich hatte keine Sicherung.









Ich habe den Raspberry ein Aluminiumgehäuse spendiert, da dieses den Computer deutlich kühler hält als die Kunststoff Variante. Man kann den Server auch via Wlan ins Netzwerk einbinden, dann benötigt man kein Netzwerkkabel wie oben zu sehen ist.


IoBroker

...So heißt die Software, welche auf diesen Server läuft. Für Private Anwendungen wird diese auf http://iobroker.net/ auch kostenlos zu Verfügung gestellt und läuft auf den unterschiedlichsten Betriebssystemen (Windows, Linux, Apfel, ...). Alternativ könnte man auch das wahrscheinlich am meist verbreitetes FHEM verwenden. Mir war das aber zu altbacken und ich (ohne Programmierkenntsnisse) kann mit der grafischen Benutzeroberfläche von IOBroker auch deutlich besser umgehen.
Um das Programm bedienen zu können benötigt man auch nur einen Internet Browser (MS Edge, Chrome, Firefox,...).
Damit man sich sein Smart Home auch entsprechend am Tablet oder Handy anzeigen zu lassen, gibt es eine Erweiterung die man VIS  (Visualisierung) nennt. Mit der lassen sich Webseiten erstellen, die dann im Heimnetz von jedem anderen Gerät (PC, Handy, Tablet,...) abgerufen werden können.
Via "drag and drop" kann man sich Buttons, Zeiger, uvm. auf die Webseite ziehen und so seine eigene Bedienoberfläche erstellen. Geht echt einfach.
Aber es gibt auch unzählige "Adapter" (=Erweiterungen) für unzählig verschiedene andere Geräte, die sich dann mit IOBroker auslesen oder Steuern lassen.
Auf YouTube finden sich auch sehr viele Videos zu diesem Thema, so dass ich genauere Ausführungen hier nicht weiter beschreiben werden. Ich empfehle die Kanäle von Schimmermedia und haus-automatisierung in denen die Thematik ziemlich ausführlich erklärt wird.


Steuern und Messen

Grundsätzlich versuche ich mich aufs Messen zu beschränken und nur "unwichtige" Sachen zu steuern.  So beschränke ich mich darauf, bei der Heizung, lediglich die Temperaturen zu messen, obwohl ich eigentlich auch die Heizung aufgrund zB. der Außentemperatur auch Aus- und Einschalten könnte... Zum einen kann die Elektronik ausfallen und dann funktioniert meine Heizung nicht mehr - und zum anderen könnten so auch unbefugte Personen meine Heizung kontrollieren. Auch wenn die Chance eines Angriffs von außen gering ist, mag ich es nicht riskieren. Wenn mir ein Hacker lediglich das Licht steuern kann ist der finanzielle Verlust durchaus verkraftbar. Erleidet allerdings die Heizung einen defekt, dann das schnell ins Geld gehen...

Aktoren und Sensoren

Wie in diesen Bericht zu meiner Wetterstation geschrieben verwende ich hauptsächlich Wifi Schalter von Sonoff. Ich habe ja damals schon erwähnt, dass sich auf diese Schalter auch eine alternative Software mit dem Namen Tasmota aufspielen lässt. Somit wird man unabhängig von der chinesischen Cloud, verliert aber auch die Funktion die Teile von unterwegs zu schalten, außer natürlich man baut eine VPN Verbindung auf, wie weiter oben erklärt wurde.
Prinzipiell gibt es zwei Arten diese Aktoren um zu programmieren. OTA (Over the Air) oder SonOTA wird die Methode genannt, in der sich die Sonoffs via WLAN um flashen lassen. Ein Bekannter von mir macht das so, ich persönlich hab's aber noch nicht probiert. Als alter Elektroniker verlasse ich mich auf die Löt- und Kabel Methode. Ein Bericht wird folgen.
Neben einfachen Schaltern gibt es auch Aktoren mit Temperatursensoren, Leistungsmessung, Lichtschalter (2-fach),  Lampen, Lampenfassungen, Steckdose uvm. Das meiste natürlich mit WLAN Anbindung.
Die verbaute Elektronik macht auf mich keinen schlechten Eindruck. Klar, auf die Lebensdauer kann ich noch nicht Rückschließen, dafür habe ich sie erst zu kurz. Der verbaute Prozessor ist kommt jedoch von einem bekannten Hersteller und wird millionenfach in anderen Anwendungen verbaut. Von daher bin ich guter Dinge.














Ach ja, und spott billig sind sie auch noch!

Anzeige

Irgendwo müssen die Daten auch angezeigt werden. Dazu kann an jeden Computer, jedes Tablet oder auch Handy verwenden. Immerhin muss ja nur eine Webseite angezeigt werden. Da ich noch einen alten Raspberry herum liegen hatte, kaufte ich ein Display dazu und nutze dies aktuell als Anzeige. Das Display hat eine Größe von 7 Zoll und eine Auflösung von 800x480. Mit dieser Auflösung kommen auch die meisten Smartphones klar, wenn der Browser auf mobile Webseiten eingestellt ist.
Sparfüchse können auch gleich das Display als IoBroker Server verwenden. Bei mir sind Server und Display historisch bedingt getrennt. Ich schau halt auf meinen Energieversorger ;-)


To be continued ;-)

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