Home Automatic eq3

HomeMatic eQ-3

Aus verschiedenen Gründen mag ich das HomeMatic-System sehr gerne. Dabei handelt es sich um SmartHome-Komponenten, die der Elektronikversand ELV entwickelt hat und die eine weite Bandbreite an Sensoren und Aktoren abbilden. Sehr schön finde ich, dass man fast alle Bauteile fertig oder als Bausatz kaufen kann - die Bausätze sind vom Preis her attraktiv und bieten die Gelegenheit, seine Lötfertigkeiten wieder aufzufrischen. 

Mit ein wenig Geduld geht das sehr gut - die Bausätze sind gut aufbereitet, die Anleitung klar. Und natürlich kann man den Nachwuchs nachhaltig beeindrucken, wenn Papa Schaltungen zusammenlötet. ;) Bei allen Bauteilen, die 220V-Installationen schalten, kaufe ich aus Sicherheitsgründen die fertigen Produkte. Zu groß ist mir da die Gefahr, dass eine fehlerhafte Lötstelle einen Kurzschluß und einen Kabelbrand auslösen. 

Ausgezeichnet sind die Fenstersensoren gelöst. Zum einen arbeiten sie optisch und nicht wie die meisten anderen magnetisch. Bei magnetisch arbeitenden Sensoren geht diese Information bei einem Systemneustart verloren - und man kann die meisten Sensoren durch schnelle öffnen/schließen verwirren. Dies ist bei optisch arbeitenden Sensoren nicht der Fall: der Sensor weiß jederzeit, ob das Fenster geschlossen oder offen ist. Alle Komponenten dieses Systems haben auch einen Rückkanal und senden Statusänderungen solange, bis sie bestätigt sind - d.h. Meldungen gehen nicht einfach verloren. Die Kommunikation zwischen den verschiedenen Komponenten und der Zentrale ist übrigens AES-verschlüsselt.

CCU - Die HomeMatic-Zentrale

Für alle HomeMatic-Komponenten benötigt man eine Zentrale. Diese übernimmt die (verschlüsselte) Kommunikation mit den Komponenten, fragt deren Status ab und kann auch auf bestimmte Sensoreneingaben andere HomeMatic-Aktoren schalten. So kann z.B. die Heizung heruntergedreht werden, wenn ein Fenstersensor ein geöffnetes Fenster meldet. Diese interne Logik ist für mich eher uninteressant, weil sie eben (wie bei allen Systemen) nur mit den HomeMatic-Komponenten funktioniert. In meiner Hausautomatisierung verarbeite ich die Sensordaten daher zentral in OpenHAB und kann auf Sensoreingaben eines Systems auch Aktoren anderer Systeme schalten. 

Die Zentrale bei HomeMatic heisst CCU. Und es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, die sich im Wesentlichen aber nur durch die schaltbare Logik (für mich nicht interessant) und die anzusprechenden Komponenten ("HomeMatic", "HomeMatic IP" und "HomeMatic Wired") unterscheidet. Ich habe mir bei eBay für sehr kleines Geld einen hm-cfg-usb-2 gekauft, der an den Raspberry angeschlossen werden kann und den Raspberry damit selbst zur Zentrale macht: Das funktioniert für mich einwandfrei, weil nicht noch ein Gerät rumsteht und Strom braucht.

 

HomeMatic SmartHome Zentrale CCU3

Das Flaggschiff der HomeMatic-Reihe momentan. Hier können über eine Webschnittstelle Logiken selbst zusammengeklickt werden. Neben den HomeMatic und HomeMatic IP-Geräten kann diese Zentrale auch mit HomeMatic Wired umgehen. Auch bringt diese Zentrale eine CloudMatic-Lizenz mit und arbeitet mit dem Philips HUE-Gateway sowie Amazon Alexa oder Google Assitant zusammen. 

HomeMatic SmartHome Zentrale CCU2

Das Vorgängermodell. Auch hier können Logiken in einer Web-Oberfläche erstellt werden. Diese Version kann lt. Datenblatt mit HomeMatic und Home Matic IP-Komponenten umgehen, aber nicht mit den HomeMatic Wired. Auch die CCU2 kann mit dem HUE-Gateway kommunizieren und kennt Alexa und den Google Assistant.

HomeMatic Konfigurationsadapter LAN (HM-CFG-LAN)

Ein solcher Konfigurationsadapter ist gut geeignet für die Heimautomatisierung "Eigenbau". Diese Variante kann überall im Haus stehen, wo ein Netzwerkanschluss zur Verfügung steht. 

HomeMatic Konfigurationsadapter USB (HM-CFG-USB-2)

Das gleiche Gerät mit gleichem Funktionsumfang, aber mit USB-Schnittstelle. Diese Variante ist gut geeignet, wenn der Raspberry die Rolle der Zentrale übernehmen soll. 

Praktische Komponenten

In der Produktpalette von HomeMatic ist für jeden was dabei. Ein paar meiner Lieblingsbausteine möchte ich gerne vorstellen. 

Fenstersensoren

Die optischen Fenstersensoren bieten eine verschlüsselte bidirektionale Verbindung und können von der Zentrale jederzeit abgefragt werden. Eine Änderung des Zustands (offen/geschlossen) kommt sehr schnell und vor allem zuverlässig bei der Zentrale an; meist ist der Vorgang inkl. der gewünschten darauf folgenden Aktion innerhalb einer Sekunde abgearbeitet.

Die Fenstersensoren gibt es als fertiges Bauteil und etwas günstiger und einfach zu lötenden Bausatz. 

Homematic IP Wandtaster für Markenschalter

Der Wandtaster kann einen bestehenden Lichtschalter ersetzen. Durch die Adapter für gängige Marken kann man die Original-Abdeckung weiterverwenden, so dass auf den ersten und zweiten Blick kein Unterschied zu erkennen ist. Beim Druck merkt man dann einen Unterschied: der Wandtaster ist eben ein Taster und kein Schalter - und er kann auf unterschiedliche Events reagieren: kurze Betätigung, lange Betätigung und Doppelte Betätigung; jeweils unten und oben. 

Das ist durchaus praktisch: ich nutze z.B. das SHORT_PRESS-Event, um Lampen ein- oder auszuschalten (zwei Lampengruppen über einen Schalter); LONG_PRESS dimmt eine Lampengruppe davon zusätzlich.

Funk-Schaltaktor für Markenschalter

Im Gegensatz zum eben beschriebenen Taster ist dies hier ein wirklicher Schalter; damit kann man also ganz normal einen Verbraucher Ein- und Ausschalten, ohne dass die Zentrale involviert ist. Als besonderen Bonus kann die Zentrale diesen Aktor aber auch schalten. Eine Anwendung für dieses Gerät ist die Schaltung der Außenbeleuchtung: Jeder Bewohner kann problemlos über den Schalter das Licht ein- oder ausschalten. Zusätzlich schaltet die Zentrale das Licht aber bei Dämmerung ein und nachts automatisch aus, auch wenn niemand zuhause sein sollte.

Die Schnittstelle zur HomeMatic: Homegear & hmland

Homegear ist eine OpenSource-Lösung, die mit mehreren Protokollen sprechen kann. Eine davon ist HomeMatic. Homegear ist sehr schnell und kann problemlos auf demselben Raspberry laufen, der auch die OpenHAB-Software betreibt. Auch hier gibt es wieder ein paar Überschneidungen; auch Homegear kann Logiken abbilden. Ich setze Homegear aber lediglich als Kommunikationsschnittstelle ein, weil ich alle Regeln zentral an einer Stelle haben möchte. Homegear ebenfalls für Steuerungslogik einzusetzen, würde die Komplexität des Systems massiv erhöhen.

Da ich erst festgestellt habe, dass ich Homegear benötige, als ich OpenHAB bereits installiert habe, habe ich Homegear in mein bestehendes System integriert. Homegear bringt auch ein fertiges Raspbian-Image, in das man wiederum OpenHAB integrieren kann - egal, solange am Ende beides läuft. Homegear unterstützt eine ganze Reihe von Protokollen; KNX, Zigbee und HUE und HomeMatic sind vermutlich die wichtigsten. 

 

# Install apt-transtport-https
apt install apt-transport-https

# Download and install Homegear's package validation key
curl apt.homegear.eu/Release.key | apt-key add -

# Add Homegear's repository to APT
echo 'deb apt.homegear.eu/Raspbian/ buster/' > /etc/apt/sources.list.d/homegear.list 

# Update package information
apt update

# Install Homegear with all modules
apt install homegear homegear-management homegear-nodes-core homegear-nodes-extra homegear-homematicbidcos homegear-homematicwired homegear-insteon homegear-max homegear-philipshue homegear-sonos homegear-kodi homegear-ipcam homegear-beckhoff homegear-knx homegear-enocean homegear-intertechno homegear-nanoleaf homegear-ccu homegear-mbus homegear-influxdb

 

Zur Kommunikation mit dem von mir verwendeten hm-cfg-usb-2 ist noch hmland notwendig:

 

apt-get install libusb-1.0-0-dev build-essential git
git clone git.zerfleddert.de/git/hmcfgusb
cd hmcfgusb
make
sudo cp hmcfgusb.rules /etc/udev/rules.d/

 

Nun kann man den hm-cfg-usb-2 mit dem USB-Port verbinden (eine USB-Verlängerung schadet nicht; der Stick ist relativ groß und verdeckt sonst den USB-Port daneben gleich mit).

Dann kann der Service installiert werden. Im Verzeichnis /etc/systemd/system/ wird eine Datei hmland.service angelegt mit folgendem Inhalt: 

 

[Unit]
Description=Homematic LAN Adapter service
After=network.target

[Service]
ExecStart=/home/pi/hmcfgusb/hmland -I -p 1000

[Install]
WantedBy=multi-user.target

 

Wichtig ist der Parameter -l (der einen LAN-Adapter simuliert).

In Homegear wird in der Datei /etc/homegear/families/homematicbidcos.conf  wird der Adapter als hmcfglan eingebunden; host 127.0.0.1 und der Port, den wir gerade eingegeben haben:

 

[HM-CFG-LAN]
default = true
deviceType = hmcfglan
host = 127.0.0.1
port = 1000

 

Abschließend müssen die einzelnen HomeMatic-Komponenten noch mit der neuen Zentrale verbunden ("paired") werden. 

 

sudo homegear -r
families select 0
pairing on

 

schaltet die Zentrale für 60 Sekunden in den Pairing-Modus. In dieser Zeit kann der Pair-Button der HomeMatic-Komponenten gedrückt werden und das Pairing wird abgeschlossen.

Sofern (wie bei mir) die HomeMatic-Komponenten an einer anderen Zentrale gepaired waren, müssen sie zunächst auf Werkszustand zurückgesetzt werden. 

Ich empfehle dringend, eine Komponente nach der anderen zu pairen, damit ihr den Überblick behaltet. Insbesondere bei vielen ähnlichen Sensoren (Fensterüberwachung) unterscheiden die sich dann nur durch die Seriennummer. 

Nach dem Anlernen erscheinen dann die Komponenten in der Übersicht: 

 

pi@raspberrypi:/etc/homegear/families $ sudo homegear -r
Connected to Homegear (version 0.7.45-3101).

Please type >>help<< to list all available commands.
> families select 0
For a list of available family commands type >>help<<.
Family 0> ls
         ID │ Name                      │  Address │ Serial Number │ Type │ Type String               │ Firmware │ Config Pending │ Unreach │ Low Bat
────────────┼───────────────────────────┼──────────┼───────────────┼──────┼───────────────────────────┼──────────┼────────────────┼─────────┼────────
            │                           │          │               │      │                           │          │                │         │        
          1 │                           │   4E4CD4 │    NEQ094**** │ 00C7 │ HM-Sec-SCo                │      1.0 │             No │      No │      No
          2 │                           │   4FA7B5 │    NEQ129**** │ 00E0 │ HM-RC-2-PBU-FM            │      1.1 │             No │      No │      No
────────────┴───────────────────────────┴──────────┴───────────────┴──────┴───────────────────────────┴──────────┴────────────────┴─────────┴────────
Family 0> 

 

 

Nun können wir die HomeMatic-Komponenten in OpenHAB bekannt machen. Hierzu installieren wir einmalig das HomeMatic-Binding (PaperUI -> AddOns -> Bindings -> HomeMatic). Jedes Mal, wenn wir eine neue Komponente bekannt machen möchten, gehen wir in die Inbox, klicken das + und wählen das HomeMatic-Binding. Nun sind alle noch nicht bekannten HomeMatic-Komponenten in der Inbox und wir können damit arbeiten.

In /var/log/openhab2/events.log werden die Events protokolliert, z.B. ein Druck auf einen HomeMatic Taster: 

 

homematic:HG-HM-RC-2-PBU-FM:0eb8f8ab:NEQ129****:2#BUTTON triggered SHORT_PRESSED

 

Obwohl OpenHAB mit PaperUI eine grafische Oberfläche mitbringt, mit der man auch Logiken konfigurieren kann, bin ich schnell dazu übergegangen, die Konfigurationen in den OpenHAB-Files unter /etc/openhab2/ abzulegen. Damit habe ich eine bessere Kontrolle und kann meine Konfiguration auch besser versionieren. 

 

Im nächsten Teil geht es um die Einbindung von Hue-Lampen und die Verknüpfung von HomeMatic-Sensoren und Hue-Aktoren: Wir schalten ein Licht ein und aus (Applaus!).

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