SmartHome im "Eigenbau" - Einblick in die Möglichkeiten von SmartHome

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Pascal P.
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16.06.2019, 14:41:16 via Website

Smart Home Komponenten wie z.b. Alexa/Echo von Amazon oder Google Home werden mit der Zeit immer beliebter.
Aber sind die Funktionen, die diese Geräte anbieten, wirklich 'Smart' genug und einfach + kostengünstig erweiterbar?
Ich bin kein Fan von solchen Geräten, mag aber auf SmartHome nicht verzichten, zumal man zum Themengebiet SmartHome deutlich mehr zählen kann, als nur genannte Sprachassistenten.
Zudem sieht es mit dem Datenschutz bei diesen Geräten nicht so gut aus.

Ich möchte hier über die eigene Hausautomation und den technischen Hintergrund berichten, denn zwar sind viele Hardwarekomponenten gekauft, doch ohne Steuerungssoftware funktioniert das nicht.
Herkömmliche Steuerungssoftware ist teuer und für die eigenen Belange zu unflexibel, also muss man hier selbst mit der Entwicklung ran.

Aber was ist denn nun bei mir (bzw. meiner Familie) im Eigenheim alles Smart?
Ich zähle erstmal alles auf, falls Interesse an genaueren Beschreibungen besteht, kann ich gerne auch ausführlicher darüber schreiben.

  • Zustand aller Fenster (ob offen oder zu)
  • Stromverbrauch der einzelnen Zimmer und teilweise einzelene Geräte
  • Rolladensteuerung (teils autmatich: wenns hell wird hoch, wenns dunkel wird runter)
  • aktuelles Wetter der Wetterstation
  • Erfassung von Temperaturen von Heizung,Warmwasser,Gefrierschrank
  • Erfassung des Wasserverbrauchs
  • dimmbares Licht im Wohnzimmer
  • Schaltbares Wasser für die Terrasse
  • Stromverbrauch und Stromeinspeisung der Photovoltaik durch abfragen der Stromzähler
  • Schaltbare W-Lan Steckdosen mit Leistungsmessung
  • Steuerungen von verschiedenem wie z.b. Schalte Wasser zum Gießen abends für 10min ab 21 uhr ein
    oder Rolladen nicht herunterlassen, wenn die Terassentüre offen ist, denn es könnte noch jemand draußen sitzen.
    Oder: Wenn die Türe abgeschlossen wird und mindestens ein Fenster offen ist, gib Piep Alarm, damit man es merkt.

    image
    Steuerungsterminal im Flur

    Im Eingangsbereich ist ein PC zur Steuerung und Überwachung angebracht, welcher die Erfassten Daten anzeigt.
    Damit sieht man z.b. beim Verlassen des Hauses ob noch irgendwo ein Fenster offen ist oder ein Gerät noch ungewollt Strom braucht. Zudem lassen sich über längere Zeit "Stromfresser" Identifizieren und evtl. ersetzen, z.b. Halogen Lampen durch LED etc.
    Mit dem ganzen Projekt hat mein Vater angefangen und als ich dann immer mehr vom Programmieren etc. verstanden habe, hab ich ihm geholfen oder das Programm eigenständig erweitert.

    image
    Hauptansicht des Programms

    Die Software ist selbstgeschrieben und damit maximal flexibel, da man jede Funktion die man brauchen kann, implementiert. Dies ist zwar aufwändig, lohn sich aber, da jede Komponente so ins bestehende System nach Wunsch integriert werden kann und auch durch die Software mit anderen Komponenten interagieren kann.
    In Zukunft soll es auch eine flexible Nutzeroberfläche geben die dann im Browser oder als App auf den Endgeräten laufen kann, aber der Sicherheit wegen nur im lokalen Netzwerk funktioniert.
    Zugriffe von unterwegs sind also nur mit VPN möglich.

Ein weiterer Vorteil ist, dass ich keine Daten zu Google o.ä. oder zu den Chinesen schicken muss um meine Geräte zu betreiben. Selbst die eingesetzen Wlan Steckdosen lassen sich über neue Software für den Microcontroller so konfigurieren, dass keine Daten mehr ins Internet geschickt werden.

Natürlich ist der Bedarf an solchen Systemen nicht bei jedem da und jeder hat auch andere Anforderungen.
Allerdings ist gerade das inberiebnehmen der Geräte und schreiben der Software interessant und braucht auch Zeit, aber das ist bei jedem Hobby so :)

Ich hoffe damit habe ich euer Interesse geweckt.

Über welche Funktionen wollt ihr denn mehr zur Funktionsweise oder dem technischen Hintergrund wissen?

LG Pascal //It's not a bug, it's a feature. :) ;)

Bastian Siewersswa00Ludy

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16.06.2019, 16:34:43 via Website

Hallo Pascal,
ein sehr sehr schönes Projekt - Hut ab ... und ich habe es mit Interesse gelesen .

Darf ich Dich mal dieser Stelle fragen , warum auch von Insellösungen a la iobroker Abstand genommen hast ?
Auch eine Hue Bridge durch einen CCU2531 wären realisierbar und meine Cams binde ich mit eigenem RTSP Stream ein.

Mein UI habe ich einmal web-basierend (jQuery) und einmal auf Android umgesetzt. Als Protokollbasis
MQTT genommen.

Oder habe ich jetzt grundsätzlich etwas nicht verstanden ?

— geändert am 16.06.2019, 16:38:37

Liebe Grüße - Stefan
[ App - Entwicklung ]

Pascal P.

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Pascal P.
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16.06.2019, 16:48:24 via App

Hallo Stefan,

danke für die gute Rückmeldung.

Iobroker hab ich jetzt nicht getestet Jedoch vor einiger Zeit mal OpenHub angeschaut. Anzeigen ging auch, aber dahinter steckt noch eine DB die alles Speichert etc und Auswertungen etc hab ich damit nicht hinbekommen.
Hauptsächlich liegt das aber daran dass mein Vater damit in C# angefangen hat und auch von dieser Sprache nicht unbedingt weg will.
Bei solchen Frameworks muss ich mich dann halt an deren Struktur halten und verstehen wie die Konzepte funktionieren, geht auch ist aber Aufwand ;)

— geändert am 16.06.2019, 16:48:48

LG Pascal //It's not a bug, it's a feature. :) ;)

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16.06.2019, 17:03:30 via Website

Cooles Projekt und echt interessant zu lesen.

Welche Hardware ist denn bei dir das Hirn des Ganzen?

Würde auch gerne etwas ähnliches realisieren.

Janz neu: Eisberge mit Bluetooth und NFC. Damit Schiffe beim Stoß sofort syncen.

Badum tzz.

Pascal P.

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16.06.2019, 17:53:29 via Website

Sehe ich das richtig, dass die Vernetzung ganz oder teilweise über EiB-Bus erfolgt? Ist die dazu gehörigen Angabe von 67 Watt auf den Verbrauch des Busses selber bezogen, oder ist das der Verbrauch eines angeschlossenen Gerätes?
Was bedeutet die Angabe "SPM" (8 W) auf dem Display?
Welchen Leistungsverbrauch muss man der gesamten Installation zurechnen?

Ich nehme an, die Steuerungssoftware läuft wegen der gewählten Programmiersprache C# unter Windows? Liege ich da richtig, oder liefert Microsoft C#-Laufzeitbibliotheken (bzw. das benötigte .NET-Framework) auch für Linux aus?
Nimmt die Steuerung bei Nichtgebrauch einen Idlemodus ein, oder ist sie, z.B. auch um den Zustand der Fenstersensoren abzufragen, ständig aktiv?

— geändert am 16.06.2019, 17:57:42

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Pascal P.
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16.06.2019, 17:58:34 via Website

Das meiste geht über den KNX Bus. (Rolladen,Fenster/Türen,Schalter,Knöpfe)
Die Frage ist allerdings ob man das im privatbereich noch nutzen sollte, denn es ist in den letzten 10 Jahren zum Industriestandard geworden und wird in sehr vielen neuen Firmengebäuen eingesetzt.
Dadurch steigen die Preise erheblich, z.b. ein 4 fach Jalousieaktor kostet um die 200€ wenn du bei E-Bay nichts besseres findest.
Das ist dann per KNXIPGatway im Netzwerk, das kann dann auf den Computer gelesen werden.
Der einzige Vorteil: Du brauchst keinen Server, denn KNX konfigurierst du einmal und dann funktioniert es als geschlossenes System, aber du hast halt nichts automatisch sondern nur Rekation per Knofdruck oder auf Sensoren.

Die Leistungsmessung ist komplett selber entwickelt (von meinem Vater), wird über Induktionsstrom von Spulen im Schaltschrank erfasst und auf einem C-Control Pro (gab damals nichts vergleichbares wie heute) ausgewertet und wiederum auf den KNX Bus geschickt.

Wenn du eher der Bastler bist, würde ich eher mit Adruino oder ESP32 o.ä. genso für die Leistungsmessung und dies per MQTT an einen Server schicken und dort weiterverarbeiten.

Die restliche Logik, also den Helligkeitssensor abfragen und Rolladen runter wenn es dunkel wird, übernimmt dann der PC als das Programm. Das kannst du auch auf einem Microcontroller machen, aber da ich sowieso einen Server und Anzeige brauche, ist das alles in einem.

LG Pascal //It's not a bug, it's a feature. :) ;)

Michael K.

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Pascal P.
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16.06.2019, 18:06:30 via Website

@Michael K:
Genau wie oben geschrieben.
Zur Angabe der 67W gehören der Betrieb des Netzteils, des Controllers für die Leistungsmessung und der Betrieb des KNX IP Gateways sowei der Betreib des Rechners.
Das ist also nur der Verbrauch der Geräte die ich benutze um das ganze in Berieb zu halten.
SMP ist die Spülmaschiene, die im Standby ist. Das angezeigt ist aber die Verlustleistung, da sind die eigenen Sensoren zum messen ungenau, da die Phase nicht mit einbezogen wird.

Gesamtverbraucht zum Betrieb sind die 67W, da da schon alles enthalten ist.
Schlag noch 10-20W für WLan AccessPoint + Betrieb der Wlan Komponnenten drauf, die sind da nicht mit drin.

Ja, genau hauptsächich wegen der MS SQL DB und der Programmiersprache.
Allerdings kannst du seit geraumer Zeit mit .NET Core auch unter Linux das ausführen.
Dafür muss dein Code für .NET Core kompiliert und evtl. angepasst werden.
Ist meiner in dem Fall nicht, könnte man aber durchaus tun.
Genauso kannst du zu Java o.ä. wechseln und das ganze da machen. Dann fehlen aber Biblotheken wie z.b. das Empfangen der KNX Telegramme. Das müsste man entweder als OpenSoucre finden oder im worst case neu programmieren.

Bei nichtgebrauch z.b. wenn keiner daheim ist, schaltet sich nur der Bilschirm ab. alles andere läuft weiter, denn ich will ja z.b. zeitkntinuierliche Temperaturwerte etc. haben.
Sonst müsste ich die woanders zwischenspeichern.
Die Fenstersensoren melden selber wenn sich was ändert, die müssen nicht von selbst abgefragt werden.

— geändert am 16.06.2019, 18:08:23

LG Pascal //It's not a bug, it's a feature. :) ;)

Michael K.

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