knx und ich « Ein intelligentes Haus im Selbstbau

Wie angekündigt habe ich nun die, bisher manuelle, Garagenlüftung automatisiert.

Ich habe dazu mit einem ESP8266 einen WLAN Temperatursensor gebaut, der einmal pro Minute die Temperatur in der Garage misst und diese an den Homeserver meldet. Mittels Logik wird abhängig von der Wunschtemperatur, Innentemperatur und Außentemperatur der Lüfter gestartet – man kann ja nur mit kühler Luft kühlen 😉

Der Schaltplan ist simpel. Ich nutze ein altes 5V Steckernetzteil. Mit einem LM2937 3.3 mache ich daraus 3.3V für den ESP8266 und den DHT22 Temperatursensor. Wie man einen ESP8266 für Arduino fit macht ist im Internet schon oft genug beschrieben worden, daher spare ich mir das an dieser Stelle. Stettdessen gibt es hier den WLAN Temperatursensor Arduino Sketch, mit dem der ESP einmal pro Minute dem Temperatur misst und dann per WLAN an meinen Homeserver schickt. Dort habe ich zuvor einen Port geöffnet und fülle eine Variable mit der übermittelten Temperatur. Es gibt sicher elegantere Lösungen für die Schaltung und den Sketch, aber ich will ja auch mal fertig werden.

Schaltplan ESP8266 WLAN Temperatursensor

Damit ich nicht für “Stückzahl 1” meinen UV Belichter und die Ätzstation hochfahren muss, habe ich alles Quick&Dirty auf eine Lochraster Platine gelötet. Nicht schön, aber funktioniert.

Fertig Lochraster Platine des WLAN Temperaturfühlers

Diese werde ich in der Garage an der Wand montieren und jetzt erstmal prüfen ob dieser Sensor auch zuverlässig funktioniert.

In der Visalisierung habe ich es so gelöst, dass ich erstmal einen Schalter habe um die Lüfter-Automatik überhaupt zu aktivieren. Im Winter, soll der Lüfter ja z.B. gar nicht automatisch laufen. Dann habe ich einen Temperaturregler mit der gemessen IST-Temperatur und der von mir gewünschten SOLL-Temperatur. Zum Schluss gibt es dann noch einen Schalter um den Lüfter manuell zu starten/stoppen bzw. um den aktuellen Status des Lüfters zu symbolisieren.

Ich habe bei meiner ungedämmten Garage im Sommer immer wieder das Problem, dass sich die Hitze staut und auch über Nacht der Raum nicht abkühlt.
Da in der Garage der Wechselrichter für die Solaranlage hängt und auch ein Kühlschrank steht, würde ich versuchen gerne die kühle Abendluft in den Raum zu bekommen.
Hinzu kommt, dass ich bei Einzug auch das olle und undichte Garagentor gegen ein modernes, gedämmtes ersetzt habe – da bewegt sich keine Luft mehr, auch wenn an einem Ende der Garage ganzjährig offene Fenster sind.

Daher meine Idee: Eine aktive Belüftung die über den Bus gesteuert wird und ja nach Innen- und Außentemperatur den Lüfter schaltet.

Gestern habe ich dann eine 125er Kernbohrung gemacht und hatte mir online einen 125er Rohrlüfter und ein Einbauset aus einem Rohr und einer Edelstahlabdeckung für außen bestellt.
Erstes Problem: Das Rohr aus dem Set hat einen Innendurchmesser von 125, meine Kernbohrung aber einen Außendurchmesser – habe ewig gefummelt das zu große Rohr in das zu kleine Loch zu bekommen.

Nach viel gefummel dann endlich den Lüfter ins Loch gesetzt.

Montierter und angeschlossener Rohrlüfter

Dann habe ich den Unterputz Schaltaktor montiert. Wie immer von MDT, einen AKK01UP.03.
Ich konnte sowohl den KNX Bus als auch die Spannungsversorgung von bestehenden Dosen abzweigen.

Die vorhandene Avzweigdose mit Dauerstrom, wo ich den Lüfter abzweigen konnte

Abzweigdose mit KNX Tastsensor und dem neuen KNX Schaltaktor

Dies ist Version eins. D.h. es wird im Moment noch manuell über die Visualisierung oder eine Zeitschaltuhr geschaltet.

Habe jetzt Umweltsensoren DHT22/AM2302 (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) bestellt, werde diese noch mit einem ESP8266 verbinden und dann über WLAN die Messwerte an den Bus senden.
Zum Schluß dann noch eine kleine Logik und dann wird der Lüfter hoffentlich sinnvoll und automatisch an- und abgeschaltet.

Wie schon im letzten Post angedeutet werde ich mich als nächstes um eine automatische Gartenbewässerung kümmern.

Jedoch habe ich das Problem, das ich keinen Brunnen mit Pumpe habe aber auch nicht auf Stadtwasser zurückgreifen will.
Darum habe ich schon bei Einzug zwei Regenfässer im Boden versenkt und die Entwässerung der Terassenüberdachung dorthin verlegt.
Ich habe also 2x 250L Wasser zur Verfügung.

Das reicht natürlich nicht um den ganzen Garten zu bewässern, jedoch wollte ich auch ohne Brunnen schon etwas automatisch machen. Das rumlaufen mit einer Gießkanne ist zwar nicht so anstregend, aber manchmal hat man ja einfach keine Lust oder vergisst es auch. 😉

Das Endziel soll sein: Bohren eines Brunnens, Anschluss einer Brunnenpumpe, Verlegen eine 1″ Rohrs im Boden, Abzweigen von 3/4″ Rohren zur Versenkregnern inkl. Ventilen, automatische Messung der Bodenfeuchtigkeit um das ganze automatisch zu aktivieren sowie Bewässerung von Blumen durch Microdrip System.

Mein erster Schritt ist nun – mangels Brunnenwasser – das Microdrip System. So spare ich mir schonmal die Gießkanne und kann mir in Ruhe überlegen wie ich einen Brunnen bohren kann.

Ich habe dazu eine Regenfaßpumpe von Gardena gekauft und diese in einem Regenfaß versenkt. Wichtig ist dabei der Druck (2 bar), da das Microdripsystem einen Mindestdruck benötigt.
Außerdem habe ich das Gardena Microdrip System gekauft und alle Pflanztöpfe damit “verkabelt”. Ich habe kein Set gekauft, sondern Verlegerohr, T-Stücke, Verteilrohr, die Tropfer und das Basisgerät einzeln erworben. So hatte ich die korrekte Anzahl Tropfer (25 Stück) und Länge an Schlauch (25m und 10m) ohne zu viel unbenötigtes “Zubehör” mit zu kaufen.

Gardena Microdrip System mit Pflanzkübeln

Die Steckdosen auf meiner Terasse sind per Bus schaltbar, so war die erste und einfachste Methode nun eine kleine Zeitautomatik zu programmieren, welche auf Knopfdruck die Pumpe startet und nach einer gewissen Laufzeit wieder abschaltet.
Ich habe die regulierbaren Tropfer so eingestellt, dass ich von einer Stunde Bewässerungsdauer ausgehe. Innerhalb dieser Zeit soll jede Pflanze die benötigte Menge Wasser bekommen.

Die Logik im Gira-Experten sieht dazu so aus:

Außerdem habe ich eine Visualisierung dazu gemacht, diese sieht dann so aus:

Gira Homeserver Tropfer Steuerung aktiv, man sieht wie der Timer herunter läuft.

Ich kann also jetzt auf Knopfdruck eine frei definierbaren Timer starten. Bei Knopfdruck wird die Steckdose der Pumpe eingeschaltet und der Timer gestartet. Nach Ablauf der Zeit wird der Strom der Steckdose automatisch wieder abgeschaltet. Einfach, aber effektiv. Da ich im Homeserver alles mit einem Timer versehen kann, habe ich den auch hier aktiviert. Aber einfach eine zeitgesteuerte Bewässerung, ohne Berücksichtigung des Wetters und der Bodenfeuchtigkeit finde ich irgendwie nicht gut.

Daher bastel ich aktuell mit einem Microcontroller (WLAN und Batteriebetrieben) eine Boden-Feuchtigkeitsmessung, so dass ich die Bewässerung automatisch starten kann.
Das gibt dann einen weiteren Beitrag!

So. Nun kommt die schöne Jahreszeit und ich kann mich weiter um den Garten kümmern. Die Unterverteilung ist ja schon montiert, aber jetzt rüste ich ein paar Funktionen nach:

Ich habe ein Gartentor gebaut und möchte erfassen ob es offen oder geschlossen ist
Möchte ich meinen Unterstand im Garten mit Steckdosen ausstatten, die per Schlüsselschalter aktiviert werden können
Anschluss der Parkplatzbeleuchtung
Anschluss der Led-Ambiente-Beleuchtung

So sieht die Verteilung aktuell aus.

Die Kabel sind also drin und die ersten Verbraucher sind am Aktor angeschlossen.

Die Parkplatzbeleuchtung wird vom sowieso vorhandenen Bewegungsmelder mit geschaltet. Dazu habe ich in die Programmierung des Melders einfach nur den zweiten Aktor hinzugefügt, und schon geht der LED-Fluter mit an und aus. (Punkt 3)

Dann habe ich 4 Außenleuchten gekauft und rund ums Haus platziert. Diese sind parallel geschaltet und das Erdkabel der Lampen ist in der Verteilung aufgelegt. Dann noch schnell den Aktor angeschlossen, die Sicherung hoch gedrückt und schon leuchtet es Abends gemütlich rund ums ganze Haus. (Punkt 4)

Diese Verbaucher sind oben links an den Klemmen angeschlossen. Alle Aktorausgänge hatte ich ja zuvor mit diesen Klemmen verbunden. So bleibt es schön übersichtlich.

Punkt 2 (die Steckdosen) war etwas trickreicher. Ich wollte natürlich endlich mal Strom am Unterstand haben, möchte aber nicht das diese ständing unter Spannung stehen (meine Paranoia lässt grüßen). Natürlich hätte ich jetzt einen teuren Schlüsselschalter kaufen können (um die 100,- € habe ich gesehen) und die Phase damit unterbrechen / verbinden können. Allerdings erschien mir das nicht “cool” genug.

Vor allem wollte ich aber auch, dass die Steckdosen – wie alles andere auch – über den Bus geschaltet werden können und somit auch über das Handy usw. bedienbar sind.

Ich habe mir also einen 4-Fach Schalteingang (MDT BE-04001.01) zugelegt, diesen direkt programmiert und beschriftet. (es geht nichts über Dokumentation ! 😉 )

Dann habe ich einen günstigen Schlüsselschalter gekauft (bei einem der großen Elektronikversender, Auchtung: Auf einbautiefe achten!) und diesen getarnt in eine Steckdose eingebaut.
Der Schlüsselschalter verbindet einfach einen Port des Schalteingangs. Und dieser weisst dann den Aktor an zwei Eingänge (also zwei Phasen für die Steckdosen zur Lastverteilung) zu schalten.

So kann ich also nun die Steckdosen manuell per Schalter, oder über den Bus (z.B. per Handy) steuern. Punkt 2 ist damit auch erledigt.

Nun kommt Punkt 1. Obwohl ich nicht wirklich geübt bin Holz zu verarbeiten (Elektro geht viel besser!) finde ich, ich habe ein ganz passables Gartentor hin bekommen. Dies habe ich mit einem simplen, eingeschweissten Reedkontakt (Magnetkontakt) ausgestattet und mit dem für Punkt 2 angeschafften Schalteingang verbunden.
Tor zu = Kontakt geschlossen
Tor offen = Kontakt offen
Das brauche ich jetzt nur noch über den Bus zu signalisieren.
Der aufwändigste Teil an diesem Punkt war tatsächlich eine “schöne” Kabelverlegearbeit.

Somit ist Punkt 1 auch erledigt und meine Elektroarbeiten im Garten erstmal beendet.

Als nächstes werde ich mich dann wohl um eine automatischen Gartenbewässerung kümmern…

Auch wenn es nichts mit KNX oder Bus-Systemen zu tun hat, möchte ich hier kurz meine Lösung für mein Gast-WLAN festhalten. Bisher habe ich einfach allen Gästen mein WLAN-Passwort gegeben. Damit waren Sie dann “in meinem” Netz und hatten Zugriff auf meinen Homeserver, das NAS und sämtliche Geräte wie Fernseher und Drucker.

Das fand ich schon immer nicht optimal und habe dann als Notlösung einfach einen alten WRT54GL genommen, ein eigenes WLAN aufgemacht und den WAN-Anschluss des Routers an meinen Hauptrouter gehängt. Dieser (also der Hauptrouter) hat 4 LAN Anschlüsse, die ich intern mittels VLAN von einander trennen kann. Also habe ich einen LAN Anschluss für das Gast WLAN vorgesehen (mit eigenem IP-Bereich und DHCP) und den Rest für mein eigentliches Netzwerk gelassen. Den WRT54GL hatte ich auf WAN-Seite auf DHCP gestellt und somit bekam er eine IP vom Hauptrouter aus dem für die Gäste reservierten IP Bereich. Jetzt noch ein kleines Schildchen mit der SSID und dem Schlüssel gebastelt: Problem gelöst.

Aber nach ein paar Wochen wollte ich – mal wieder – “noch etwas mehr”. Und zwar sollten sich die Gäste-Schlüssel aus Sicherheitsgründen regelmäßig und automatisch ändern. Außerdem sollte der Schlüssel schön lang und kryptisch sein. Das erschwert natürlich das Eingeben, so mussten QR-Codes her welche einfach mit dem Handy gescannt werden können und die Einrichtung so automatisch erfolgt.

Schritt 1: WRT54GL (endlich) entsorgt.
Schritt 2: Einen noch rumliegenden Raspberry PI2 B+ mit einem WLAN Dongle ausgestattet. Und zwar mit dem Edimax EW-7612UAN V2. Dieser kann alle gängigen Netzwerkstandards und hat eine recht gute Antenne verbaut.
Schritt 3: Raspbian installieren und die nötigen Programme für den Accesspoint einrichten. Dabei sollten keine weiteren DHCP oder DNS Server benutzt werden, da mein Hauptrouter dieser Dienste schon bereitstellt. Die Schritte zur Konfiguration gibt es hier.
Schritt 4: Ein weiteres kleines Script bauen welches vom Cron aufgerufen wird, den WLAN Key ändert und eine schöne HTML Seite mit den Key und den QR-Codes erzeugt. Diese Seite kann dann auf meinem Wohnzimmer-Tablett permanent abgerufen werden. Somit hat jeder Gast schnellen und einfach Zugang zum Internet. Das Programm dafür gibt es hier. (Funktioniert nicht Out-of-the-Box. Es muss noch etwas Hand an die HTML Aufbereitung gelegt werden).

Jetzt können meine Gäste selbstständig ins Internet und ich muss nicht mein Passwort rausgeben. Außerdem ändert sich das WLAN-Passwort regelmäßig, so dass nach ein paar Tagen niemand mehr ohne meine Wissen Zugriff hat. iOS unterstützt die WLAN-Konfiguration per QR-Code übrigens nur auf einem sehr umständlichen Weg. Deshalb habe ich das vorerst weg gelassen.

Leider habe ich es nicht geschafft mein “Listen-To-Me” Projekt so bekannt zu machen, dass eine Finanzierung zustande kommen würde.

Ich habe trotz zahlreicher Bemühungen keine Zeitschriften oder Blogs in Deutschland oder den USA finden können die bereit waren über mein Projekt zu berichten. Daher wurde das Projekt nicht bekannt. Ich werde es also deutlich kleiner aufziehen und für mich privat umsetzen. Mein Wohnzimmer hört ja schon zum Teil auf mich….

Ich halte hier alle Interessierten auf dem Laufenden.

Nachdem ich ja schon vor einiger Zeit zu diesem Thema experimentiert habe gehe ich dieses nun wieder an.

Ich habe erneut viel gesucht und recherchiert und kein fertiges Produkt gefunden, dass meine Ansprüche an Datenschutz erfüllt. Darum werde ich es wieder selbst bauen. Während meiner Arbeit kam mir dann die Idee, aus dieser Software vielleicht ein “richtiges” Produkt zu machen, so dass auch andere von meiner Arbeit profitieren können.

In den letzten Wochen habe ich viel Zeit in die Planung und Entwicklung einer Crowd-Funding-Kampagne gesteckt (ist mein erstes Crowd-Funding) und die Software hat sich zu einem “richtig großen Ding” gemausert.

Falls du Interesse daran hast die Kampagne zu unterstützen, ist hier der Link zur Projektseite.

Unser Dörfchen bekommt Glasfaser Internet!

Ein nicht weiter zu erwähnendes deutsches Glasfaser Unternehmen baut aktuell unser Dorf mit Glasfaser für schnelleres Internet aus. Natürlich habe ich mich sofort der Anfragebündlung angeschlossen, da wir bisher nur ADSL 16.000 bekommen können. Aktuell ist das natürlich noch ausreichend, aber wir wissen ja das man Bandbreite durch nichts ersetzen kann – außer durch noch mehr Bandbreite. Und wenn man sieht das Windows 10 Updates regelmäßig 3 GB und mehr groß sind, ist das wohl eine sinnvolle Investition.

Doch was hat eine Glasfaser nun mit KNX zu tun: Eigentlich nichts.

Aber damit die Glasfaser von der Straße in meinen Hauswirtschaftsraum kommt, muss sie von der Garage durch den Hauswirtschaftsraum bis zum Serverschrank. D.h. ich muß die Decke des HWR umbauen und das möchte ich hier auch kurz festhalten.

Wie Ihr euch sicher erinnert wurde beim Ausbau der Elektrik alles im Hauswirtschaftsraum gesammelt und die Decke mit einer Holzverlattung sowie Gipskartonplatten abgehängt, mit Raufaser tapeziert und anschließend gestrichen.

Gipskartondecke, tapeziert und gestrichen — Alte Decke mit Raufaser

Das ist auch mein Problem, denn die Kabel sind dadurch zwar alle “verschwunden”, aber ich habe keine Möglichkeit nachträglich nochmal ein weiteres Kabel – sagen wir eine Glasfaser – zu legen.

Ich habe also die Decke abgerissen und die vielen Kabel mit selbst gebauten Stahlrohr-Traversen an der Decke befestigt. Die ganzen Lochbänder habe ich entfernt. So sind nun alle Kabel frei und ich kann problemlos noch Kabel nachziehen oder verändern.

Selbstgebaute Kabeltraversen aus Stahlrohr — Neue Kabeltraversen

Die Decke wird jetzt mittels Rasterplatten abgehängt und sieht dann so aus wie man das aus Büroräumen oder Praxen kennt. Schön – und jederzeit wieder zugänglich. Zu sehen ist auch das ich Rauchmelder und Lampe einfach an die Platten geschraubt habe. Damit das auch hält, habe ich hinter die Deckenplatte einfach ein kleines Brett gehalten und dann von Vorne die Lampe und den Melder fest geschraubt.

Zwei Jahre nach Hauskauf möchte ich mich nun endlich um den Garten kümmern. Wie schon bei der Renovierung selbst möchte ich euch nicht mit Details der Bepflanzung und dem Häuschenbau langweilen, sondern vielmehr die elektronischen Pläne schildern.

Ich möchte im Außenbereich eine Unterverteilung bauen. Mit eigenen KNX Bussegment, welches elektrisch vom Haupt-KNX-Segment getrennt ist (für den Kurzschluß- und Fehlerfall). Diese Unterverteilung soll dann die komplette Außenelektrik steuern.

Geplant ist folgendes:

LED Beleuchtung rund um Haus (Ambiente Beleuchtung als auch Flutlicht)
Bewegungsmelder zur Parkplatzbeleuchtung
Beleuchtung der Gartenhütte
Schaltbare Steckdosen für Gartengeräte
Steuerung der Bewässerung und Messung der Bodenqualität
Alarmierung wenn ich vergesse die Blumen zu gießen
Gartentor-Sensor (offen zu)
Extra Klingel am Gartentor

Realisiert wird das über einen IP67 Unterverteiler in der Gartenhütte. Dieser ist zur Sicherheit auch abschließbar. Es kommen dort eigene Aktoren sowie eine Busstromvorsorgung rein. Im Haus wird das KNX Segment dann mittels Linienkoppler mit dem Hauptstrang verbunden. Dadurch bekommen die Außengeräte auch andere KNX-Nummern. Haupt-Linie ist dann bei mir 1.1.X und die Außenlinie wird 1.2.X werden.

Außerdem kommen natürlich ein haufen Sicherungen und ein FI-Schalter mit in die Unterverteilung. (Sicher ist Sicher).
Damit der Versicherungsschutz nicht gefärdet ist werde ich das von einem Elektriker zusammenstecken lassen. Die Programmierung mache ich dann wieder selbst.

So sieht die Unterverteilung von innen aus. Unten eine Reihe Sicherungen mit FI. Gabs als Set. Soviel Sicherungen brauchen ich (noch) nicht, aber das Set war billiger als einzeln kaufen. In der Mitte ist links die KNX Busversorgung und rechts daneben ein 16-fach Aktor. Oben links sind die Klemmen zum Auflegen der Kabel zu den Endgeräten.

So sieht die Unterverteilung dann montiert aus. Unten ist schon das Loch für die Kabelzuführung zu sehen. Dieses Loch wird dann von einem Kabelkanal abgedeckt.

Um den Außen-Bus mit dem Haut-Bus zu verbinden habe ich einen Linienkoppler verwendet. Dieser sitzt in einer kleinen Kiste in der Garage auf halbem Weg nach draußen. Er trennt die beiden Bus-Segmente elektrisch und leitet nur entsprechend konfigurierte Pakete weiter. Nicht ganz günstig das Ding, aber sorgt dafür das mein Haus noch funktioniert, auch wenn es außen einen Kurzschluß gibt.

Mein Haus kann schon viel, aber wirklich verstehen tut es mich noch nicht.

Daher muss nun eine Spracherkennung und Sprachausgabe her!

Aktuell suche ich noch nach Möglichkeiten zur Realisierung.

Soweit bin ich bisher:

Raumfeld Mikrofone, wie das Samson UB1 eignen sich super um einen ganzen Raum zu überwachen (Samson UB1 USB) und haben USB Anschluß
Ein PI hat nicht genug Rechenleistung um ein großes Wörterbuch zeitnah zu durchsuchen und eine Spracherkennung zu machen
Es muss viele, von mir “Beacons” getaufte Geräte geben, welche die Audio-Aufzeichnung machen und dann an einen zentralen Server zur Texterkennung weiterleiten
Es gibt (soweit ich bisher recherchiert habe) zwei Open-Source Ansätze zur Texterkennung: CMU Sphinx (http://cmusphinx.sourceforge.net) und Julius (https://github.com/julius-speech/julius)
Ich möchte auf jeden Fall eine Offline-Sprach-Erkennung, da ich nicht möchte das die großen Konzerne jedes gesprochene Wort im Haus mit bekommen (Stichwort: Datenschutz)

Falls jemand schon Erfahrung mit Spracherkennung hat, freue ich mich auf Hinweise und Anregungen. Ich halte ich hier über meine Fortschritte auf dem Laufenden.

knx und ich

Ein intelligentes Haus im Selbstbau

Garagenlüftung 2.0

Garagenlüftung

Wasser marsch 0.1

Der Garten-Bus 2.0

WLAN Access-Point mit Raspberry 2 und hostapd (aka. Gast WLAN 2.0)

Projekt nicht finanziert (aka. “Das war wohl nix”)

Listen To Me (aka. “Hallo Haus”)

Horror im Hauswirtschaftsraum – Version 3.0

Der Garten-Bus

Hallo, Haus?