Smarthome-Projekte für Familien | homee
Es gibt einige Stellen, die wundersame Einsparungen durch ein Smarthome versprechen, doch ist dem wirklich so? Und welches System sollte man dann überhaupt nutzen? In einer weiteren Serie möchte ich über Projekte berichten, die ich für und mit meiner Familie umgesetzt habe.
Das Thema Smarthome hat mich schon seit längerer Zeit interessiert. Bisher fehlte mir dabei allerdings der Punkt um zu beginnen. Zu hoch erschienen die initialen Kosten, um richtig anzufangen. Smarthome bedeutet, sein Zuhause intelligent zu machen, Aktionen selbst oder anhand von Sensordaten automatisiert durchführen zu lassen. Theoretisch müsste man in seinem Haus also direkt alle Heizkörper oder Lampen austauschen, damit sinnvolle Aktionen geplant und durchgeführt werden können.
Die Hürde zum Einstieg ist in dieser Hinsicht schon mal groß, wird aber nicht unbedingt kleiner, was die Vorplanung als solchges anbelangt, denn wie so oft, konkurrieren derzeit mehrere Systeme auf dem Markt und man steht zunächst vor der Wahl, welches System das richtige für einen selbst ist.
Zunächst besteht jede Smarthome-Landschaft aus drei Komponenten. Die Sensoren messen ihre Umwelt und geben diese Daten weiter, die Aktoren können etwas tun und die Zentrale bringt alles zusammen und kann anhand von Daten Aktionen durchführen. Alle Komponenten sprechen miteinander. Das kann über Kabel im Bereich der Bussysteme sein oder über verschiedene Funkprotokolle. Da wir in einem Mietshaus nur sehr schlecht ein neues Bussystem verlegen können, habe ich mich für die Vernetzung über Funk entschieden.
Auch im Bereich der Funkprotokolle konkurrieren verschiedene Protokolle miteinander, die jeweils Vor- und Nachteile haben. Für den Start bin ich zunächst bei Z-Wave gelandet, für das es eine umfangreiche Anzahl an Komponenten und eine gute Unterstützung gibt.
Um nun alles miteinander zu verbinden, benötigen wir eine Zentrale zur Steuerung. Grundsätzlich gibt es die closed-source Systeme, die häufig aus einem proprietären System entstanden sind und mit diesem sehr gut zusammen arbeiten. Es kann sein, dass von vornherein ein Standard wie Z-Wave genutzt wurde (z.B. Fibaro) oder man in einem geschlossenen System gefangen ist, wie es z.B. bei Homematic der Fall ist.
Dann gibt es natürlich auch die open-source Variante, bei der eine Steuerungssoftware auf PC oder Raspberry Pi installiert und mit entsprechenden Schnittstellen aufgerüstet wird.
Als Bastler hatte ich tatsächlich mit der zweiten Variante schon einige Zeit geliebäugelt. Allerdings besitzt man dann zunächst nur eine Zentrale, die andere Komponenten steuern kann. Die Komponenten fehlen. Ich brauchte also einen Anhaltspunkt, um das Projekt zu starten.
Es kam nun also passend, dass in unserem Mietshaus die Rauchmelder erneuert werden mussten. Bisher hatten wir an der Stelle „dumme“ Rauchmelder, die nicht miteinander vernetzt sind. Über ein Smarthome-System kann man jedoch gerade im Bereich der Gefahrenerkennung und Alarmierung einiges machen und so plante ich eine entsprechende Umsetzung ein. Mehr dazu in einem der folgenden Beiträge.
Homee macht auch im Regal eine gute Figur.
Nachdem ein sinnvolles Projekt gefunden war, um die Komponenten abzudecken, war ich final bei der Wahl einer Steuerungszentrale angekommen. Es ist alles voneinander abhängig, denn erst wenn ich weiß, welche Zentrale ich haben möchte, kann ich passende Komponenten auswählen.
Da ich flexible Systeme bevorzuge, fielen die geschlossenen Systeme wie Homematic bei mir direkt durch das Raster. Fast hätte ich mich für den POPP Hub entschieden, bot er doch Open-Source Software auf Raspberry Pi Hardware, jedoch war die Hardware doch um einiges abgespeckt. Nach weiterer Recherche hatte ich dann Homee gefunden und war begeistert. Die Hautargumente:
- es ist ein flexibles System, dadurch
- können sehr leicht weitere Protokolle hinzugefügt werden,
- die Community ist sehr aktiv,
- die Entwickler sind sehr aktiv,
- mir sind bei der Einrichtung und Nutzung einige pfiffige Ideen aufgefallen, die mir durchaus gefallen,
- es macht im Wohnzimmer-Regal eine unscheinbare, gute Figur.
Homee ist nichts für Bastler. Es funktioniert einfach und macht, was es soll und ist damit das Gegenteil von dem, was ich eingangs geplant hatte.
Homee verfolgt ein sehr attraktives Konzept. Wie Bausteine werden verschiedene Würfel aufeinander gestapelt und so verbunden. Ausgangspunkt ist der weiße Brain-Cube (andere Farben bei Partnern möglich), der – wie der Name schon vermuten lässt – die Intelligenz besitzt, den Strom liefert und die Verbindungen nach außen hält. Oben aufgesetzt werden dann die Würfel für verschiedene Funkprotokolle, die homee dann lernt und sprechen kann.
Brain-Cube (links) mit dem Z-Wave Cube (rechts), die dann einfach aufeinander gestapelt werden.
Neben der Unterstützung von WLAN im Brain-Cube, lassen sich durch weitere Würfel noch die Protokolle Z-Wave, EnOcean und ZigBee nachrüsten. Zur Installation und Aktivierung werden die Würfel einfach oben auf den letzten Würfel gesteckt und nach wenigen Sekunden steht ein weiteres Protokoll zur Verfügung. So würde man sich die Aufrüstung und Erweiterung auch bei anderen Produkten wünschen.
homee Inbetriebnahme
Nach einigen Tagen hatte ich dann für den Start den homee Brain-Cube und den Z-Wave Cube da und konnte voller Tatendrang beginnen. Ich muss allerdings sagen, dass ich schon ein klein wenig enttäuscht war. Ich hatte mir für die Einrichtung extra einen Abend freigehalten und der ganze Vorgang war so intelligent und durchdacht, dass ich nach 10 Minuten alles fertig hatte. Aber die Schritte im Detail:
- Auch wenn man schon einige Bilder, Videos und Besxchreibungen gelesen hat, ist man dennoch überrascht, wie klein 5cm Kantenlänge sind und begeistert, was die Würfel trotz ihrer Größe alles können sollen.
- Der Brain-Cube wird über das mitgelieferte Netzteil mit Spannung versorgt.
- Im Playstore oder App-Store besorgt man sich die homee-App
- Zur Verbindung mit seinem home-cube wird ein QR-Code auf der Unterseite des Brain-Cubes gescannt.
- Im Folgenden kann nun die Verbindung mit dem WLAN hergestellt, ein Name vergeben und das System ggf. auf eine neue Softwareversion aktualisiert werden.
Der QR-Code an der Unterseite des Brain-Cube wird gescannt.
Homee hat ein eigenes WLAN aufgespannt, mit dem sich die App nun verbindet um die Einrichtung abzuschließen.
Nach der Verbindung mit dem Haus-WLAN und dem Internet ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es ein Update gibt.
Fernzugriff
Der Fernzugriff bei homee hat mich in besonderem Maße begeistert. Natürlich möchte man eventuell aus der Ferne auf sein schlaues Zuhause zugreifen, um den Status von Sensoren zu sehen oder Aktionen durchführen zu können. Im Gegensatz zu vielen anderen Produkten wird der Fernzugriff nicht über ein Portforwarding geregelt, das Anfragen von außen in das interne Netz weiterleitet sondern es wird eine SSH-Verbindung nach außen aufgebaut und über diesen Weg dann auf das homee-System zugegriffen.
Der sehr große Vorteil dieses Ansatzes ist, dass man selbst für den Zugriff nichts im eigenen Netz konfigurieren muss und der Zugriff äußerst robust und stabil ist. Da außerdem immer mehr Provider auf CGN setzen und ein direkter Zugriff auf sein Netz von außen (über IPv4) nicht mehr möglich ist, ist das eine sehr einfache und wirksame Methode, den Zugriff von außen immer möglich zu machen.
Es gibt auch einen Nachteil bei dieser Methode: Man ist von den homee-Servern abhängig. Stehen diese nicht zur Verfügung, ist ein Zugriff von außen nicht mehr möglich.
Die Einbindung der ersten Geräte / Homeegramme
Z-Wave stellt sich als vermaschtes Netz dar. Homee ist mit seinem Z-Wave Würfel der Ausgangspunkt, würde jedoch mit den Funkwellen nicht bis zu jeden Sensor/Aktor reichen, den ich geplant habe (Rauchmelder). Theoretisch verstärken Mitglieder in einem Z-Wave Netzwerk die Funksignale zwar, dies gilt jedoch nur für Mitglieder, die dauerhaft mit Strom versorgt werden.
Ein Zwischensetcker von Permundo. Die Einbuchtung ist eine Sensorfläche um manuell zu schalten und die Einbindung vorzunehmen.
Um nun direkt mit Sensoren, Aktoren und Verstärkern beginnen zu können, habe ich drei Zwischenstecker von Permundo gekauft, die im Haus verteilt das Z-Wave-Signal verstärken sollen. Diese Zwischenstecker können angeschlossene Verbraucher nicht nur an- und ausschalten sondern auch den aktuellen Stromverbrauch messen.
Um Homee nun sagen zu können, was im Einzelnen gemacht werden soll, werden Homeegramme programmiert. Kleine Programme, die wie Flussdiagramme aufgebaut sind und bestimmte Aktionen durchfühern, wenn Bedingungen erfüllt sind.
Für die ersten Schritte mit Homee habe ich drei kleine Homeegramme zusammengestellt, die mir zeigten, wie einfach die Nutzung ist und welche Möglichkeiten sich ergeben, an die man im Vorfeld nicht gedacht hatte.
Homee kennt viele Auslöser, die zum Teil auch als Bedingung oder Aktion zur Verfügung stehen.
Das erste Homeegramm hätte man auch mit einer Zeitschaltuhr abbilden können. Wir haben im Esszimmer eine Insektenlampe, die mit UV-Licht arbeitet. Der Verbrauch sind immerhin 28 Watt und die Nutzung macht natürlich nur dann Sinn, wenn es dunkel ist. Da ich nicht davon ausgehe, mehr zu fangen, wenn das Gerät die komplette Nacht an ist, wird die Lampe aktuell um halb 11 an, 1 Uhr aus und dann nochmal um 4 Uhr für eine Stunde angeschaltet.
Die Homeegramme werden einfach zusammengestellt, sind jedoch äußerst machtvoll.
Das zweite und dritte Homeegramm sind von der Funktion her gleich, jedoch mit anderen Verbrauchern, die geschaltet werden. Ich habe eine Art Stand-By Schutz eingerichtet, der bei unserem älteren Fernseher und beim Computer von meinem Sohn greift. Es wird geschaut, welcher Verbrauch derzeit existiert. Fällt der Verbrauch unter einen bestimmten Wert, wird das Homeegramm gestartet.
Zunächst wird als Auslöser der Zwischenstecker mit dem aktuellen Verbrauch ausgewählt. Die Aktion kann dann sofort oder mit einer Verzögerung durchgeführt werden. Für diesen Fall habe ich eine Verzögerung von 5 Minuten genommen. Es kann noch eine Bedingung definiert werden, die gegeben sein muss, damit die Aktion durchgeführt werden kann (z.b. Uhrzeit, Wetter oder Anwesenheit). In diesem Fall wird nochmals der Verbrauch geprüft und zwar beim Auslösen und Ausführen des Homeegramms. Damit erreiche ich, dass man es sich innerhalb der 5 Minuten noch anders überlegen kann und den Verbraucher wieder anschalten kann.
Über das Ein- und Ausschalten werden wir auf dem Smartphone informiert.
Im Ergebnis fährt der Sohn den Computer herunter und 5 Minuten später wird seine Computeranlage (Monitor und Soundsystem) abgeschaltet. Der Fernseher wird in Standby geschaltet und 5 Minuten später ganz ausgeschaltet (älteres Gerät, daher noch deutlich über 1W Standby-Verbrauch). Zusätzlich gibt es noch weitere Homeegramme, die uns eine Nachricht auf das Telefon schicken, wenn Computer oder Fernseher an- bzw. ausgeschaltet werden.
Fazit und Ausblick
Ich bin froh, dass ich mich gegen eine Bastellösung und für Homee entschieden habe. Man kann sein Smarthome nun einfach nutzen, ohne ständig optimieren oder anpassen zu müssen. Als Techniker weiß ich die großartige Leistung des Teams zu schätzen und mich begeistert immer wieder, wenn die Qualität einer Software so deutlich zu sehen ist.
Homee hat den Einstieg in das Thema Smarthome sehr einfach gestaltet. Die Einrichtung und Bedienung war problemlos und macht Spaß. Man darf nicht vergessen, dass es sich dennoch um eine Black-Box handelt und nähere Informationen aus seinem Funknetzwerk nicht herausgibt. Da bekommt man bei einer Opensource-Lösung wahrscheinlich noch weitere Informationen über den Empfang der Signale, muss allerdings auch deutlich mehr einrichten und basteln. Die Unterstützung der Komponenten erfolgt über eine Whitelist, obwohl man auch Glück haben kann, dass sein Gerät dennoch unterstützt wird.
Mit Homee bin ich noch lange nicht am Ende. Als nächstes steht die Erneuerung der Rauchmelder hier im Hause an und die Idee, die Heizkörper zu messen und zu steuern scheint sehr attraktiv. Dazu wird es dann den einen oder anderen Blogartikel geben.
Die Firma codeatelier GmbH hat uns für dieses Projekt einen homee Brain-Cube zur Verfügung gestellt. Die Aufrüstung um einen homee Z-Wave Cube haben wir auf eigene Kosten durchgeführt. Wir bedanken uns für die Unterstützung.
