Wilhelm Faber

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Smart Home

Smart Home – mein Anfang und die Geschichte...

7. November 2024 von Wilhelm Faber | Keine Kommentare

Meine Geschichte über den Anfang und Entwicklung meines Smart Home Setups. Anschließend präsentiere ich aktuelle Lösung mit Tipps wie man preiswert und flexibel den Aufbau gestalten kann.

Ein Smart Home beschreibt ein vernetztes Zuhause, in dem Geräte und Systeme wie Beleuchtung, Heizung, Sicherheitstechnik und Unterhaltungselektronik miteinander kommunizieren und gesteuert werden können – oft per Smartphone oder Sprachassistent. Ziel ist es, den Alltag komfortabler, energieeffizienter und sicherer zu gestalten. Typische Smart-Home-Lösungen umfassen die Steuerung der Beleuchtung per App, programmierbare Heizungsregler, Kameras und Alarmsysteme, die bei verdächtigen Aktivitäten sofort benachrichtigen, sowie smarte Lautsprecher, die auf Sprachbefehle reagieren.

Häufigkeit im Neubau: Der Einsatz von Smart-Home-Technologie nimmt gerade bei Neubauten stark zu. Besonders in modernen Bauprojekten wird bereits eine gewisse Grundausstattung, wie vernetzte Heizungs- und Beleuchtungssysteme, als Standard eingeplant. Schätzungen gehen davon aus, dass etwa 40–60 % der Neubauten bereits eine smarte Infrastruktur beinhalten, da viele Bauherren zunehmend Wert auf diese modernen Funktionen legen. Dies gilt vor allem für energieeffiziente Häuser und hochwertige Wohngebäude, wo ein automatisiertes Energiemanagement nicht nur Komfort, sondern auch Kostenersparnisse bietet.

Mein Start in die Smart Home Welt

Ich habe im Jahr 2016 damit begonnen, mein Smart Home mit einfachen Komponenten aufzubauen. Zu dieser Zeit waren grundlegende Geräte wie smarte Glühbirnen, Steckdosen und einfache Heizungsregler besonders beliebt, da sie ohne großen Aufwand installiert werden konnten und bereits erste Automatisierungen ermöglichten. Diese Komponenten bildeten oft die Grundlage für ein System, das später um weitere Funktionen und Geräte erweitert werden konnte. So konnte ich schrittweise in die Welt des Smart Homes einsteigen und den Komfort in meinem Zuhause nach und nach steigern.

Die ersten Smart Home Komponenten von Intertechno

Am Anfang wurden im Schlafzimmer und Arbeitszimmer die Fenster mit elektrischen Rolladenmotoren ausgestattet. Für die Steuerung deren habe ich mich für die Firma Intertechno mit einem Funkprotokoll auf der Frequenz 433,92Mhz in eine Richtung entschieden. Für diese Zwecke wurden gekauft:

Das Gateway erlaubte eine Netzwerk-Verbindung mit einem Smartphone herzustellen und die Aktoren sowohl über das Smarphone als auch mit den Wandsendern zu steuern.

Erweiterung der Heizungssteurung mit Homematic Komponenten

2017/2018 kam der Bedarf nach einer smarten Heizung. Wichtig war in erster Linie diese nach Bedarf zu unterschiedlichen Tageszeiten zu programmieren. Tagsüber sollte die Heizung auf 19 Grad runter regeln und zum Abend hin die Wohnung auf die molligen 21 Grad erwärmen, genau dann wenn man nach Hause ankommt. Weiterhin war es wichtig, dass die Heizung schnell auf die geöffneten Fenster reagieren konnte und die Heizung auf 12 Grad runter geregelt hat. Vor allem war es mir wichtig, dass die Steuerung nicht über die Cloud basiert, sondern die Zentrale auch ohne Anbindung an das Internet sein Dienst verrichten konnte. Zu der Zeit waren es nur wenige Lösungen, die das cloudbasiert anbieten konnten. Bei Bedarf hätte ich aber meine lokale Lösung auch internetfähig machen können und somit auch von unterwegs die Heizung gesteuert bekommen hätte . Zu diesen Zwecken wurde folgende Komponenten erworben:

Das Funkprotokoll von Homematic basiert auf einem bidirektionalen Informationsaustausch BidCos (Bidirectional Communication Standard) mit der Frequenz 868MHz. Dieses Setup war damals auf dem Markt einer der besten, hat zuverlässig funktioniert und erlaubte nicht nur Befehle zu senden, sondern auch Informationen der Sensoren abzufragen und darzustellen. Das tut es immer noch 🙂 Es hat mir erlaubt sehr flexible Abläufe abzubilden. Tagsüber regelte die Zentrale nach dem eingestellten Plan. Zudem war es möglich mit dem Wandschalter die Heizung ein und auszuschalten und auch Informationen zentral auf dem Display über die eingestellte und tatsächliche Temperatur in den Räumlichkeiten anzuzeigen. Ich war sehr zufrieden mit diesem Set, wenn da nicht ein Aber da wäre.

Mischung der Komponenten der unterschiedlichen Hersteller

Nun ja in meinem Fall waren es die Rollladensteuerung von Intertechno und die Heizungssteuerung von Homematic. Sicher gab es zu der Zeit auch Rollladenaktoren von Homematic, diese waren jedoch zum einen unverschämt teuer und zum anderen hatte ich bereits welche, in die ich das Geld bereits investiert habe. Die Suche began nach einer Lösung. Es musste möglich sein beiden Technologien, wie unterschiedlich die auch von den Funkprotokollen waren, unter einem Hut zu vereinen. Das bedeutete eine Adaptation der unterschiedlichen Antennen und Software auf einem System.

Eigene Smart Home Zentrale mit Raspberry Pi und piVCCU

Durch einen Zufall bin ich auf das Projekt piVCCU gestoßen. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Adaption der Software der Zentrale(CCU) auf einem Raspberry Pi. Die Software läuft in einem Container genauso wie auf einer echten CCU. Zu dem eigentlichen Raspberry Pi sind zusätzliche Antennen in Form von Pi-Modulen oder USB-Sticks notwendig. Mein erstes Setup war ein Raspberry Pi 3 mit einem Antennen-Modul das mit der Frequenz 868MHz senden kann. Somit war der Umstieg von einer dedizierten CCU auf eine virtuelle Lösung möglich. Ich konnte problemlos alle meine bestehenden Homematic Komponenten auf die neue Hardware umziehen.

Cux-Daemon Zusatzsoftware unter der CCU

Gleichzeitig entdeckte ich die Möglichkeit unter der Haube der CCU auch das Betreiben der Zusatzsoftware. Eins davon war Cux-Daemon. Diese universelle Schnittstelle zwischen der CCU-Logikschicht und den externen (auch virtuellen) Geräten erlaubte mir das Registrieren virtueller Geräte in der CCU, um meine Intertechno Komponenten unter Homematic abzubilden und zu steuern. Dazu hatte ich mir einen Cul Stick zugelegt der mit 433MHz senden kann. Später war es mir möglich diesen umzuflashen und somit war es mir möglich mit einer Antenne zwei unterschiedliche Protokolle mit unterschiedlichen Sendefrequenzen zu bedienen. Meine Intertechno Komponenten waren nun endlich unter einem Hut vereint. Die Lösung war perfekt. Es war flexibel genug parallel auf dem Pi auch andere Dienste laufen zu lassen.

Smarte Birnen, Phillips Hue Anbindung unter der CCU

Wer jetzt denkt mein Setup war fertig, täuscht sich. Parallel zu meinem CCU Projekt auf dem Raspberry Pi beschäftigte ich mich mit der smarten Beleuchtung. Den Anstoß gab es durch den neuen Kommunikationsprotokoll ZigBee und preiswerte Lösung „TRÅDFRI“, die von Ikea auf den Markt gebracht wurde. Die Lösung von Phillips Hue war leider ungemein teuer und nur auf die Beleuchtung beschränkt. So beschloss ich mich erst mit der Ikea Lösung zu beschäftigen. Angefangen hatte ich mit dem Ikea Gateway, zwei smarten Ikea Farb-Birnen und zwei Funksendern.

Diese Lösung war am Anfang leider sehr instabil. Das Gateway hatte sich öfters aufgehängt oder die angelernten Komponenten gingen oft verloren. Zudem gab es zu der Zeit keine Verknüpfung zwischen meiner Zentrale auf dem Raspberry Pi und dem Ikea Gateway. Meine Versuche das Ikea Gateway mit Hilfe des Addons für Philips Hue einzubinden waren leider nicht zufriedenstellend. Das Philips Hue Addon unter der Homematic Zentrale war sehr lange Zeit in dem Beta-Status und hat leider nicht so richtig funktioniert. Auch später mit einer Phillips Hue Zentrale an die ich die Ikea Beleuchtung angelernt habe war leider keine zufirendenstellende Lösung. Es war nicht flexibel genug. Nicht alle Ikea Komponenten haben einwandfrei funktioniert.

ConBee 2, Smart Home Erweiterung mit Steuerungssoftware deCONZ

Das war meine Rettung, es handelt sich um eine Steuerungssoftware die man auf dem Rasperry Pi laufen lassen kann. Dazu kaufte ich mir eine Antenne in Form eines USB Sticks ConBee 2. Phoscon ist das Gegenstück dazu. Mit der Hilfe dieser Software war mir möglich die Komponenten anzulernen und zu Steuern. Gruppen, Schaltersteuerungen und Szenen waren genau so möglich und sogar noch mehr. Wie ging es nun mit der Kommunikation zwischen meinem virtuellen Phoscon Gateway und der Homematic Zentrale? Beide liefen nun auf der selben Hardware. Das war Platz- und Stromsparrend.

Wie ich bereits oben erwähnt habe, gibt es unter Homematic die Möglichkeit Zusatzsoftware, die so genannten Addons laufen zu lassen. Hier kam mir das Projekt RedMatic zu Hilfe. Es handelt sich um Node-RED mit den CCU Nodes für Node-RED. Das war das i-Tüpfelchen auf der Torte so zu sagen. Die Bibliotheken sind so umfangreich und vielfältig, dass man Quasi für jede Anbindung alles finden kann. Die Möglichkeiten, die sich damit ergeben sind, nahezu grenzenlos. Anbindung von Gateways, Cloud-Diensten und Smarthome-Komponenten sind grandios.

Nach der Installation der notwendigen Nodes für Homematic und deCONZ war es mir nun möglich endlich meine Smarte Beleuchtung, Schalter und Sensoren auf der ZigBee-Basis mit der Homematic Zentrale endgültig zu verheiraten. Es ist möglich jeden beliebigen Zustand auszulesen oder auf einen Event zu reagieren und eine andere Komponente zu schalten oder in einen Zustand zu versetzen. Und das Plattformübergreifend zwischen Homematic und deCONZ und anderen Diensten. Es war fast perfekt, aber es gab ein Aber… 🙂

Smart Home Visualisierung

Lange Zeit hatte ich mich schwer damit getan die verschiedenen Komponenten aus unterschiedlichen Systemen unter einer Oberfläche abzubilden. Das Webinterface von Homematic ist sehr altbacken, wenn ich es positiv ausdrücken darf. deCONZ bietet eine eigene Gateway-Oberfläche an. Klar gibt es bei Homematic einen NEO SERVER, einen CCU-Addon von mediola, womit man seine Oberflächen basteln kann. Das kostet aber wiederum Geld und ist leider nicht flexibel genug. Zumal auch nicht Plattformübergreifend.

In meinem Fall wissen sogar beide Plattformen, Homematich und deConz nichts voneinander. Die Logikschicht liegt getrennt unter Redmatic. Meine Vorstellung war auf einem beliebigen Smartgerät, sei es Telefon, Tablet oder Mac, den hauseigenen Smarthome-Interface zu nutzen. Bei Android ist es Google Home und unter Apple heißt es Home für HomeKit. Ich wollte weder viel Zeit noch viel Geld darin investieren. Und genau hier kommt die Homebridge ins Spiel.

Smart Home, Homebridge – Brücke zwischen HomeKit und Google Home

Homebridge ermöglicht die Integration mit Smart-Home-Geräten, die HomeKit nicht nativ unterstützen. Mittlerweile gibt es so viele Plugins für die Homebridge, dass einer Einbindung jeglicher Smart Home Komponenten ohne HomeKit Unterstützung nichts im Wege steht. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit so in die Homebridge integrierte Geräte auch für Google Home zugänglich zu machen. Die unter Homebridge verfügbare Geräte kann man mit Hilfe eines Plugins in die nativen Smart Home Oberfläche von Google oder Alexa zu integrieren und zu bedienen.

Für die Umsetzung benötigt man einen weiteren Paket auf dem Raspberry Pi parallel zu Homematic- und Phoscon-Installation. Folgende Homebridge Plugins wurden für die Integration mit installiert:

Um zusätzliche Kosten zu sparen, habe ich mich entschieden, die Alexa-Anbindung aus dem Phoscon-Gateway heraus nur für die Lichtsteuerung zu nutzen. Diese Lösung erlaubt es, die Lichter ohne weitere Module direkt über Alexa zu steuern. Das Phoscon-Gateway bietet dafür eine einfache und direkte Verbindungsmöglichkeit. Durch diese Entscheidung bleibt das Setup kosteneffizient, ohne auf Komfort zu verzichten. So kann ich meine Lichter bequem per Sprachbefehl steuern, ohne zusätzliche Geräte oder Kosten einplanen zu müssen.

Smart Home, Setup-Übersicht

Die folgende Grafik zeigt eine Übersicht aller Hard- und Softwarekomponenten sowie deren Zusammenspiel in meinem Smart Home, das ich seit 2016 stetig erweitert habe. In den kommenden Artikeln erwarten euch konkrete Beispiele zur Anbindung, Installation und Konfiguration der einzelnen Systeme.

Die über Homebridge integrierten Komponenten erscheinen sowohl in Google Home als auch in Apple HomeKit und lassen sich dort übersichtlich verwalten. Die Steuerung funktioniert reibungslos und bietet dir vollen Zugriff auf alle Funktionen. So kannst du dein Smart Home komfortabel und flexibel bedienen.

Herzlichen Dank, dass du dir die Zeit genommen hast, meinen Artikel bis zum Ende zu lesen! Ich hoffe, du konntest wertvolle Einblicke und hilfreiche Informationen für dein eigenes Projekt mitnehmen. Es freut mich, mein Wissen und meine Erfahrungen teilen zu dürfen, und ich schätze dein Interesse sehr. Wenn du Fragen, Anregungen oder eigene Erfahrungen hast, hinterlasse gerne einen Kommentar – ich freue mich auf den Austausch. Vielen Dank für dein Vertrauen und viel Erfolg bei deinem Smart-Home-Projekt!

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