Smart Home: Umstieg von HomeMatic zu OpenHAB

Smart Home: Umstieg von HomeMatic zu OpenHAB

In diesem Artikel möchte ich meine eigenen Erfahrungen im Bereich der Hausautomation beschreiben. Mit diesem Post mache auf keinen Fall die Werbung für die hier beschriebenen Systeme. Ich werde auch nicht alle von mir implementierten Lösungen im Detail beschreiben, weil die Beschreibung jeweiliger Lösung wird die Größe dieses Artikels haben. In diesem Artikel werde auf Möglichkeiten des jeweiligen Systems zu beschränken, dessen Automatisierungsfunktionen und -szenarien betrachten. Ich hoffe, dass die hier vorgestellten Fakten und Gedanken jemanden helfen, neue Lösungen und interessante Ideen zu entwickeln, die (hoffe ich) auch auf dieser Webseite beschrieben werden.

Penny — «Here’s a question: Why?»
Guys — «Because we can.»

Big Bang Theory, Season 1, Episode 9

Teil 1: Homematic

Vor einigen Jahren habe ich entschieden, mein Haus zu automatisieren. Zu dem Zeitpunkt, als ich mit der Automatisierung begann, analysierte ich diverse Lösungen zur Hausautomatisierung. Beim Vergleich aller möglichen Systemen zur Hausautomatisierung fiel die Wahl auf die HomeMatic. Es gibt zu diesem Thema viele Artikel im Netz, aber ich werde hier kurz erläutern, woran ich mich bei der Auswahl orientiert habe. Ich habe die auf dem EIB/KNX-Bus basierenden Systeme sofort ausgeschlossen, weil die Verkabelung der KNX-Schiene ziemlich kostenintensiv war. Dementsprechend habe ich meine Wahl nur auf drahtlosen Lösungen und Systeme und auf Systemen, die schon vorhandene Verkabelung nutzen, beschränkt. Betrachtet habe ich folgende Systemen: HomeMatic und FS20 von ELV, EnOcean, XControl von Möller (jetzt EATON) und Control4/ZigBee.

Control4 wurde aufgrund des frischen und manchmal auch fehlerhaften Protokolls und des gesamten Systems weggelassen. Es gab noch nicht viele Geräte mit diesem Protokoll. Die vorhandenen Geräte waren zudem auch ziemlich teuer.

EnOcean hat ein Vorteil: für Wandschalter waren keine Wandbatterien nötig, die erzeugen Energie mit dem piezoelektrischen Effekt während des Knopfdrucks. Aber zu dieser Zeit gab es keinen Steuercomputer, oder ich konnte den einfach nicht finden. Mittlerweile ist es möglich, die EnOcean-Geräte mit einem speziellen Adapter in Homematic zu verwenden.

FS20 ist der Vorgänger von HomeMatic. Es gab da keine Kanalverschlüsselung. Zudem war das Design der Wandschalter, wie man so sagt, fragwürdig.

Es bleiben nur HomeMatic (später einfach HM) und XControl. Die Entscheidung wurde nach dem Besuch der Light&Building-Messe in Frankfurt getroffen, wo auch der Gateway für XContol für 1500 € vorgestellt wurde. Das Gateway bei HM kostete damals 500 € und einen Monat später fiel der Preis auf 180 €. Ich habe mich endgültig für Homematic entschieden.

Homematic Grundlagen
Bei HomeMatic handelt es sich um ein Hausautomationssystem der Firma eQ-3. Geschichtlich ist dieses als Nachfolgesystem von FS20 des gleichen Herstellers zu sehen, auch wenn beide in einigen Dingen grundverschieden sind. HomeMatic nutzt z.Bsp. ein bidirektionales Funkprotokoll namens BidCoS, das nicht kompatibel mit dem des FS20-Systems ist. Über Lösungen von Drittherstellern (z.Bsp. IP-Symcon oder Cux-Daemon) ist es mittlerweile aber möglich, beide Systeme miteinander zu verbinden.

Dies ist gerade für Umsteiger interessant, müssen doch nicht gleich alle Komponenten durch neue HomeMatic-Varianten ersetzt werden. HomeMatic wird vom Hersteller nicht primär als Bastelsystem verstanden, weshalb im Gegensatz zu FS20 nur wenige Bausätze existieren und sich eine Integration in eigene Lösungen als schwierig erweisen. Auch hier könnte eine Kombination mit entsprechenden FS20-Komponenten durchaus sinnvoll sein.

Der Schwerpunkt des Systems liegt im Funkbereich, wenngleich es die wichtigsten Komponenten auch als drahtgebundene Varianten gibt. Hier dient der so genannter RS485-Bus als Kommunikationskanal, der neben der 24V (+/GND) Stromversorgung über zwei zusätzliche Adern (A/B) angebunden wird. Im drahtgebundenen Bereich gibt es sowohl Komponenten für die Montage im Schaltschrank (Hutschiene) als auch als Unterputz-Variante. Im Funkbereich existieren Komponenten für normale Steckdosen (Zwischenstecker), Zwischendecken, Unterputz und Aufputz sowie neuerdings auch für die Hutschienenmontage.

Kern des Systems bildet die HomeMatic-Zentrale, die über weitreichende Steuermöglichkeiten verfügt. Programmiert über einen normalen Web-Browser lassen sich damit komplexe Automationen realisieren, die z.Bsp. mit FS20 so nicht möglich wären. Für den Einsatz der drahtgebundenen Komponenten des Systems ist die CCU1 zwingend nötig, bietet sie doch derzeit als einzige Zentrale den erforderlichen Bus-Anschluss. Aber auch ohne CCU1 lässt sich HomeMatic bereits in den eigenen vier Wänden einsetzen. Nahezu alle erhältlichen Funk-Empfänger lassen sich mittels so genannter Direktverknüpfungen mit entsprechenden Sendern verbinden. So lassen sich mit einer Fernbedienung bequem sämtliche Lichter von von der Couch aus ein-, ausschalten oder auch dimmen. Diese Kombination bietet gegenüber den billigeren Baumarktlösungen zunächst keinen Vorteil. Interessant wird es aber, wenn man dann, je nach verfügbaren Budget, in eine CCU oder den USB- bzw. LAN-Adapter investiert. Mit allen drei Modulen lassen sich die Direktverknüpfungen konfigurieren und den eigenen Wünschen anpassen. So kann man z.Bsp. einstellen, wie lange das Licht eingeschaltet bleiben soll, bevor es automatisch wieder ausgeht, kann eine Treppenhaussteuerung- oder ein sanftes Dimmen von Lampen realisieren. Mit der CCU1 hat man darüberhinaus weiterreichende Steuerungsmöglichkeiten, die man eigens programmieren kann. So kann z.Bsp. das Haustürlicht automatisch bei Dämmerung eingeschaltet werden oder die Rolläden im Sommer runterfahren, wenn es draußen zu warm wird.

Das System lässt sich jederzeit durch den modularen Ansatz erweitern. Aktuell sind Komponenten aus folgenden Bereichen erhältlich: FernbedienungenSchalten und DimmenSicherheit sowie Wetter und Klima. Seit Einführung des Systems im Jahre 2007 hat sich eine große Community gebildet, die durch viel Eigenengagement viele nützliche Erweiterungen zu Tage gebracht hat. Neben Steuerungsmöglichkeiten via Android basierenden Smartphones gibt es u.a. zahlreiche Erweiterungen für die CCU1, die diese z.Bsp. um eine EMail-Funktion erweitert oder via Telnet oder FTP erreichbar macht. Auch kommerzielle Anbieter haben das Potenzial von HomeMatic erkannt und bieten mit IP- Symconhomeputer oder ebrixx interessante Produkte an, die die Funktionalität des Systems immens erweitern können. Seit einer der letzten Firmwareversionen ist es nun auch auf einfachste Weise möglich, via dem Webportal „Meine HomeMatic“ weltweit und sicher auf das Eigenheim zuzugreifen, um z.Bsp. die Heizung von unterwegs einzuschalten. Auch mit BlueId ist ein solcher Zugriff via Handy möglich.

Hardware – Auswahl und Installation

Die gekauften Komponenten mussten zunächst im Haus installiert werden. Hier ist das Anstecken eines Steckdosen-Zwischensteckers natürlich einfacher als der Umtausch eines Unterputz-Lichtschalters, im Großen und Ganzen verlief die Installation aber problemlos. Es sollte nur überprüft werden, ob es eine Null in den Schaltern gibt. Glücklicherweise wurde dies zum Standard, somit waren Null und Erde in allen Schaltern vorhanden. Über die Zeit habe ich immer mehr Komponenten eingebaut uns so das System erweitert.

Software

Die Bedienoberfläche der HomeMatic Steuerzentrale CCU2 bietet viele Möglichkeiten und ist klar und übersichtlich. Geräte sind darüber schnell angelernt und Namen und Gruppen zugewiesen sowie erste Grundeinstellungen vorgenommen.

Die Programmierung erfolgte über die Webschnittstelle der CCU-Steuereinheit (mittlerweile CCU3) und ist durchaus erträglich – mit der Maus im Browser klicken und das Programm ist fertig.

Um ein Programm zu erstellen, soll wie folgt vorgegangen werden:

  • Ein Ereignis auswählen, der die Ausführung des Programms startet. Dies kann ein vorübergehendes Ereignis und/oder eine Änderung des Status eines Geräts sein.
  • Auswählen, was passieren soll. Z. B. Bad.Licht auf EIN setzen oder LUA-Skript ausführen.
  • Speichern

Grenzen von Homematic

HomeMatic Komponenten können super miteinander verknüpft werden, die Einbindung anderer Systeme und Technologien ist aber nur umständlich und eingeschränkt möglich. Wenn das Homematic-Protokoll offen wäre, könnten die Chinesen den Preis der Geräte auf durchschnittlich 20 Euro (oder weniger) pro Gerät senken. Geräte aus eQ3 kosten in Deutschland durchschnittlich 50 Euro (mit Ausnahme der zentralen Steuerung für 180 Euro, die wird aber nur einmal für das ganze Haus benötigt). Ich habe zudem festgestellt, dass ich auf Basis von Homematic kein schönes „Web-Front-End“ erstellen kann.

An dieser Stelle wollt ich vermerken, dass das HomeMatic-System einen durchweg positiven Eindruck bei mir hinterlassen hat, ich erkannte jedoch, dass ich die Grenzen von HM erreicht habe. Somit brauche ich eine andere Steuerzentrale, die unabhängig von den Komponentenherstellern ist, weil neben den klassischen Produktsortimenten wie HomeMatic auch andere Aspekte des Heims mit einbezogen werden müssen. Z. B. das Sonos-Boxensystem, Samsung TV, das Smartphone oder der Googlekalender – Dutzende abgeschlossene Systeme spielen in der Wohnung eine wichtige Rolle und müssen bei der Automatisierung berücksichtigt werden.

Einfaches Beispiel
Ich möchte zum Beispiel, dass die Rollläden automatisch geschlossen werden, wenn die Deckenleuchte im Raum eingeschaltet wird und es draußen bereits dunkel ist. Und umgekehrt, wenn die Rollläden geöffnet werden (wenn es draußen hell ist), sollte das obere Licht ausgeschaltet und die Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet werden. Vorausgesetzt, der Rollladenaktor ist ZWave, die Deckenleuchte ist KNX und die Hintergrundbeleuchtung besteht aus mehreren farbigen Philipps Hue-Lampen. Um diese zu realisieren, sollten diese Komponenten miteinander „kommunizieren“.

Die Umsetzung des obenbeschriebenen Beispiels ist leider mit HM nicht (bzw. sehr umständlich) möglich. Auch andere Systemen zur Hausautomatisierung wie Samsung, Apple oder Google bieten individuelle Lösung zur Verbindung von Systemen an, an der Integration mit anderen Systemen sind diese aber zumeist nicht interessiert. Eine unabhängige Lösung ist nötig. Eine der solchen Lösungen ist Openhab.

Teil 2: Openhab

Wieso openHAB?

openHAB implementiert einen einzelnen Daten-Bus, d. h. es ist möglich, die Geräte mit unterschiedlichen Protokollen in einem einzigen Netzwerk zu verbinden, sodass der Benutzer von jeweiligen verwendeten Protokoll abstrahiert wird. Somit kann nur eine Steuerung (z. B. eine App auf einem Smartphone) verwendet aber eine beliebig komplexe Logik zwischen den einzelnen Geräten implementiert werden.

Was unterscheidet das openHAB von den Anderen?

In weiteren Artikeln werde ich openHAB mit anderen Systemen ausführlich vergleichen. Hier schreibe ich nur die wichtigsten Aspekten.

  1. OpenHAB hat sich schon seit längerer Zeit entwickelt und ist jetzt voll einsatzbereit. Aus meiner persönlichen Erfahrung kann ich sagen, dass es sehr wenig Zeit braucht, um sich da einarbeiten. Und danach funktioniert es tatsächlich so, wie es sein soll. Jetzt ist mittlerweile die zweite Generation des Systems fertig, die auf dem Eclipse SmartHome-Framework basiert.
  2. Dies ist ein Open Source-Projekt. Dies bedeutet, dass der gesamte Code von Programmierern aus aller Welt erstellt wird, die sich für das Thema IoT und für die Schaffung eines einheitlichen Smart-Home-Systems interessieren. Dieser Code ist im GitHub-Repository verfügbar.
  3. Aufgrund dessen, dass das System ein Open Source-Projekt ist, unterstützt openHAB jetzt etwa 50 (fünfzig!) verschiedene Protokolle der „smarten“ Geräte. Darunter sind z. B. ZWave, KNX, EnOcean, Multimedia-Systeme wie Sonos, XBMC-Kino, Samsung SmartTV und viele andere.

Wie funktioniert openHAB?

OpenHAB ist ein spezieller Server, der auf jedem Computer mit jedem Betriebssystem laufen kann (bei mir ist es z. B. RaspberryPi). Die gesamte Installation ist sehr einfach und besteht aus dem Entpacken der Server-Distribution und der Installation von Java Virtual Machine. Als Nächstes beginnt der Prozess des Erstellens und Optimierens von dem smarten Zuhause.

OpenHAB ist ein sehr flexibler Konstruktor. Basierend auf der OSGi-Technologie können Sie jedes einzelne Plug-in (Binding, Bindung) im laufenden Betrieb konfigurieren, ohne den gesamten Server neu starten zu müssen.

Eine Bindung (Binding) in openHAB ist die Verbindung zwischen einem bestimmten Geräteprotokoll (z. B. Homematic, Samsung Smart TV usw.) und einem einzelnen openHAB-System. Der Benutzer kann im openHAB nur die Bindungen installieren, die er benötigt. Wenn Sie beispielsweise nur ZWave und Phillips Hue haben, benötigen Sie nur zwei Bindungen. Nach dem Einrichten der Verbindung zwischen jeweiligem Gerät und der entsprechenden Bindung kann das System über einfache Befehle, die von dem Geräteprotokoll abstrahiert sind, mit dem kommunizieren, wie z. B. EIN / AUS-Befehle zum Ein- / Ausschalten, UP / DOWN zum Öffnen / Schließen usw. In Zukunft wird es möglich sein, mit nur solchen abstrakten Befehlen sehr komplexe Skripte zu erstellen und, euer eigenes Zuhause automatisieren.

Fazit und wie es weiter geht

In diesem Artikel habe ich versucht, euch ganz kurz das Grundlegendste zu erzählen, wieso ich auf Openhab umgestiegen bin und was uns das Openhab-Projekt bringt. OpenHAB bietet wirklich sehr interessante Möglichkeiten, sein Zuhause smart zu machen, ohne sich auf die Auswahl der Geräte und die Protokolle zu beschränken. Die Dokumentation und das komplette Diskussionsforum werden in Englisch geführt. Der Grund dahinter ist für mich natürlich nachvollziehbar. Nach meiner persönlichen Erfahrung kann ich sagen, dass die Automatisierung mit openHAB natürlich nicht ohne Nachteile ist, aber dennoch ist eine sehr aufregende Aktion. In weiteren Artikeln werde ich schreiben, wie ich openHAB eingerichtet habe und wie ich da alle meine Homematic-Geräte zum laufen gebracht habe. Wenn Sie Fragen oder Vorschläge zum Thema des nächsten Artikels haben, würde ich gerne diese in den nächsten Artikeln auch erläutern.

 

 

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