Smart Home Use Cases - Part 3

Fensterkontakte

Beim Hausbau stand die Überlegung im Raum direkt vom Fensterbauer Fenstersensoren einbauen zu lassen. Der Kostenfaktor sprach dann aber dagegen. Ich habe also nur vom Elektriker ein Kabel an allen Fenstern vorbei ziehen lassen und habe dann von da aus eigene Reed-Kontakte an den Fenstern und der Haustür montiert.
Sie sind nicht unsichtbar, aber auch Gästen fallen sie in der Regel nicht auf.

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Use Cases

Es gibt da den häufig genannten Fall: Heizung runter regeln wenn Fenster auf.
Das ist in meinem Fall eher unsinn. Eine Fußbodenheizung ist dazu viel zu träge. Außerdem ist die Heizung autonom und nicht in meiner Haussteuerung integriert.

  • Ich nutze sie um an der Haustür eine LED rot leuchten zu lassen, wenn noch ein Fenster auf ist oder grün wenn alle geschlossen sind. Damit kann man beim Verlassen des Hauses auf einen Blick sehen ob wirklich alle Fenster zu sind.

  • Der Rolladen an der Terrassentür fährt automatisch auf, wenn man die Tür öffnet, bzw fährt gar nicht erst runter, sofern die Tür geöffnet ist. So sperrt einen die Sonnenautomatik nicht aus.

  • Durch das Öffnen der Haustür geht sofort das Licht im Flur bzw. Außen an, so steht man auf keinen Fall im Dunkeln auch wenn die Bewegungsmelder einen noch nicht erkannt haben.

  • Und als Gimmick: Wenn die Terrassentür geöffnet ist (wir also im Garten sind) und es klingelt an der Haustür, dann blinken die Lampen an der Terrasse zweimal kurz auf.

Musikbox für Kind 2

Das Ziel

Das Ziel ist eine Box zu haben, die gegenüber Kassette und CD einfacher in der Bedienung ist und dazu auch noch robuster. Sie soll auch in Version 2 weiterhin ohne Display auskommen und nur die notwendigsten Tasten und keine beweglichen Teile haben.

Version 1 vs Version 2

Während ich in Version 1 noch auf Teile gesetzt habe, die gerade vorhanden waren, verwende ich in Version 2 nur Teile die es so auch zu kaufen gibt. Außerdem werde ich diesmal etwas detaillierter auf die einzelnen Schritte eingehen, damit ein Nachbau einfacher möglich ist. Außerdem sind die Komponenten so verschraubt, dass auch ein Sturz oder ein Schütteln problemlos ist.

Die Hardware

Hier sind die verwendeten Komponenten:

Die meisten Teile sind von Drittanbietern bei Amazon und kosten sehr wenig. Man benötigt nur genug Zeit, weil teilweise 6 Wochen Lieferzeit normal sind. Die meisten Teile findet man so oder so ähnlich natürlich auch im örtlichen Elektronikfachgeschäft.

Zusammenbau

Als erstes habe ich eine Kiste aus Holz gebaut. Dazu im Baumarkt 6 Teile zusägen lassen. Die Maße in meinem Fall sind ca 25 x 15 x 15 cm. Das ganze sieht dann in verleimt, gebohrt und lackiert so aus:

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Der Deckel ist verschraubt, um die ganzen Teile unterzubringen und um auch später noch leicht an alles zu kommen um ggf. Reperaturen vornehmen zu können.

Nun habe ich auf dem Boden die Powerbank mit Lochband fixiert und verschraubt. Genauso die beiden Lautsprecher. Den Raspberry habe ich an die Rückwand und den RFID Leser an die rechte Seite geschraubt.

/images/2017/musikbox2.jpg

Im Bild außerdem zu sehen ist unten in der Mitte der Daumengroße Verstärker. Dieser wird direkt aus dem Raspberry mit 5V versorgt.
Die PIN Belegung der GPIO Ports des Raspberry findet man über Google.

Auf der Powerbank liegend sieht man noch die USB Soundkarte mit der Ground Loop und dem Klinke-Adapter. An der linken Seite ist der Ein-/Ausschalter. Die LED des Schalters geht auf einen Port auf dem Raspberry, damit nach dem Hochfahren die LED blinkt um so den “gestartet” Zustand zu signalisieren.

Vollständig verkabelt inklusive der Taster sieht das ganze dann so aus:

Die Taster sind jeweils an GND und einen entsprechenden Pin verkabelt. Das wird dann in der Software definiert.
Aktuell sind folgende (physische, nicht GPIO) Pins definiert und belegt:

  • Pin 11 (IN): Play/Pause
  • Pin 12 (IN): Lauter
  • Pin 13 (IN): Leiser
  • Pin 15 (IN): Nächster Titel
  • Pin 16 (IN): Vorheriger Titel
  • Pin 3 (OUT): LED des Ein/Ausschalters. Signalisiert durch blinken, dass das Programm bereit ist

Software

Als erstes das Raspbian Image von der offiziellen Seite runterladen (die Version ohne den grafischen Desktop) und auf eine SD Karte schreiben. Ich verwende eine 32GB Karte, da darauf auch die Musik gespeichert wird.
Nach dem Hochfahren an einem Monitor als erstes sudo raspi-config ausführen und dort folgende Punkte erledigen:

  • Expand Filesystem
  • Enable SSH
  • Enable auto login

Nun mit sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf die WLAN Konfiguration öffnen und dort folgenden Block hinzufügen/bearbeiten:

network={
        ssid="wlan name hier eintragen"
        proto=RSN
        key_mgmt=WPA-PSK
        pairwise=CCMP
        group=CCMP
        psk="wlan kennwort hier eintragen"
}

Nun sollte nach einem sudo reboot der Raspi starten und sich ins WLAN verbinden. Man kann nun mit SSH (von Windows per Putty) darauf zugreifen und benötigt keinen Monitor mehr.

MPD als Musik Daemon einrichten

Dafür habe ich folgende Anleitung von Seite 1 verwendet. Dort kann man auch nachlesen, wie man PULSE anstatt ALSA als Audio Output verwendet. Bei mir funktioniert der Standard aber problemlos.
Die /etc/mpd.conf sieht bei mir in der audio_output Sektion folgendermaßen aus:

audio_output {
    type            "alsa"
    name            "My ALSA Device"
    mixer_type      "software"      # optional
}

Mit mpc sollte man nun lokal den MPD steuern können. mpc add "Ordner/Datei.mp3" und anschließendem mpc play sollte man ein Audiofile abspielen können.

Über add muss der Pfad relativ zum in der mpd.conf definiertem Musikverzeichnis sein.

Samba für den Netzlaufwerk Zugriff einrichten

Dazu mit dem Befehl sudo apt-get install samba samba-common den Samba Dienst installieren.
Dann mit sudo nano /etc/samba/smb.conf Einträge für die Freigaben hinzufügen. Ich habe 3 Freigaben angelegt. Eine für die Musikdateien, eine für die Playlists und eine für die Anwendung:

[music]
    comment = Musik
    browseable = yes
    path = /var/lib/mpd/music
    guest ok = yes
    writeable = yes
    create mask = 0644
    public = yes
    directory mask = 0755
    force user = pi
[playlists]
    comment = Playlists
    browseable = yes
    path = /var/lib/mpd/playlists
    guest ok = yes
    writeable = yes
    create mask = 0644
    public = yes
    directory mask = 0755
    force user = pi
[app]
    comment = Home
    browseable = yes
    path = /home/pi/raspimusic
    guest ok = yes
    writeable = yes
    create mask = 0644
    public = yes
    directory mask = 0755
    force user = pi

Berechtigungen auf den jeweiligen Ordnern vergeben mit
sudo chown -R pi:pi /var/lib/mpd/music/

Meine Applikation

Bei RaspiMusic handelt es sich um eine .NET Konsolenanwendung die mit Hilfe von mono auf Linux läuft. Durch die Einbindung von der GPIO Bibliothek kann man damit aus C# direkt auf die Input und Output Pins zugreifen um darüber die Buttons abzufragen und die LED zum blinken zu bewegen.

Voraussetzung:

Nun einen Ordner im home Verzeichnis anlegen: mkdir raspimusic
In diesen die exe und dll Dateien von RaspiMusic kopieren.

Starten lässt sich das ganze dann mit
sudo mono /home/pi/raspimusic/RaspiMusic.exe

Muss mit sudo ausgeführt werden, da sonst kein Zugriff auf die GPIO Ports möglich ist.

Um die Anwendung beim Starten automatisch zu laden fehlt noch, es über das Profil zu laden. Dazu das Profil bearbeiten mit sudo nano /home/pi/.profile. Dort ganz am Ende dann folgende Zeile einfügen:
sudo mono /home/pi/raspimusic/RaspiMusic.exe

Getestet werden kann nun mit sudo reboot. Anschließend sollte die LED im Ein/Ausschalter nach ca. 30sek anfangen zu blinken. Die Anwendung wartet jetzt auf eine Eingabe. Diese erfolgt durch halten einer RFID Karte an den Kartenleser. Dieser “tippt” dann die Seriennummer ein und bestätigt mit ENTER. Um was zu hören muss natürlich eine Playlist mit der Seriennummer angelegt werden, z.B. 0005555555.m3u


Wenn ihr Fragen oder Anregungen habt, kontaktiert mich gerne per Mail oder Twitter.

Smart Home Use Cases - Part 2

Wasserzähler

Ich habe einen Standard Wasserzähler der pro Liter eine kleine Scheibe dreht auf der sich ein Metallplättchen befindet.
Dafür habe ich mir einen Näherungssensor zugelegt. Diesen habe ich professionell mit einem Winkel und Kabelbinder befestigt:

/images/2017/smarthome_usecase2_wasser.jpg

Hier im Loxwiki gibt es eine Anleitung um das ganze in Loxone einzubinden.

Use Cases

Zum einen kann damit der Gesamt- als auch der Tageswasserverbrauch gemessen werden.

Wenn sich das Haus im “Alle Abwesend” Modus befindet, lasse ich mich benachrichtigen wenn während dessen das Wasser läuft. So kann man z.B. einem Wasserschaden vorbeugen.

Außerdem lässt sich so über eine Logik erkennen ob geduscht wird und darüber dann die Abluft der Heizungsanlage hoch regeln. Die Logik ist zum Beispiel etwas in der Richtung:

  • Wasser läuft länger als 3 Minuten UND
  • es ist morgens zwischen 6 und 7 UND
  • Licht im Bad ist an

Smart Home Use Cases - Part 1

Bewegungsmelder

Es gibt zu diesem Thema verschiedene Meinungen, ob man sie nun nur draußen, nur in Fluren oder überall braucht.
Wir haben sie überall, in jedem Raum, den Fluren und auch draußen.
Bei den Drinnen-Modellen handelt es sich bei mir um diese kleinen Modelle:

/images/2017/smarthome_usecase1_pm.jpg

Sie sind klein, geräuschlos (kein Klackern, verwenden statt Relais einen Open Collector Ausgang) und nahezu unsichtbar, da sie keine LEDs enthalten. Bestens für jeden Raum geeignet. Außerdem haben sie einen Helligkeitssensor um die aktuelle Helligkeit im Raum zu messen.

Use Cases

Zunächst mal natürlich das offensichtliche:
In den meisten Räumen schaltet das Licht automatisch beim Betreten ein, sofern es entsprechend dunkel genug ist.

Und auch wenn man irgendwo manuell Licht einschaltet, dient der Bewegungsmelder dazu, nach z.B. 30 Minuten ohne Bewegung das Licht auszuschalten. So wird kein Licht vergessen.

In der Küche steuert der Bewegungsmelder außerdem morgens auch das Radio und schaltet es zur Frühstückszeit automatisch bei Betreten ein und nach kurzer Zeit auch wieder aus, wenn niemand mehr im Raum ist.

Ein Gimmick ist dann noch die Benachrichtigung auf den Fernseher, wenn der “Kinder-Nacht-Modus” aktiv ist und jemand im Flur im Obergeschoss rum läuft.

Smart Home - Konfiguration

Software

Die Software für Loxone gibt es gratis zum Download hier.
Hier verwaltet man die gesamte Infrastruktur und die Programmierung. Man findet im folgenden Objektbaum u.a. vordefinierte Zeiten, Räume, Benutzer, Merker (Variablen) und ganz unten auch die angebundenen Erweiterungen:

/images/2017/smarthome_konfig1.jpg

Die daran angeschlossenen Ein-/Ausgänge bzw. Geräte können dann auf die einzelnen Seiten gezogen werden und dort mit weiterer Logik verknüpft werden.
Um zum Beispiel einen Taster mit einer Lampe zu verknüpfen zieht man sowohl den Eingang des Tasters auf eine Seite, als auch den Ausgang an dem die Lampe hängt.

/images/2017/smarthome_konfig2.jpg

Nun möchte man ja nicht die ganze Zeit den Taster gedrückt halten damit das Licht leuchtet. Daher greift man auf vorhandene Bausteine zurück. Zum Beispiel den Lichtbaustein oder für ein einfaches Beispiel auf einen Schalter:

/images/2017/smarthome_konfig3.jpg

Im Simulationsmodus kann man das ganze dann direkt in der Software ausprobieren, auch ohne vorhandene Hardware:

/images/2017/smarthome_konfig.gif