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Hausautomatisierung mit Raspberry Pi - Folge 2

19.09.2014 | 08:30 Uhr |

Haus- und Heimautomatisierung wird immer populärer – aber es gibt viele Standards und noch mehr Hersteller. Wenn man sich für ein Gesamtsystem entscheidet, ist man meist daran gebunden. Alternativ baut man das Ganze selber, so wie Daniel Böber.

Daniel Böber studiert Medieninformatik, sein Leben dreht sich um Technik, seit er denken kann. Vor allem interessieren ihn Trends und Projekte, die den Alltag erleichtern. Sie noch besser zu machen, ist Herausforderung für ihn. Auf http://siio.de stellt er seine Projekte vor.

In Folge 1 ging es um das Kennenlernen des Minicomputers Raspberry Pi und die grundlegende Inbetriebnahme.

In Folge 2 kommen wir zum eigentlich spannenden Teil: Wir bestücken das Ganze mit der passenden Hardware, die wir dann mit der intuitiven Software Pilight bedienen.

Danach werden wir Funksteckdosen mit dem Smartphone oder dem PC steuern können. Diese Zentrale ist die Grundlage für unser “Smart Home”, denn nun können alle Geräte mit einem Stecker über eine einheitliche Bedienoberfläche an- und ausgeschaltet werden.

Das brauchen Sie für Folge 2:

  • PC-Arbeitsplatz, installiertes Raspberry Pi (Raspbian) mit SSH-Zugriff

  • RF-Sender und -Empfänger (2 bis 15 Euro), über DealExtreme und Conrad

  • Schrumpfschlauch (etwa 6 Euro) über Amazon

  • Kupfer-Schaltdraht (etwa 3 Euro) über Conrad

  • ein Brettchen als Unterlage

  • Verbinder (um die 6 Euro) über Conrad

  • Funksteckdose(n) (3-er Set knapp 30 Euro) über Amazon

  • Lötkolben plus Zinn (12 Euro/Set) über Conrad

Pilight auf dem Raspberry Pi installieren

Hier beschreibe ich Schritt für Schritt, wie Sie Pilight auf dem Raspberry Pi installieren und konfigurieren.

1.  nano /etc/apt/sources.list Sources

Datei öffnen und bearbeiten

2.  deb http://apt.pilight.org/ stable main

am Ende des Textfiles einfügen

3. speichern: Strg+X -> Y(es) -> Enter

4.  apt-get update

ausführen, damit Quellen neu geladen werden

5.  apt-get install pilight

ausführen und damit Pilight installieren

6.  service pilight start
Pilight Start und Stop in der Konsole
Vergrößern Pilight Start und Stop in der Konsole
© Daniel Böber

ausführen und Pilight starten

(Pilight sollte nun auch nach einem Neustart des Raspberry Pi immer automatisch starten)

7. Das WebGUI kann nun via “ http://ip_des_raspberry:5001 ” über einen Browser im Netzwerk angesprochen werden:

Das Web GUI ohne konfigurierte Geräte: Pilight funktioniert!
Vergrößern Das Web GUI ohne konfigurierte Geräte: Pilight funktioniert!
© Daniel Böber

Das WebGUI ohne konfigurierte Geräte. Pilight funktioniert!

8.  service pilight stop

ausführen, um Pilight zu beenden = immer beim Ändern der Konfiguration und Einstellung nötig!

Pilight auf dem Raspberry Pi konfigurieren

1.  cd /etc/pilight

in den Ordner “pilight” navigieren

2.  nano hardware.json

hardware.json öffnen und Pinmappping konfigurieren (siehe Verkabelungs-Grafik im Kapitel Hardware)

Hardware.json-Datei: Pins (1) Empfänger und (0) Sender
Vergrößern Hardware.json-Datei: Pins (1) Empfänger und (0) Sender
© Daniel Böber

3. nach der Bearbeitung spreichern mit Strg-X -> Y(es) -> Enter

4.  nano settings.json

5. settings.json öffnen und in der Datei die Stelle

"config-file": "",
ändern in
"config-file": "/etc/pilight/config.json",

6. nach Bearbeitung speichern mit Strg-X -> Y(es) -> Enter

Gerätecodes auslesen

Verschiedene Steckdosen arbeiten mit herstellerspezifischen Protokollen zur Datenübertragung. Um diese auszulesen und später zu verwenden, bietet Pilight ein eigenes kleines Programm, das mit Hilfe des RF-Empfängers die Codes der einzelnen Steckdosen darstellt. Diese müssen dann nur noch in die Konfigurationsdatei eingefügt werden. Die Verkabelung des RF-Empfängers ist im Hardware-Kapitel beschrieben.

Ein kleines Video soll das Vorgehen verdeutlichen und erleichtern. Wundern Sie sich bitte nicht, dass manchmal verschiedene Codes angezeigt werden. Suchen Sie einfach die Kombination, die häufig auftaucht. Diese ist meist auch die Richtige.

1.  pilight-receive

starten und die Konsole im Auge behalten

2. Nun bewegen Sie die Fernbedienung der Steckdosen (diese sollte die Steckdosen unabhängig auch an- und ausschalten können) in die Nähe des Moduls und drücken An oder Aus.

3. In der Konsole sollte nun etwas ausgegeben werden, das etwa so aussehen sollte:

So könnte eine Ausgabe von Pilight-Receive aussehen
Vergrößern So könnte eine Ausgabe von Pilight-Receive aussehen
© Daniel Böber

Es werden sicher verschiedene Kombinationen angezeigt. Versuchen Sie, die am häufigsten auftretende auszuprobieren.

4. die angezeigten Daten merken (beispielsweise in Textdatei speichern) und mit dem nächsten Schritt weitermachen.

Gerätecodes eintragen und verwenden

Nach dem Auslesen der Codes tragen wir diese in die Pilight Config ein, um sie später mit dem Sendemodul zu verwenden. Dies ermöglicht die Steuerung der Steckdosen über das Raspberry. Wir werden in einem weiteren Tutorial zeigen, wie man beispielsweise einen Temperatursensor einbinden und nutzen kann.

1.  cd /etc/pilight

in den Ordner “pilight” navigieren

2.  nano config.json

config.json öffnen bzw. erstellen und Geräte wie Steckdosen eintragen

3. Den Aufbau der Konfiguration sehen Sie in der Grafik

config.json: Aufbau der Konfiguration
Vergrößern config.json: Aufbau der Konfiguration
© Daniel Böber

4. Eine Beispielkonfiguration gibt es hier zum Download. Wenn Sie sich intensiver mit den unterstützten Komponenten von Pilight befassen wollen, können Sie das hier .

5. Nach der Bearbeitung speichern mit Strg-X -> Y(es) -> Enter

6.  service pilight start

ausführen und Pilight mit neuer Konfiguration starten.

7. Web GUI kann nun via “http://ip_des_raspberry:5001” über einen Browser geöffnet werden.

Die Hardware

Nun kommen wir zu einem Teil, der ein wenig Fingerspitzengefühl erfordert. Es ist grundsätzlich von Vorteil, wenn Sie schon einmal einen Lötkolben in der Hand hatten.

Die Grafik soll Ihnen die Verkabelung erleichtern. Wir halten uns dabei an die bereits beschriebene hardware.json-Konfigurationsdatei.

So sollten die Module verkabelt werden
Vergrößern So sollten die Module verkabelt werden
© Daniel Böber
Das RF-Modul verkabeln - eine kleine Anleitung zum Bau der Module
Vergrößern Das RF-Modul verkabeln - eine kleine Anleitung zum Bau der Module
© Daniel Böber

Pilight auf dem Raspberry Pi starten und testen

Wenn Sie alles richtig gemacht haben, können Sie Pilight mit “service pilight start” starten. Das Web GUI zeigt nun die Geräte aus der Konfigurationsdatei, und es sollte nun auch möglich sein, die einzelnen Steckdosen über den Browser zu schalten.

Das Web GUI mit konfigurierten Geräten. Die Steuerung sollte nun auch funktionieren.
Vergrößern Das Web GUI mit konfigurierten Geräten. Die Steuerung sollte nun auch funktionieren.
© Daniel Böber

Damit sind Sie Ihrer Heimautomatisierung einen Schritt nähergekommen.

Das Gleiche funktioniert auch bei Android/ iOS über den Smartphone-Browser. Die Bilder zeigen, wie Sie sich bei Android eine Homescreen-Verknüpfung erstellen und somit eine eigene App für Ihre Zentrale bekommen.

Auf dem Smartphone eine eigene App für die Home-Zentrale anlegen
Vergrößern Auf dem Smartphone eine eigene App für die Home-Zentrale anlegen
© Daniel Böber

Ein Wort zur Sicherheit: Seien Sie sich bewusst, das JEDER in Ihrem Netzwerk nun die entsprechende Seite aufrufen und Ihre  Geräte steuern kann. Sorgen Sie also für ein sicheres WLAN Kennwort und kontrollieren Sie Ihre Zugriffsmöglichkeiten von außen. 

Ausblick

Als Ausblick will ich hier eine Grafik zeigen, die recht gut verdeutlicht, wie ein funktionierendes Smart Home gegliedert ist und welche Möglichkeiten es bietet. In der Praxis ist es so, dass sich fast all diese Ideen auch mit dem Raspberry Pi realisieren lassen.

Sensoren und Aktoren miteinander vernetzt
Vergrößern Sensoren und Aktoren miteinander vernetzt
© Daniel Böber

Je mehr Komponenten das Netzwerk besitzt, desto komplexer können Automatismen programmiert werden.Und genau darum soll es in Folge 3 auch gehen. Ich werde zeigen, wie man mit Hilfe von Pimatic die Pilight Software mit wenig Aufwand nutzen kann und eigene Bedingungen schreibt. Ein Beispiel: Das Anschalten der Lampe ab 19:00 Uhr oder das Ausschalten aller Geräte beim Verlassen des Zimmers.

Hinweis für alle Bastler:  Wenn auch Sie ein kreatives Projekt entwickelt haben, schreiben Sie uns. Wir würden Ihre Konstruktionen, nützlich oder einfach nur schräg, gern im Hacks-Bereich auf www.pcwelt.de vorstellen. Schreiben Sie an Birgit Götz - bgoetz@pcwelt.de.

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Smart Home - darum geht es.

Smart Home umschreibt einen der vermutlich am stärksten wachsenden Trends der Zukunft: Intelligente Geräte und Haus-Steuerungssysteme, die Ihnen Ihr Leben erleichtern sollen. Denkbar und vielfach bereits erhältlich sind dabei Lösungen wie Einbruchschutz oder Sets zum Stromsparen. Oder Intelligente Systeme zur Hausbelüftung oder Heizungssteuerung. Smart TVs bringen das Internet ins Wohnzimmer und Waschmaschinen lassen sich per App steuern. Über intelligente Stromzähler haben Sie mit einem Blick aufs Smartphone den aktuellen Stromverbrauch im Griff. Sie sehen, die möglichen Anwendungen sind vielfältig. In diesem Themenbereich widmen wir uns dem Thema Smart Home, erklären, wie die Technik funktioniert und wie intelligent vorhandene Lösungen am Markt wirklich sind.

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