SmartHome mit FHEM auf einem Raspberry Pi

Einleitung – Die ersten Schritte im smarten Haus

Das Thema SmartHome scheint ja doch langsam zum Trend zu werden und ist in der Tat ein sehr interessantes Thema. Seit einiger Zeit beschäftige mich nun auch mit der Problemstellung, einzelne Steuerungen im Haus zu automatisieren. Dabei geht es mir nicht nur darum, Geräte über ein Smartphone an- oder ausschalten zu können. Ich denke, dass SmartHome erst dann so richtig interessant wird, wenn das Haus bzw. die Technik „selbst mitdenkt“ und vieles automatisch abläuft.

Den absoluten Start von „SmartHome“ hat wahrscheinlich jeder heute auch schon in seiner Wohnung. Meist fängt es an, mit irgendwelchen schaltbaren Steckdosen, dann folgen in der Regel fernsteuerbare Steckdosen oder Lampen und mittlerweile gibt es ja schon zahlreiche Geräte, die man zeitgesteuert bedienen kann. So startet die Spülmaschine zu einer bestimmten Zeit oder die Waschmaschine eingeschaltet, dass sie fertig ist, wenn man nach Hause kommt.

Bei mir ging es dann damit weiter, dass ich mir die schaltbare Steckdosen DECT 200 von AVM geholt habe. Damit kann man zum Beispiel vom Smartphone entsprechende Schaltvorgänge durchführen und auch den Energieverbrauch messen. In Verbindung mit einem Google Kalender kann man die Schaltvorgänge sogar ziemlich flexibel gestalten. Aktuell habe ich drei solcher Steckdosen bei uns im Einsatz.

Die Suche nach der optimalen SmartHome Technik

Wie oben bereits erwähnt, wollte ich aber nicht nur Geräte mittels Smartphone einfach an- und ausschalten können oder über zeitgesteuerte Ereignisse bedienen, sondern bestimmte Abläufe sollte automatisiert werden. Also habe ich mich zunächst ein wenig schlau gemacht und mir die diversen Hersteller in diesem Umfeld angesehen. Einige Energiekonzerne bieten hier ja schon umfangreiche Ausstattungen an. Auch bei Kickstarter Projekten habe ich ein paar interessante Ansätze gefunden. Oft waren mir aber die Möglichkeiten der „fertigen Systeme“ zu eingeschränkt oder hatten sogar den Nachteil, dass zusätzliche Kosten einzuplanen waren, wenn man zum Beispiel von unterwegs die Haustechnik steuern will.

Da ich als gelernter Informatiker keine Angst vor offenen Systemen habe, die vielleicht nicht immer so einfach zu bedienen sind, dafür aber sehr flexibel nutzbar, habe ich mich schließlich mit dem FHEM-System vertraut gemacht und dieses für meine Haustechnik-Umgebung als Basis verwendet.

Hierbei handelt es sich um einen Perl-Server der frei verfügbar ist und von einer lebhaften Community entwickelt wird. In einem umfangreichen Forum und einem FHEM Wiki findet man zahlreiche Hilfestellungen.

Das FHEM System aufsetzen

Zu Beginn hatte ich eine FHEM Installation auf meiner Fritzbox getestet. Auf Grund einiger Einschränkungen – insbesondere auch durch neuere Fritzbox Betriebssysteme – habe ich mich aber dann schnell für eine Installation auf einem Raspberry Pi entschieden. Neben dem kleinen Minirechner benötigt man dann noch ein Steuergerät, damit die Funkinformationen zwischen zu den einzelnen Geräten (Aktoren / Sensoren) durchgeführt werden kann. Hier gibt es u.a. eine fertige Lösung von der Firma busware.

Auf die eigentliche Installation möchte ich hier gar nicht weiter eingehen. Im Netz findet man enstprechende Anleitungen mit ein wenig Basiswissen von Linux und ein paar Programmierkenntnissen hat man den Server schnell aufgesetzt.

Aktoren und Sensoren zur Haussteuerung

Damit man diverse Geräte im Haus ansteuern oder Messdaten empfangen kann benötigt man entsprechende Aktoren bzw. Sensoren. In Verbindung mit dem FHEM System sind sogenannte FS20 oder Homematic Bauteile wohl sehr verbreitet. Ich habe mich für die Homematic Bauteile entschieden, da sie u.a. den Vorteil haben, dass sie auf gesendete Aktionen mit einem Ergebnis antworten (bi-directional).

Streng genommen bin ich noch ganz am Anfang, was unsere Haussteuerung mit FHEM und Homematic angeht. Im Rahmen unseres Küchenumbaus habe ich die Rolladen in der Küche mit Elektromotoren ausgestattet und entsprechende Rolladenaktoren verbaut. Darüber hinaus habe ich drei Steckdosen mit Schaltaktoren versehen und im Flur dann auch noch eine Kreuzschaltung für die Flurbeleuchtung mit entsprechenden Geräten umgebaut. Dies ist übrigens ein durchaus kniffliges Unterfangen, wird aber im Blog von Jörg sehr gut erklärt.

Schließlich habe ich noch meine drei Fritz DECT Steckdosen eingebunden und auch meine Sonos Geräte in Küche, Bad, Wohnzimmer und Arbeitszimmer sind in das System eingebunden. Eine HomeMatic „Fernbedineung“ mit 6 Tastern habe ich mir dann auch noch gegönnt, damit meine Frau bei Bedarf die Gerätschaften in der Küche auch ohne PC oder Smartphone ansteuern kann. Damit lassen sich schon einige Prozesse automatisieren.

Die Programmierung der Haussteuerung mittels Perl

Das FHEM System arbeitet auf Basis von Perl. Eine vielleicht etwas gewöhnungsbedürftige interpretierte Programmiersprache, aber im Prinzip relativ einfach. Nachdem die diversen Aktoren vom Server meist automatisch erkannt werden, kann man mit der Programmierung von diversen Steuerungsprozessen beginnen. Hierzu können diversee Module für die jeweiligen Aktoren und Sensoren genutzt werden. So kann man auf Zeitereignisse reagieren Wetterinformationen einbinden oder auch Google Kalendereinträge zu Steuerung benutzen.

Aktuell habe ich bei mir folgende Aktionen umgesetzt:

• Sobald es draußen Dunkel wird, werden die Rolladen herunter gefahren
• Sind meine Frau oder ich zu Hause und es wird Dunke, dann werden im Wohnzimmer ein paar Lampen eingeschaltet
• Wird der Fernseher über die Fernbedienung abends ausgeschaltet, dann wird anschliessend die gesamte MultiMedia Anlage stromlos geschaltet, das Licht im Wohnzimmer ausgeschaltet und im Flur geht das Licht an
• Wenn alle das Haus verlassen haben, werden sämtliche Steckdosen, Lampen und Sonos Geräte ausgeschaltet
• Zu vordefinierten Weckzeiten wird geprüft, ob es hell genug ist. Dann werden die Rolladen hoch gefahren, ansonsten gehen in der Küche ein paar Lampenketten.
• Zu den Weckzeiten werden zusätzlich in Bad, Küche und Wohnzimmer die Sonos geräte auf SWR3 eingestellt und gestartet
• Sobald es morgens hell genug ist werden die Rolladen hoch gefahren und evtl. das Licht ausgeschaltet
• Kommt man abends im Dunkeln nach Hause, geht das Flurlicht an. Dies wird mittels Geofence App auf den Smartphones gesteuert
• Über meine Smartwatch Pebble bekomme ich Statusinfos mittels Pushover App und kann natürlich auch Geräte direkt ansteuern
• Im Urlaub wird das Flurlicht zufällig geschaltet und die normale Schaltung beim Aufstehen und abends wird angepasst, so dass zB. keine Lichter angehen

Darüber hinaus habe ich erste Tests mit einer Sprachsteuerung durchgeführt. Aktuell bin ich dabei ein altes Android Tablet als Schaltzentrale zu verwenden. Hierzu habe ich mich im Moment für die Dahboard Funktion von FHEM entschieden. Es gibt auch noch eine Möglichkeit einen sogenannten Floorplan zu nutzen. Hierbei könnte man zum Beispiel die Räume seiner Wohnung als Grafik hinterlegen und die Schalter entsprechend positionieren.

In meinem Dashboard habe ich dann auch die Anzeige von Geburtstagsterminen integriert sowie den Müllkalender, den ich aktuell in einen Google Kalender importiert habe. Zusätzlich wird über ein Wettermodul das Wetter der nächsten Tage angezeigt.

Die Frontend-Gestaltung ist auch das einzige Manko, welches ich aktuell bei der FHEM-Lösung sehe. Es gibt zwar mehrere Ansätze von einigen Entwicklern, aber eine wirklich komfortable Benutzeroberfläche als Haus-Zentrale gibt es aus meiner Sicht noch nicht wirklich.

Demnächst werde ich noch weitere Rolladen bei uns im Haus umrüsten und auch noch ein paar Steckdosen und Schalter umbauen. Sobald unsere Heizungsanlage erneuert werden muss, kommt dann auch noch die Steuerung unserer Fußbodenheizung dran. In diesem Fall werden dann auch spätestens Fenstersensoren zum Einsatz kommen. Es gibt also noch jede Menge Dinge, die sich automatisieren lassen und es wird sicherlich noch weitere Geräte geben, die man in die Haussteuerung einbinden lassen.

Wenn Interesse besteht, gehe ich gerne auch nochmal ausführlicher auf die eine oder andere Steuerung ein. Sobald sich wieder etwas Neues tut in meinem SmartHome, werde ich euch auf jeden Fall davon berichten.