Homeremote v2

Die Grundinstallation (vorher):

Die Grundeinrichtung der Wohung sind 5 Fernschalter mit Schwachstromtaster. Ein 12V Trafo liefert den Schaltstrom für die verbauten DDR-Relais.

Das Projekt:

Der RasperryPI wird an eine Relaiskarte angeschlossen und übernimmt die Funktion der Relais. Er sendet 3,3V Strom an die Lichttaster in den  Zimmern und registriert den Tasendruck vom Zimmerschalter.

Zudem bekommt er eine Webcam welche als Überwachungskamera dient. Und einen 433Mhz Sender um Funksteckdosen anzusteuern.

Darüberhinaus wird ein Kippschalter an den Pi angeschlossen, welcher geschaltet wird, wenn ich die Wohnung verlasse.

 

Der PI:

Bei dem Rasperry handelt es sich um einen Handelsüblichen RasperryPI Model B. Er ist mit einem WLAN-Stick an das Interne W-Lan gekoppelt.

Er Taktet mit 700mhz und benötigt keine Kühlung. Als Speicher dient eine 16GB SD-Karte. Die Stromversorgung wird durch ein kleines 5V microusb-Netzteil gewährleistet, welches in einer extra Steckdose unter dem Sicherungskasten angebracht ist.

 

Die Schaltung:

Die Lichttaster in den Räumen werden an den 3,3V Ausgang des RasperryPI geklemmt. Das Rücksignal an entsprechende GPIO-Eingänge.

Das Zimmerlicht wird von den alten DDR-Relais getrennt und direkt an die Relaiskarte angeschlossen (mit dem Leiter). Der 0-Leiter kommt ein eine Brücke (hier mit einer Lüsterklemme realisiert). Beim Umgang mit 220V Spannung ist auf Zugsicherheit und Isolation zu achten. Natürlich haben alle 220V Leitungen den richtigen Querschnitt. Die dünnen Adern auf den Bildern sind nur Schwachstromleitungen.

Die Webcam wird einfach per USB angeklemmt. Da es sich um eine 220V-Schaltung handelt wird das Relais weiter in den Sicherungskasten eingesetzt um Stromfluss bei Berührung zu vermeiden. Zudem ist er auf einer Plastikschiene verbaut um keinen Kontakt mit der Einbauschiene zu provozieren. Der Rasperry PI selbst arbeitet mit max. 5v 2A und kann daher weiter vorn bleiben. Dies kommt der Wartung entgegen.

 

Die Relaiskarte:

Die Überlegung bei der Relaiskarte ist, welcher Schaltzustand bei einem möglichem Ausfall des Rasperry PI am sinnvollsten wäre. Wenn die Relaiskarte keine Stromzufuhr hat, fällt sie in folgenden Schaltzustand:

Alle Zimmerlichter AN (außer Schlafzimmer), Türklingel auf AN und SUM2 auf AN.

Die Bedeutet bei Ausfall der Anlage, kann man mittels "Lichtsicherung" alle Lichter ein oder ausschalten. Fällt nachts mal der Strom aus, wird man nicht geweckt. SUM1 und SUM2 sind zur Sicherheit kaskadiert, beide Relais brauchen den richtigen zustand um zu schalten.

Die einzelnen Ports sind für 250V und 16A ausgelegt. Das ist eine Spannung die eine Glühbirne nicht erreichen sollte. Zudem ist natürlich die normale Sicherung für den Lichtkeis noch vorgeschalten.

SUM1, SUM2 und BELL schalten nur Niederspannungen. Was "SUM" macht, bleibt weiter mein Geheimnis.

 

 

 

Der Leaving-Home-Schalter:

Der Schalter wird einfach unter den Sicherungskasten gedübelt und mit 3,3V des PI verbunden. Das Rücksignal geht ein einen GPIO-Pin. Dieser Rasperry PI wertet den Schaltzustand nicht aus, sondern gibt ihn nur weiter.

 

Das Programm:

Ein C++ Programm läuft in Dauerschleife und checkt die Eingänge nach Signalen ab. Wird ein Signal von einem Taster entdeckt, wird 50ms gewartet und das Signal nocheinmal überprüft. Ist das Signal noch da, wird der Relaiszustand gelesen und Invertiert. Die aktuellen Zustände der Eingänge werden im Sekundenintervall in eine Textdatei auf dem Webserver geschrieben, um den anderem PI das Lesen der Schalter zu ermöglichen.

 

Die API:

Ein kleiner Webserver auf dem Rasperry hat die Berechtigung die GPIO-Schnittstelle zu benutzen. Er kennt jetzt 3 Befehle pro Relaisport:

ON - Anschalten
OFF - Ausschalten
TOGGLE - Umschalten

Zudem kann er den 433mhz Sender ansteuern. Eine PHP-Datei mit dem HomeCode der Steckdosen verwandelt die ID in die korrekte Schaltsequenz. Für diese Funkschalter beherrscht er die gleichen 3 Befehle, wobei er sich den letzten Schaltbefehl für "TOGGLE" merkt. Dieser muss aber nicht unbedingt stimmen.

 

Die Überwachungskamera:

Die Webcam wird mit dem Softwarepacket "Motion" angesteuert. Dieses Paket vergleicht die Webcambilder und lädt bei Bewegung das Bild per W-Lan auf ein NAS. Die Kamera wird per SSH-Protokoll von einem anderen PI Aktiviert oder Deaktiviert (einfach mit starten des Dienstes).