Smart Home ist in aller Munde
In Zeiten von Alexa und Google Home ist es für jeden kinderleicht Smart Home Geräte zu kaufen, installieren und verwenden – Die beiden vorstehenden Beispiele dienen dabei in erster Linie zur Steuerung anderer Geräte verschiedenster Hersteller, auf die ich gar nicht erst näher eingehen will – der Markt ist im Moment ziemlich unübersichtlich. Nur eines ist sicher: Alle wollen „Smart Home“ machen. Und für den Kunden soll es einfach sein.
Dabei haben die meisten bekannten Geräte zur Heimautomatisierung mit Cloudfunktion in meinen Augen einen gravierenden Nachteil: Sie müssen mit dem Internet kommunizieren.
Lokale Netze benötigen Vorkenntnisse
Es gibt auch Möglichkeiten zur lokalen Vernetzung von Smart Home Geräten, ohne dabei Daten durchs Internet schicken zu müssen. Deren Einrichtung ist aber weit komplizierter und für Laien meist keine Option.
Nichts desto trotz richtet sich dieser Artikel an genau dieses Publikum. Die Tüftler und Freaks, die ihr Zuhause gerne in ihren Händen wissen.
Möglichkeiten hierfür gibt es viele. In meinem Fall verrichtet OpenHAB seine Dienste im Hintergrund. Ein MQTT-Server bindet Sensoren und Aktoren ins Geschehen ein.
Darauf basiert die vorgestellte Steuerelektronik.
ESP8266 als WLAN-Schnittstelle, AVR als Basis
Kern der Steuerung bildet der weit verbreitete WLAN-Chip ESP8266 in Form eines briefmarkengroßen Moduls ESP8266-12F*, der mit der Open Source Software ESPEasy programmiert wird. Diese Software stellt ein großes Arsenal an Werkzeugen zur Verfügung und ist bereits bestens für viele Hausautomatisierungs-Server ausgelegt – so auch für OpenHAB. Über Skripte können MQTT-Telegramme verarbeitet werden und Steuerein- sowie -ausgänge gelesen bzw. geschaltet werden.
Obwohl dieser Chip theoretisch über ausreichend Rechenpower verfügt, habe ich für die externe Beschaltung noch einen zusätzlichen Controller eingeplant. Ein 8-Bit AVR tut hier unbeirrt von einer eventuell nicht vorhandenen WLAN-Verbindung seine Dienste, womit je nach Programmierung auch eine netzwerkunabhängige Funktion erreicht werden kann.
Der AVR betreibt eine PWM, die einen diskreten Step-Down-Regler für die LED-Beleuchtung ansteuert. Dieser Regler kann bis zu 12 V bei 2 A, je nach vorgeschalteter Versorgung. Die Beleuchtung kann über den Step-Down-Regler auch gedimmt werden.
Außerdem besitzt die Steuerung zwei potentialfreie Eingänge, sowie zwei Open-Drain-Ausgänge, die mit zusätzlicher Hardware verbunden werden können, z.B. mit einem Bewegungsmelder, der die Beleuchtung einschaltet und den Befehl an ein weiteres angeschlossenes Gerät weitergibt.
Momentan schaltet das WLAN-Modul nur digitale Ausgänge, um mit dem Controller zu kommunizieren. Zukünftig ist aber auch eine Kommunikation per I²C denkbar, die Verbindung in Hardware ist bereits vorhanden. So könnte der Dimmer und die Ein- und Ausgänge zusätzliche vernetzte Funktionen erhalten.
Kompakte Bauform für Hutschienen-Gehäuse
Die kompakte Platine passt in ein Gehäuse für Hutschienenmontage mit 1TE Breite, so kann die Steuerung auch im Unterverteiler montiert werden, bei ausreichender Signalstärke des WLANs.
