HEIMAUTOMATISIERUNG MIT DEM RASPBERRY PI, FHEM UND Z-WAVE

Update: Das Kit ist jetzt bei Pollin erhältlich, Bitte klicken Sie hier, um es zu kaufen.

Viele Menschen träumen von einem automatischen zu-Hause - einem Haus, das die Heizung selbst einstellt, und hilft Heizkosten zu sparen. Intelligente Lampen die ausgehen wenn keiner im Zimmer ist. Oder - umgekehrt zufällig an und ausgehen um im Urlaub die Einbrecher abzuschrecken.

Bis hin zur Kontrolle mit der eigenen Stimme - Schatz, fahr die Jalousien herunter - ist heute (fast) alles möglich.

Doch wie funktioniert das? Und - kann mir ein Raspberry Pi dabei helfen?

Der Raspberry Pi besitzt zum Glück einen GPIO Port. Dieser stachlig aussehende Port mit 40 Pins hat es faustdick hinter den Ohren, was Erweiterungen anbelangt - hier stehen von Audioplatinen über direkt angesteuerte LEDs bis hin zu hochspezialisierten Roboterplatinen für den interessierten Hobbyisten und professionellen Myriaden von Möglichkeiten zur Verfügung.

Auch im Bereich Home Automation hat der Raspberry Pi daher natürlich einiges zu bieten. Ich möchte heute speziell auf die Z-Wave Platine RaZberry zu kommen. Das klingt fast genau gleich wie Raspberry, wird aber statt mit sp mit Z geschrieben. Diese Z-Wave Platine ermöglicht mit einer Vielzahl von Z-Wave Geräten zu kommunizieren.

Was ist Z-Wave?

Z-Wave ist ein Standard für die Kommunikation von Heimautomatisierungs-Geräten untereinander. Es gibt drei wichtige Besonderheiten bei Z-Wave.

Zum einen: es funktioniert auf 868,4 MHz statt auf 2,4 GHz wie beispielsweise Bluetooth LE. Das 2,4 GHz Band wird neben Mikrowellen und Bluetooth auch standardmäßig vom Funknetzwerk benutzt und ist daher üblicherweise ziemlich voll.

868,4 MHz hat neben dem weniger dicht befunkten Band auch einfach rein physikalisch Reichweitenvorteile. Es kommt so besser durch die Wände und weiter im eigenen Haus.

Zum zweiten baut Z-Wave ein sogenanntes Mesh-Netzwerk auf. Das heißt, dass die an Strom angesteckten Z-Wave Geräte, wie beispielsweise Schaltsteckdosen, das Signal weitervermitteln. Damit können bei geschicktem Netzaufbau selbst längere Strecken oder mehrere Stockwerke abgedeckt werden.

Last but not least ist Z-Wave ein bidirektionales Protokoll. Die Geräte bestätigen, dass sie das Kommando empfangen haben. Falls keine Bestätigung kommt, werden die Kommandos wiederholt. Damit steigt die Sicherheit, wenn man beispielsweise im Webinterface die Lampe ausschaltet, dass sie dann tatsächlich ausgeschaltet wird.

Der RaZberry benutzt einen Sigma Designs ZM5202 Z-Wave Chip, ein sogenanntes Modul der 5. Generation. Damit unterstützt er auch den aktualisierten Standard Z-Wave Plus, der einige Komfortfeatures in Z-Wave mit einbaut.

Was ist FHEM?

Fhem ist eine Open Source Software die von einer deutschsprachigen Community rund um Rudolf König entwickelt und unterstützt wird.

FHEM unterstützt neben Z-Wave auch viele weitere Geräte und Protokolle. So kann man beispielsweise mit der FritzBox kommunizieren und herausfinden, wer im Funknetzwerk angemeldet ist.

In FHEM kann man die Geräte, beispielsweise Funksteckdosen, direkt ein- und ausschalten. Oder auch Sensoren auslesen - ist die Tür offen? Befindet sich jemand im Raum, hat der Passiv-Infrarot (PIR) Sensor reagiert? Wie ist die Temperatur?

Andererseits kann man auch dem eigentlichen Ziel der Automatisierung näher kommen - dazu kann man in FHEM einerseits Geräte miteinander verbinden oder assoziieren, beispielsweise einen Bewegungsmelder und einen Z-Wave Lampensockel. Oder man kann Skripte in FHEM schreiben, die unter bestimmten Bedingungen wie beispielsweise - Feiertag, oder Temperatur sinkt unter 12 Grad Celsius - Kommandos an die angebundenen Geräte schicken.

Der Beitrag von Raspberry Pi Geek und pi3g

Zusammen mit der Zeitschrift Raspberry Pi Geek haben wir ein Z-Wave + FHEM Basiskit entwickelt, in dem ein RaZBerry Modul (das Z-Wave Modul), ein Raspberry Pi 3, und die Software FHEM bereits miteinander kombiniert und startklar eingerichtet sind. Es gibt ein ausführliches Handbuch - an dieser Stelle auch ein riesiges Dankeschön an Ulli Maaß, der uns den Nachdruck seines FHEM Handbuches genehmigte.

Zusätzlich zu dem Basiskit haben wir drei Zubehörkits zusammengestellt - ein Z-Wave Outdoor und Garten Kit, ein Z-Wave Sicherheitskit, und ein Strom und Lichtkit (Power Kit). Diese enthalten ausgesuchte Z-Wave Komponenten und ebenfalls ein ausführliches deutschsprachiges Handbuch.

Unser Z-Wave Basis Kit, sowie die drei Zubehörkits sind exklusiv bei Pollin Elektronik erhältlich.