Smarthome

Zuerst dachte ich "was für ein Quatsch, was macht es schon für einen Unterschied wie ich mein Licht an oder aus schalte?". Ganz im Gegenteil, erst das Handy suchen damit ich das Licht einschalten kann?

Die meisten System die sich als "Smart Home" verkaufen machen nichts Besonderes. Es wird oft nur der Lichtschalter in eine App verlegt - was eigentlich eine ziemlich dumme Idee ist, denn so muss ich mein Telefon suchen, entsperren, die App starten, warten bis sie sich aktualisiert hat, den Button für das gewünschte Licht suchen und dann, endlich, habe ich Licht. Die Hardware-Alternative: klick, Licht ist an.
Klar, theoretisch könnte ich das Licht von der Couch aus steuern, aber da habe ich selten mein Telefon dabei und muss sowieso aufstehen.

Eines Tages im Herbst aber kaufte ich eine farbige LED von Ikea und fand es sehr angenehm abends eine warme Beleuchtung zu haben. Im Lauf der Zeit kamen neue Birnen und Sensoren hinzu und inzwischen habe ich ein recht umfangreiches Sortiment an Geräten die mit den verschiedensten Methoden angebunden sind.

 

Home Asssistant - MQTT einrichten

MQTT - eine zentrale Instanz zum Austausch von Nachrichten


Um die verschiedensten Geräte miteinander kommunizieren lassen zu können wurde MQTT entwickelt. Es handelt sich um ein textbasiertes Protokoll bei dem durch kurze Nachrichten Befehle oder Statusmeldungen ausgetauscht werden. Das Programm welche die Kommunikation steuert wird "Broker" genannt.


Diese Nachrichten sehen etwa so aus: "/Schalter/Bad/Licht/Status" könnte die Meldung enthalten welchen Zustand der Lichtschalter im Bad hat. Die Lampe im Bad könnte diese Nachricht empfangen und,wenn der Status auf "AN" steht sich einschalten. Dadurch wird die physische Verbindung zwischen Schalter und Lampe getrennt und durch diese logische Verknüpfung ersetzt. Der Vorteil ist dass dann andere Teilnehmer einfach auch nur diese Nachricht schicken müssen und damit die Lampe im Bad ein- und ausschalten können.


Meist senden die Teilnehmer erheblich mehr Informationen als man benötigt, hier ist eine Nachricht eines Schalters:


20:19:51 MQT: tele/sonoff210/STATE = {"Time":"2018-04-10T20:19:51", "Uptime":1, "Vcc":3.238, "POWER":"OFF", "Wifi":{"AP":2, "SSId":"ByteBox", "RSSI":86, "APMac":"C8:0E:14:AA:EE:50"}}

Home Asssistant kann daraus die notwendingen Informationen ziehen indem es eine Art Parser darauf anwendet, in diesen habe ich mich aber noch nicht genug eingearbeitet.


Einrichtung des Brokers


Die Installation erfolgt über den Add-On-Schirm gemäß der Anleitung und verursachte bei mir keine Probleme. Eine Rückmeldung der Form "Ok, alles ist eingerichtet" wäre schön gewesen, aber offenbar reicht das Ausbleiben von Fehlern als "alles ist gut" aus.


Die Konfiguration kann im Schirm angepasst werden, dazu dient ein YAML-Segment:


{
"plain": true,
"ssl": false,
"anonymous": true,
"logins": [
{"username": "YOUR_USERNAME", "password": "YOUR_PASSWORD"}
],
"customize": {
"active": false,
"folder": "mosquitto"
},
"certfile": "fullchain.pem",
"keyfile": "privkey.pem"
}

Für den Anfang kann man das so übernehmen, ich habe allerdings anonyme Logins gleich abgeschaltet und ein Passwort vergeben. 


Um per Home Assistant auf diese Komponente zuzugreifen müssen diese Einträge in die configuration.yaml:


mqtt:
broker: core-mosquitto
username: YOUR_USERNAME
password: YOUR_PASSWORD

 


Einrichtung eines Schalters


 Um einen Schalter zu definieren trägt man in der configuration.yaml in der Sektion "switch:" einen solchen Block ein. In meinem Fall handelt es sich um einen Sonoff-Schalter mit aufgespielter Tasmota-Firmware.


  - platform: mqtt
name: "Sonoff 210"
state_topic: "stat/sonoff210/POWER"
command_topic: "cmnd/sonoff210/POWER"
availability_topic: "tele/sonoff210/LWT"
payload_on: "ON"
payload_off: "OFF"
payload_available: "Online"
payload_not_available: "Offline"
retain: true

Der Name ist Freitext und wird so angezeigt.


Im state_topic und command_topic werden die Begriffe eingegeben die man im Schalter konfiguriert hat. So habe ich bei einem meiner Schalter zum Testen die IP mit integriert so dass er nun "sonoff210" heißt und auch überträgt.


Die Payload-Einträge sind die Werte die vom Schalter gesendet werden. 


"retain" gibt an ob der letzte Wert nach einem Neustart gleich wieder gesetzt werden soll oder ob der Schalter als "undefiniert" geführt wird.


Was bei mir nicht zu funktionieren scheint ist der "state_topic". Ich hatte gehofft dass man mit diesem den Zustand des Schalters abfragen kann, habe das aber bisher noch nicht geschafft. 


 


 

hass.io - Konsolenzugang via SSH

hass.io - Konsolenzugang via SSH


Hin und wieder muss man tiefer in das System einsteigen als die Oberfläche erlaubt. Dazu stellt hass.io einen Zugang via Kommandozeile zur Verfügung.


Achtung! Dieser Zugang ist keine vollwertige Shell, viele Kommandos funktionieren nicht!


Auch dieses Modul wird über den Add-On-Schirm installierung und kann dort eingerichtet werden.


HA AddOnsWithSamba


Um den Zugang zu kontrollieren gibt es zwei Möglichkeiten: einfach via Passwort, oder über eine Schlüsseldatei. Der Zugang via Passwort ist unsicherer da es erraten werden kann, der Zugang via Schlüssel ist deutlich sicherer.


TODO: Erzeugen des Schlüssels beschreiben

Home Assistant: Samba einrichten

Home Assistant: Windows-Zugriff mit Samba


Da viele Konfigurationseinstellungen in .YAML-Dateien abgelegt werden macht es Sinn die Dateistruktur des Raspberry für den Windows-PC zur Verfügung zu stellen. Das geschieht mit der Samba-Erweiterung.


Glücklicherweise ist das einfach einzurichten und die Anleitung gibt alle notwendigen Schritte vor.


Man wählt einfach im Add-On-Schirm "Samba Share" aus und installiert dieses. 


HA AddOns


Im Konfigurationsschirm müssen dann noch gegebenenfalls die Gruppe und Passwörter definiert werden, aber normalerweise sollte nach kurzer Zeit der PC einen Netzwerkpartner "HASSIO" sehen. Darin befinden sich verschiedene Verzeichnisse - interessant sind primär "config" - hier befinden sich alle Konfigurationsdateien und "share", hier legt man allgemein genutzte Dateien ab. 

Home Assistant - Installationsbericht

Installation von Home Assistant - mein Bericht

Vorteile

Der Hauptvorteil von Home Assistant ist dass alles lokal bei mir im internen Netz abläuft. Ich kann zwar einen Zugang nach außen öffnen wenn ich das will, aber das ist nicht zwingend notwendig. Insbesondere ist mir wichtig dass die Steuerbefehle bei mir bleiben. Damit sind die Daten geschützt und ein Ausfall der Cloud des Anbieters (wie 2017 bei HomeMatic geschehen) legt nicht meine gesamte Wohnung lahm. Auch muss ich nicht befürchten dass nichts mehr funktioniert wenn der Hersteller pleite gehen sollte.

Der Betrieb läuft über einen kleinen Raspberry Pi - dieser kostet um die 40€, und nicht wie viele Zentralen hundert von Euro. 

Nachteile

Die Konfiguration ist, wenn sie nicht automatisch läuft, nicht sehr einsichtig. Insbesondere setzen die Hilfen und Anleitungen viele Dinge voraus. Wer weiß schon sofort was ein MQTT broker ist und wofür man ihn braucht? Außerdem ist das Format leider sehr anfällig. Mein Editor hat einmal Tabs statt Leerzeichen in die Konfiguration eingefügt, und schon hagelte es Fehler.

Hilfen sind meist in Englisch. Das ist zwar für mich kein Problem, könnte aber für andere etwas unhandlich sein.

Es gibt zwei große Varianten: Home Assistant als Programm auf einer normalen Linux-Installation, und "hass.io" das einiges einfacher macht, aber gewisse Einschränkungen und Unterschiede zur normalen Installation beinhaltet. Ich verwende hass.io und bin schon auf ein paar Probleme gestossen die mich daran zweifeln lassen ob die Wahl richtig war.

Die Darstellungsmöglichkeiten an sich scheinen mir etwas spartanisch zu sein. Ich hätte gerne eine intuitive Oberfläche - idealerweise mit Karte der Wohnung - habe aber bisher nur die Möglichkeit gefunden Schalter einzurichten.

Installation

Die Installation verlief absolut unkritisch. Nach Anleitung das Image heruntergeladen, auf eine SD-Karte kopiert und den Raspberry damit gestartet. Die Ersteinrichtung dauert sehr lange, bei mir war es etwa eine halbe Stunde. Während dieser Zeit habe ich die fritz!Box über den neuen Bewohner informiert und ihm eine feste IP zugewiesen.

Wie im ersten Kurzbericht erklärt erkannte das System meinen Tradfri-Gateway automatisch und ich konnte sofort die Lampen steuern. Auch die Funktionen die ich vorher nicht gefunden habe wie "Einstellen der Farbe" sind inzwischen verfügbar und funktionieren. Ich weiß nicht ob diese Funktion später hinzukam oder ob ich einfach zu blöd war sie zu finden. Allerdings wird der Ikea-Beweungsmelder immer noch nicht erkannt.

Die Steckdose über die die Fritzbox das Radio ansteuern kann wurde nicht gefunden, genausowenig wie die fritz!box selbst. Dazu musste ich auf der Komponentenseite erst einmal das passende Modul suchen und installieren, aber auch das funktionierte dann sofort. Leider kann das Modul bisher nur die Dosen steuern, den Thermostaten erkennt es nicht. Es gibt eine Diskussion zu dem Thema, aber ich habe es noch nicht geschafft die notwendigen Komponenten zu installieren da hass.io hier etwas merkwürdig aufgesetzt ist - mir fehlt zum Beispiel das "sudo"-Kommando. Vermutlich ist es abgeblockt um übereifrige Benutzer mit gefährlichem Halbwissen über Linux (mich) daran zu hindern das System zu zerstören.

Seit ein paar Tagen kann sich Home Assistant offenbar nicht mehr bei der fritz!box anmelden so dass auch die Steuerung der Steckdose unmöglich ist. Woran das liegt kann ich nicht sagen.

Oberfläche

Die Oberfläche sieht relativ aufgeräumt und übersichtlich aus.

HA HauptschirmDie rot umrandeten Kreise oben stellen Sensoren dar. Bei der Installation wird der Sonnenstand und das Wetter am vordefinierten Standort überwacht - das Wetter merkwürdigerweise über einen norwegischen Dienst. Warum weiß ich nicht, und ob und wie das zu ändern wäre habe ich nichts gefunden.

Dann folgen die verschiedenen Gruppen - meistens Lampen. Hier kann man die Lampen einzeln oder gruppiert schalten. Das erste Panel ("Config validating") ist eine Meldung die man auch selbst erzeugen kann - meiner Meinung nach ist das zu unauffällig. Unter "Automation" werden automatische Vorgänge angezeigt die man hier deaktivieren kann. So habe ich testhalber einen Mechanismus erzeugt der die Lampe im Wohnzimmer anschaltet wenn die Sonnu untergeht und ich zu Hause bin.

SmartHomePanel

Das Panel "Lights" scheint die Gruppen dazustellen die ich in der App von Ikea definiert habe - ich habe es noch nicht geschafft diese auszublenden. Dadurch sind diese doppelt vorhanden.

Allerdings finde ich die Darstellung nicht besonders übersichtlich. Es ist etwas besser als in der Ikea-App da ich hier alles auf einen Blick habe, aber ich würde mir die Darstellung lieber in einem Wohnungsplan wünschen, so wie rechts. Ob die Räume farbig sein müssen sei mal dahingestellt, das hat mir gefallen als ich die Demo machte. Inzwischen finde ich es eher ablenkend.

Es wäre aber denkbar durch die Farbgebung zu kennzeichnen ob das System erkennt dass sich in dem Zimmer jemand aufhält. Nicht etwa weil ich vergesse wo ich bin, aber ich würde die Lichter gerne so steuern dass sie sich ausschalten wenn keiner im Zimmer ist. Die Farbe wäre dann eine Rückmeldung um Fehler zu erkennen.

Natürlich benötigt das entsprechende Sensoren, und nach diesen muss ich erst noch schauen. Und auch, ob ich das überhaupt will.

Schön ist dass keine besondere App notwendig ist. Home Assistant läuft als Webserver und man kann ihn von jedem Gerät bedienen das Zugriff auf mein WLAN hat.

Konfiguration 

Die Konfiguration variiert zwischen "super einfach" zu "Häh? Was zum Geier muss ich tun?".

So war es gar kein Problem anhand meines Telefon zu erkennen ob ich zu Hause bin. Ich habe es aber nicht geschafft einfache Dinge zu erledigen wie die automatisch erzeugte Gruppe "Lights" oder die Ikea-Fernbedienungen auszublenden. Letzte habe ich dann in einen versteckten Reiter geschoben - nicht ideal, aber erst einmal aus den Augen.

Ich fange mal an eine eigene Kategorie für die verschiedenen Elemente zu füllen.

Vergleich von Smartplug-Geräten

Vergleich von Smartplug-Geräten

Im Laufe der Zeit habe ich einige Steckdosen für das "Smarthome" ausprobiert und möchte sie jetzt direkt miteinander vergleichen.

Gruppenbild meiner Steckdosen
Gruppenbild meiner Steckdosen

 

(Bild wird nachgereicht)

Funksteckdosen


Ganz am Anfang hatte ich einige Funksteckdosen im Einsatz. Eine Fernbedienung und drei Steckdosen kosteten je nach Markt, Angebot und Tagesform zehn bis zwanzig Euro. An den Steckdosen war aber auch überhaupt nichts smartes, um sie in ein Smarthome einzubinden muss ein separates Sendemodul gebaut werden.


Bewertung


Diese Art der Steuerung war billig und früh verfügbar, das ist meiner Meinung nach alles was für sie spricht. Die Sicherheit wird nur durch eine einstellbare Adresse und durch die schwache Sendeleistung der Fernbedienung gewährleistet - theoretisch kann sich ein Nachbar das gleiche Set kaufen und die Kontrolle über die Steckdosen übernehmen. Zur Einbindung in ein Smarthome-System war zusätzliche Hardware notwendig, nämlich ein Sender an einem Raspberry oder Ähnlichem.


Je nach Modell muss für ein unabhängiges Schalten die Fernbedienung verwendet werden - ich hatte aber auch ein Set an dem die Steckdosen selbst auch noch einmal einen separaten Schalter hatten.

 

WLAN-Steckdose von Obi


Über die WLAN-Steckdosen von Obi habe ich bereits berichtet. Es handelt sich um Schaltsteckdosen mit einem ESP8266-Controller über den sie in das WLAN eingebunden werden können. Normalerweise verbinden sie sich über das Internet mit einem Server in China der über eine App gesteuert werden kann. Das ist natürlich datenschutztechnisch nicht gerade clever.
Glücklicherweise kann man die Firmware der ESPs relativ einfach gegen Tasmota austauschen und die Steckdose dann lokal via MQTT steuern. Das habe ich bei mir auch gemacht und hatte acht bis zehn Steckdosen im Einsatz.


Theoretisch kann man die weiteren Pins des ESPs dazu benutzen Sensoren anzuschließen und entweder deren Werte via MQTT zu verarbeiten oder auch direkt den Schalter zu beeinflußen. So würde aus dieser Steckdose eine eingenständige Lampe mit Bewegungsmelder, oder ein einfacher Thermostat der die Heizung oder den Lüfter bei einer bestimmten Temperatur einschaltet. Auch einfache Timer und andere Dinge sind im Gerät selbst speicherbar - Tasmota ist ein echtes "smartes" Gerät, nicht nur ein Schalter mit WLAN-Anbindung.


Bewertung


Mit Tasmota und Home Assistant waren die Steckdosen relativ einfach zu bedienen und sehr zuverlässig. Mir ist nur eine aus unbekannten Gründen kaputt gegangen, anstelle lange nach dem Fehler zu suchen habe ich sie einfach weggeworfen. Da die Steckdosen im WLAN angemeldet sind belegen sie natürlich auch eine IP-Adresse und dümpeln etwas störend in der Geräteliste meiner fritz!Box herum, aber das ist nicht wirklich ein Problem.


Hauptnachteil ist dass die Steckdosen sehr groß sind. In einer Steckdosenleiste belegen sie so viel Platz dass selbst ein einfacher Eurostecker nur noch mit Mühe in den Platz daneben eingesteckt werden kann. Dafür ist der Ein-Aus-Schalter gut zu erreichen.


Weiterhin muss man einen MQTT-Server haben um die Dosen steuern zu können. Dieser ist in den meisten Smarthome-Systemen nicht enthalten und muss nachgerüstet werden. Das bedeutet auch dass eine Steuerung via Alexa, Siri oder Google Home und wie sie alle heißen mögen so einfach nicht möglich ist.


WLAN benötigt vergleichsweise viel Strom, aber da die Steckdosen immer an einer Leitung hängen ist dies egal. Ob sich der Verbrauch auf der Stromrechnung abzeichnet ist schwer zu sagen.

/smartplug zwave

Steckdosen mit ZWave-Sender


Einen komplett anderen Ansatz verfolgen die Steckdosen die über Z-Wave angesprochen werden. Die Steuerung erfolgt hier über das Z-Wave-Netzwerk, ein WLAN ist nicht vorhanden oder notwendig.


Zwei ähnliche Steckdosen habe ich bereits verglichen.


Die Preise lagen bei ca 50€ für die Dose von Fibaro bzw. 30€ für die von Neo Coolcam. Zumindest Fibaro ist normalerweise teurer, inzwischen sehe ich sie aber auch für unter 50€.


Bewertung


Im Großen und Ganzen bin ich mit diesen Geräten sehr zufrieden, und sie stellen auch sehr viele Informationen zur Verfügung. So kann man anhand des Energieverbrauchs beobachten und automatisieren ob ein Gerät eingeschaltet ist oder nicht. 


Z-Wave erfordert aber ein weiteres Modul (in meinem Fall ein USB-Stick am Raspberry) und ist den verschiedenen Assistenten nicht bekannt. Es gibt aber ein Modul das auch diese Integration unterstützt - ich kann aber nichts dazu sagen da ich es nicht habe.


Die Dosen haben einen eigenen Schalter, man ist also nicht auf eine externe Anwendung angewiesen um sie nutzen zu können.


Die Anmeldung über Z-Wave hakelt aber gerne etwas. So brauchte es mehrere Anläufe die Dosen in mein Netzwerk einzubinden. Nachdem die Dosen aber einmal erkannt waren hatte ich keine Probleme mehr.


Sehr gut finde ich die Größe. Die Dosen sind nur wenig größer als ein DIN-Stecker und es ist in der Regel problemlos möglich mehrere Steckdosen in eine Leiste zu packen.

smartplug Osram

Osram Smart+

Diese Stecker gab es einmal im Sonderangebot für um die zwanzig Euro - inzwischen sind sie regulär zu diesem Preis zu erhalten. Ich habe mir mal drei bestellt und an verschiedene Geräte angeschlosen.

Sie lassen sich über den Hue-Hub anbinden und steuern. Dort wird auch ein Name vergeben über den man sie über kompatible Assistenten wie Google oder Alexa steuern kann.

Außerdem hat die Steckdose einen separaten Schalter über den man das angeschlossene Gerät schalten kann.

Bewertung

Die Einrichtung war etwa trickreich da mein Hue-Hub die Dosen nicht erkannte. Erst als ich über "Hue Essentials" die Erkennung angestossen hatte konnte ich sie einbinden.

Leider werden sie als "Lampe" eingestuft. Wenn man also eine Automation hat die alle Lampen durchläuft sind auch diese Steckdosen betroffen. Auch in Home Assistant sind sie darum nicht in der Gruppe "Switch" (also Schalter) sondern "Lights" zu finden. Das wiederum führt dazu dass einige Bedienelemente wie Dimmer und Ähnliches erscheinen die keinen Sinn machen.

Ansonsten bin ich sehr zufrieden mit den Geräten. Sie sind deutlich wertiger als die Dosen von Obi oder die Z-Wave-Geräte. Allerdings ist auch hier das Gehäuse sehr groß und blockiert die Steckdosen neben sich.


Tradfri Stecker

Ikea Stecker


Noch billiger als die Osram-Steckdosen sind die Tradfri-Geräte von Ikea. Es hat allerdings lange gedauert bis sie auch in Deutschland verkauft wurden. Der Preis von zehn Euro ist allerdings etwas trügerisch, denn man benötigt mindestens eine Fernbedienung um die Dose beim Gateway anzumelden und sie ohne eine Automation zu benutzen. Der Schalter kostet aber nur sechs Euro, also insgesamt 16€.

Der Hub stuft sie auch als Steckdose ein, im Gegensatz zu den Osram-Dosen.

Das funktioniert aber absolut problemlose und auch Google konnte die Dose sofort ansteuern.

Ich habe versucht die Dosen direkt bei dem Hue-Hub anzumelden, das hatte aber noch keinen Erfolg.


Bewertung

Die Größe ist OK, aber in die meisten Steckdosenleisten lassen sich keine zwei Tradfri-Adapter nebeneinander stecken. 

Das Einzige was mich an diesen Geräten stört ist dass sie keinen integrierten Schalter haben. Da man aber sowieso ein Bedienelement braucht um die Dosen am Hub anzumelden und der einfache Ein/Ausschalter nur sechs Euro kostet ist das immer noch die billigste Methode der Steuerung. Zur Not kann man den Schalter direkt auf die Steckdose kleben. Allerdings muss man bedenken dass dieser Schalter eine Batterie benötigt!

   

 

 

Fazit

Am besten finde ich im Moment die Dosen von Ikea, auch wenn man dazu noch separate Schalter benötigt. Die einfache Einbindung und problemlose Verwendung machen diese Dose zu meinem Favoriten.

In der Tat bin ich so angetan von diesen Dosen dass ich überlege beim nächsten Ikea-Besuch genug Exemplare zu kaufen um alle Obi-Dosen zu ersetzen, denn abgesehen von der Größe irritiert mich die Tatsache dass die TASMOTA-Steckdosen einen Webserver enthalten und in meinem LAN angemeldet sind. 

Schade ist dass es den Schalter nur in einer Farbe gibt. Speziell wenn man mehrere Geräte schalten möchte benötigt man so irgend eine Form von Beschriftung.

Wer genaue Informationen über Verbrauch und Status des angeschlossenen Gerätes benötigt ist mit der Steckdose von Neo Coolcam am besten bedient. Die 30€ habe ich aber nur bei Bestellung in China oder von größeren Mengen gesehen.

Auch wenn Platz ein Problem darstellt sind diese Adapter ideal - aber bitte an das notwendige Z-Wave-Modul denken!

 

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