Arduino im Smart Home – HowTo Teil 1: Das steckt dahinter

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Wer sein Zuhause in ein Smart Home verwandeln möchte, in welchem die Lampen bei anbrechender Dunkelheit automatisch dimmen und die Jalousien bei Sonneneinstrahlung rechtzeitig beschatten, noch bevor der Raum zu stark aufheizt, benötigt eine Menge Technik. Trotz Open-Source-Lösungen wie FHEM, welche einen günstigen Einstieg in die Welt der Home Automation z.B. per Raspberry Pi ermöglichen, kommen bei den meisten Anwendern dennoch vorzugsweise Sensoren und Aktoren von Herstellern wie HomeMatic oder EnOcean zum Einsatz, die das Technikbudget des ambitionierten Bastlers schnell sprengen können.

Trotz hoher Anschaffungskosten stößt man als Anwender dennoch recht häufig auf technische Einschränkungen, da gewünschte Komponenten der präferierten Marke entweder nicht oder teilweise nur zu horrenden Preisen vertrieben werden. Umstände, welche in der Blogserie “Arduino im Smart Home – HowTo” zum Anlass genommen werden sollen, um das schlummernde Smart-Home-Potenzial der enorm günstigen und beliebten Arduino-Plattform aufzuzeigen. Nachfolgend wird dabei die Frage einleitend geklärt, was einen Arduino aus Smart-Home-Sicht so attraktiv macht und wie erste Projekte mit vertretbarem Aufwand in Angriff genommen werden können.

Arduino – Unbegrenzte Smart-Home-Möglichkeiten

Arduino” ist der Standard einer quelloffenen Plattform, die sowohl Soft- als auch Hardware definiert (Wiki-Infos). Die wohl bekannteste Arduino-Hardware-Plattform ist der Arduino Uno, welcher mittlerweile von unzähligen Anbietern (Affiliate-Link) für teilweise bereits weniger als zehn Euro vertrieben wird.

Arduino Uno

Er bildet mit seiner Vielzahl an Pins in Form von 14 digitalen Ein-/Ausgängen und 6 weiteren analogen Eingängen die Grundlage für Komponenten, die im Smart Home als Sensoren und Aktoren angesteuert werden können. So lässt er sich bspw. einsetzen, um Fensterkontakte oder Bewegungsmelder (digitale Sensoren) anzubinden, die Temperatur oder Luftfeuchtigkeit (analoge Sensoren) zu messen, Verbraucher zu schalten (digitale Aktoren) und bspw. LEDs zu dimmen (PWM-Aktoren).

Günstige Sensoren und Aktoren im Zehnerpack

Der Clou daran: Der Großteil an Sensoren und Aktoren ist zu einem Spottpreis im Centbereich bzw. einstelligen Euro-Bereich erhältlich und oftmals im 10er-Pack normal günstiger, wie z.B.:

Sensoren und Aktoren für Arduino

Prototypische Installation der Komponenten

Für erste “Gehversuche” können die gewünschten Komponenten zum Teil direkt über Steckbrücken (Affiliate-Link) mit den Pins des Arduino verbunden werden.

Steckbruecken

Wird für den Aufbau ein umfangreiches Setup genutzt, können auch sogenannte Steckplatinen (Affiliate-Link) eingesetzt werden. Die auch Breadboards genannten Experimentierplatinen ermöglichen durch ihre vertikal bzw. horizontal verschalteten Kontakte komplexe Verdrahtungen, so dass eine Vielzahl an elektronischen Bauteilen auf einmal mit dem Arduino verbunden werden kann.

Breadboard

Programmierung der Hardware

Damit die Hardware auch das tut, was von ihr erwartet wird, müssen die gewünschten Funktionen auf den Mikrocontroller des Arduino-Boards geschrieben werden. Der Atmel AVR-Mikrocontroller aus der megaAVR-Serie, welcher einen Arduino gewöhnlich antreibt, besitzt eine Taktrate von 16 MHz. Was erst einmal nach wenig klingt, ist für den vorgesehenen Anwendungszweck aber mehr als ausreichend und hat zudem den Vorteil, dass ein Arduino wenig Hitze entwickelt und sehr wenig Strom konsumiert, was (zu einem gewissen Grad) sogar den mobilen Einsatz per Akku ermöglicht.

Zur Programmierung wird die quelloffene Arduino-Software (auch Arduino IDE “Integrated Development Environment” genannt) eingesetzt, welche für alle gängigen PC-Plattformen (Windows, Mac OS X und Linux) zur Verfügung steht. Programmiert wird dort in C bzw. C++, wobei erste Erfolge auch ohne umfangreiche Programmierkenntnisse in kurzer Zeit durch vorgefertigte Programme, auch Sketches genannt, erzielt werden können. (Wer sich die Perl-Programmierung in FHEM zutraut, sollte nach kurzer Eingewöhnung auch hier keine allzu großen Probleme haben.)

Arduino-Software

Kommunikation mit der Smart-Home-Zentrale

Das Ganze wird gerade dann interessant, wenn der Arduino als Mittelsmann zwischen den an ihm angeschlossenen Komponenten und dem Smart-Home-Server in Form von FHEM oder Loxone eingesetzt wird und auf diese Weise ein bidirektionaler Datenaustausch stattfinden kann. Hier stehen verschiedenste Möglichkeiten zur Verfügung, deren Vor- und Nachteile ebenfalls in nachfolgenden Blogbeiträgen behandelt werden sollen. Dazu zählen vor allem die Übertragung per

  • Ethernet (LAN bzw. WLAN) z.B. per UDP-Protokoll
  • RS485
  • KNX

Arduino als Gateway weiterer Smart-Home-Standards

Zusätzlich kann der Arduino aber auch selbst als Gateway zwischen der Smart-Home-Zentrale und den verschiedensten einzusetzenden Smart-Home-Standards genutzt werden. Dazu gehören unter anderem:

  • DMX
  • OneWire
  • RS485
  • Modbus (ähnlich RS485)
  • RS285
  • Bluetooth
  • Funk (z.B. 434 Mhz, 2,4 Ghz)
  • Infrarot

Denkbar ist dabei auch, dass ein kabelgebundener Arduino, welcher “direkt” mit der Smart-Home-Zentrale verbunden ist, selbst wiederum als Gateway für weitere kabellose Arduinos fungiert, so dass diese auch mit der Zentrale interagieren können.

Arduino im Dauereinsatz

Funktioniert nach abschließendem Testing mit Breadboard und Steckbrücken alles nach Plan, kann die neue Installation dauerhaft im Smart Home Einzug halten. Dazu lassen sich die prototypisch realisierten Schaltungen mithilfe von Streifenrasterplatinen (Affiliate-Link), passenden Kopfleisten (Affiliate-Link) und Befestigungsschrauben (Affiliate-Link) sowie dem Einsatz eines Lötkolbens in eine permanente Umgebung bringen, die direkt auf dem Arduino Platz findet und damit eine Einheit bildet. Um noch einen Schritt weiter zu gehen, können über Tools wie Fritzing sogar eigene passgenaue Leiterplatten (PCB-Boards) designt werden, welche von günstig von Firmen hergestellt werden können (mehr Infos dazu in einem folgenden Blogpost der Serie).

Wer möchte, kann seinen Arduino jetzt noch in einem passenden Gehäuse (Affiliate-Link) unterbringen bzw. hoffen, dass sich 3D-Drucker bald auch bei Endanwendern durchsetzen und ein passendes Gehäuse dann – hoffentlich bald – per Rapid Prototyping selbst herstellen.

Aus meinem täglichen Leben

Obwohl ich mich erst seit Kurzem intensiver mit dem Thema Arduino auseinandersetze, konnte ich bereits Testaufbauten mit verschiedenen Sensoren und Aktoren umsetzen und den Datenaustausch zwischen Arduino und Loxone bzw. FHEM per UDP-Mitteilungen realisieren, was ich in den kommenden Blogposts als HowTo-Anleitungen zum Nachbau verständlich machen möchte.

Arduino mit Breadboard

Besonders fasziniert mich dabei, dass man durch die Vielzahl an zur Verfügung stehender Pins sehr viele (verschiedene) Sensoren und Aktoren an nur einem Arduino betreiben kann und so exakt die Funktionalität erhält, die man benötigt.

Hinzu kommt, dass sämtliche Komponenten (gerade auch Sensoren) zu einem lächerlich günstigen Preis – meist aus Fernost – geordert werden können. Vieles gibt es sogar per Prime-Versand, wobei ich die Komponenten bisher zumeist bei günstigeren Marketplace-Anbietern erworben habe. Das Einzige, was dabei etwas stört, ist die Tatsache, dass man teilweise einige Wochen auf die Bestellung warten muss, da viele Elektronikbauteile direkt aus Asien versendet werden.

Apropos Einfuhr aus Nicht-EU-Staaten: Bis zu einem Warenwert von 22 Euro ist jede Sendung einfuhrabgabefrei, d.h. es fallen weder Zoll noch Einfuhrumsatzsteuer an. Obwohl ich bereits recht viele Komponenten geordert habe, konnte ich diese Grenze bisher immer unterschreiten. Zur Not kann auch einfach die Bestellung gesplittet werden, da Versandkosten zumeist sowieso nicht anfallen.

Weiter geht es in der Blogserie mit HowTo Teil 2: Bewegungsmelder per UDP an Loxone anbinden.

38 Kommentare
  1. Was ich nicht – evtl. kommt das später – herausgelesen habe, ist ob Du einen Arduino Zentral Einsetzt oder mehrere dezentral direkt an den Sensoren? Bei einem Zentralen Arduino kommt schnell das Problem mit Leitungslängen zu den Sensoren zum tragen.

    Ich bin gespannt ob Du was zu knixuino schreiben wirst…

    1. Hi Thomas,
      diese Frage habe ich bewusst offen gelassen, da ich noch nicht viel Erfahrung damit habe, wie stark sich die Leitungslänge tatsächlich auswirkt. Hast du evtl. konkrete Infos zur Hand?

      Mein jetziger Plan – der durch neue Erkenntnisse stetig im Wandel ist – sieht so aus, dass ich mindestens in jedem Raum einen Arduino betreiben möchte, der dann einen Großteil der Sensorik und Aktorik (oder im besten Fall auch alles) abdeckt. Mehr dazu spätestens in den kommenden Blogposts der Serie.

      Grüße
      Jörg

      PS: Danke für den Tipp mit knixuino! Mit KNX werde ich mich in diesem Kontext definitiv auch befassen…

    2. Das hängt von u.a. von der benötigen Spannung und Strom des Sensors ab, Eingangswiderstand und Leitungslänge. Dazu kommt noch das lange Kabel wie Antennen wirken und Störungen jeder Art einfangen (bspw. parallel zu 230V Kabel). Also gut abgeschirmtes Kabel verwenden und ausprobieren…
      Wobei 2-3 Meter ohne Probleme machbar sind – auch ohne Abschirmung.

      Das Problem mit knixuino ist, das die Die sim-knx Komponente recht teuer ist. Wenn Du pro Raum einen Arduino verwendest (alle Leitungen in den Keller, wird bei 5V und 20 mA nicht viel Spass machen) kommen da auch schon Kosten auf Dich zu.

    3. Hallo Thomas,

      du hast recht. SIM-KNX ist leider teuer, aber halt eine sehr stabile und professionelle Industrielösung, die das KNX Protokoll absolut zuverlässig mit lizensierten Bauteilen interpretiert und dank galvanischer Trennung zum Arduino das nicht ganz billige KNX System schützt, wenn man irgendeinen Blödsinn am Arduino macht. Drum find ich jetzt die etwa 100 Euro gerade im KNX Bereich eigentlich recht vertretbar. Welches zertifizierte KNX Produkt bekommt man schon für 100 Euro ??

      Auf alle Fälle brauchst du aber nicht in jedem Raum einen KNiXuino !! Der KNiXuino ist eher als Zentralgerät gedacht. Der schafft leistungsmäßig auch einiges, daher würde ich mal einen KNiXuino im Haus veranschlagen.

      Wenn du in mehreren Räumen Temperatursensoren brauchst, könnte man diese z.B. über 1-wire oder auch per Netzwerk von Arduino zu Arduino oder wie auch immer, aber in jedem Raum einen KNiXuino mit SIM-KNX zu verwenden wäre wirklich etwas übertrieben 🙂

  2. Wieder einmal ein sehr interessanter Beitrag für mich als -bald KNX/ Loxone- Besitzer. Allerdings zeigt er mir wieder auf (wie schon bei FHEM) wie wenig ich noch über die Gesamtmaterie weiß und bin jetzt auch nicht sicher ob bzw. wie es Sinn macht Arduino in meinem kommenden Environment zu verwenden.
    Mir fehlt da noch der Überblick, welche mir aufzeigen würde wo ich das Ganze praktikabel (=funktionell und kostenschonend) einsetzen könnte. Wie gesagt im anfangs erwähnten Umfeld. 🙂

    1. Hi Herbert,
      vorab: Es macht definitiv Sinn! 🙂

      Ernsthaft, die folgenden Blogposts sollen genau diese Fragen adressieren, die du dir gerade stellst. Mein Plan ist es den Arduino nach und nach mit immer mehr Sensorik und Aktorik auszustatten und zu sehen, wo die praktischen Möglichkeiten und Grenzen liegen. Das Ganze soll dabei bestmöglich dokumentiert werden, so dass es jeder ohne Probleme nachbauen und von meinem Wissen profitieren kann.

      Bin auch schon wirklich gespannt, welche Anregungen über Leser des Blogs noch so alles kommen werden… Ich würde mich selbst auch noch als Laie bezeichnen, was Elektrotechnik angeht. Bin also offen für alle hilfreichen Tipps und Anmerkungen zum Thema.

      Grüße
      Jörg

    2. Ausgezeichnet 🙂
      Ich folge gespannt deinen weiteren Ausführungen und hoffe für mich dann rauslesen zu können wo ich das ein oder andere einsetzen kann.
      Mich wirfts fast vom Hocker, wenn ich mir anschaue was 8 Relais hier im Vergleich zu einer Relay Extension bei Loxone kosten. Wenn ich Arduino also irgendwie für mich verwenden kann, werde ich es tun 😉

      Überlegung am Rande: hast du schonmal über einen VideoBlog nachgedacht? So als Ergänzung wäre das sehr nett 😉

    3. Hi Herbert,
      die Preisunterschiede sind schon wirklich schockierend, richtig. Im Endeffekt sind die verbauten Komponenten vermutlich sogar vergleichbar, nur muss man sich im Falle der Umsetzung per Arduino intensiver mit der Technik auseinandersetzen, kann dafür dann aber viele Dinge noch passgenauer und umfänglicher umsetzen, wenn die Komponenten entsprechend günstig sind.

      Über einen Podcasts und YouTube-Channel habe ich schon nachgedacht, klar. Da ich den Blog aktuell aber nur als Hobby betreibe, fehlt mir einfach die Zeit das vernünftig aufzuziehen. Aber vielleicht ändert sich das ja irgendwann…

      Grüße
      Jörg

    4. Die Relais-Boards sind nett, wenn man sich im Bereich < 24V bewegt. Darüber sollte man mit Koppelrelais oder ähnlichen Sachen arbeiten. Du möchtest ja nicht das aus Deinem SmartHome ein Aschehaufen wird. Das wird dann auch schnell teuer und man hat viel Kabelgewirr, im Gegensatz zu einer Relay Extension oder einem KNX Schaltaktor.

    5. Koppelrelais ist klar, habe nichts anderes behauptet. Bin auch sehr gespannt wie weiter man dem Kabelgewirr Herr werden kann…

    6. ich weise nochmal drauf hin, dass ich in wahrheit noch danach suche, wo man/ich das wirklich bzw. sinnvoll verwenden kann und ich generell bei dem thema noch nicht durchblicke.
      ich hab jetzt nicht vor mein künftiges smarthome in irgendeiner art zu “gefährden”. die basis soll mal generell passen. deshalb knx und loxone. der rest sind irgendwelche nette spielereien die ich halt als mein hobby betrachte.
      dadurch kommen auch durchaus wertige billigst-upgrades zustande -> siehe rpi2, rasplex. von einer 600€ zu 60€ lösung ohne wirkliche einbußen (vom fernsehen mal abgesehen)

    7. Apropos Kabelgewirr: In nachfolgendem Video wird wohl die perfekte Lösung für die selbst entwickelten Schaltungen vorgestellt. Dabei kann man bspw. mit Fritzing selbst PCB-Boards designen und günstig in China produzieren lassen: https://www.youtube.com/watch?v=durXAuJWGk4
      Davon bin ich derzeit zwar noch Lichtjahre entfernt, aber das Ziel ist nun klar vor Augen… 🙂

  3. Ich fände Projekte mit dem Arduino Ethernet besonders interessant. (also dem Arduino Board mit direktem LAN-Interface / ohne USB – kein Shield)

    Habe bereits eines im Einsatz um 1-wire-Temperatursensorwerte direkt an FHEM zu liefern.

    Mich persönlich würde ein (günstiger) Windsensor mit Übertragung der Windgeschwindigkeiten über Netzwerk an FHEM brennend interessieren, da eine Homematic-Lösung hier unverhältnismäßig überteuert ist. (z.B. mit einem Eltako Windsensor)

    1. Hi Alex,
      wo hast du den Arduino Ethernet gekauft? Ich hatte auch schon einmal kurz recherchiert und nur überteuerte Preise gefunden und deshalb erstmal den “normalen” Uno mit Ethernet Shield geordert.

      Und wie hast du die Anbindung an FHEM gelöst? Per UDP? Würde mich über Details sehr freuen!

      Apropos HomeMatic – Habe hier aktuell die HomeMatic-Wetterstation mit FHEM/Loxone im Einsatz und bin eigentlich recht zufrieden damit. Langfristig möchte ich das aber auch mit einer eigenen Lösung auf Arduino-Basis umsetzen, da mir die Funkübertragung der Messwerte alle 3 Minuten einfach zu wenig ist. Ach und der Helligkeitssensor ist bei Dämmerung durch dessen geringe Empfindlichkeit auch nicht mehr wirklich brauchbar. Ich seh schon, da steht eigentlich auch bald mal ein selbst gestricktes Upgrade per Arduino an 🙂

      Grüße
      Jörg

    2. Hey Jörg,

      die Arduino Ethernet Boards sind bei Reichelt verfügbar, sowohl die POE wie auch die Variante ohne POE. (sind nicht so leicht verfügbar wie alle anderen Arduino Boards bzw. die Ethernet Shields)

      Die Anbindung an FHEM habe ich über HTTPGet realisiert um die Werte vom Arduino abzurufen auf dem ein WebServer zu diesem Zweck läuft.

      Das ganze funktioniert in der Form sehr zuverlässig.

    3. Bitte 🙂

      Derzeit in einem Intervall von 5 Minuten, aber da ich die Werteabfrage ja aktiv über FHEM anstoße bin ich da sehr flexibel, v.a. ohne den Sketch überarbeiten zu müssen.

      (auch ein Grund wieso ich es über den WebServer auf dem Arduino realisiert habe und keine aktive Übertragung des Arduino über UDP an FHEM gewählt habe)

      Falls du weitere Infos (z.B. Sketch oder FHEM-code dazu benötigst) geb bescheid.

    4. Hi Alex,
      das mit dem Webserver für die Übermittlung von Messwerten klingt interessant, würde mich über deine Dateien freuen. Am besten per Mail an mich, dann kann ich es auch direkt hier bereitstellen, sofern du nichts dagegen hast.

      Eigentlich möchte ich aber immer noch alles aktiv vom Arduino in Richtung Smart-Home-Zentrale “pushen”, um bspw. auch einen Tastendruck “ohne Zeitverzug” weiterverarbeiten zu können. Aber evtl. macht auch eine Kombination aus beidem (Push und Pull) Sinn, mal sehen.

      Grüße
      Jörg

    5. bzgl. Preis des Arduino Ethernet:
      Ja da hast du recht, gerade die Ethernet-Version ist etwas teuer. Ohne POE gibt es das allerdings schon für ca. 50 Euro. Die preisgünstigere Variante der Realisierung ist wohl ein UNO mit EthernetShield.

  4. Hallo Jörg,

    ich habe auch schon länger einen Arduino mit Ethernet an FHEM laufen. Damit steuere ich meine Heizung. Das Ethernet Shield (Affiliate-Link) habe ich von Amazon.

    Kostet keine 20 Euro und funktioniert super. Auf dem Arduino läuft bei mir auch ein Webserver, den ich über FHEM Abfrage. Die Zeitsteuerung der Heizung läuft über FHEM. Per URL Aufruf kann die Heizung auch sofort eingeschaltet werden.

    Am Arduino habe ich DS18b20, Relais und DHT22 (misst Temperatur und Luftfeuchte gleichzeitig und kostet nur um die 5 Euro.

    Gruss Benjamin

  5. Hallo Jörg,
    vielen Dank für Deinen spannenden und informativen Beitrag. Was mich jetzt noch brennend interessieren würde wäre die Möglichkeit das ganze per WLAN mit dem Heimnetzwerk zu verbinden da man nicht überall in Sensornähe LAN hat. Vielleicht wäre das mit dem WLAN SHIELD ESP8266 (Affiliate-Link) möglich…
    Grüße Matthias

    1. Hi Matthias,
      das sollte grundsätzlich funktionieren, klar. Die Möglichkeiten einen Arduino per Kabel bzw. Funk anzubinden, sind dank der großen Popularität des Systems mittlerweile äußerst vielfältig. Ich möchte dabei im ersten Schritt unterschiedliche Sensoren und Aktoren einbinden und dann im zweiten Schritt verschiedene Übertragungsmöglichkeiten aufzeigen. Je nach Anforderung kann man sich dann die jeweils am besten passende Kombination aussuchen. Das Thema Funk wird also definitiv aufgegriffen werden.

      Grüße
      Jörg

  6. Hallo,
    ich habe schon lange nach so seiner Seite gesucht und nun endlich gefunden 🙂
    Die Sache mit dem Arduino und dem Raspi finde ich richtig gut und das ist auch genau das was ich gesucht habe…

    Ich möchte meine komplette Heizungssteuerung damit realisieren und suche für Ausbaustufe 1 (Datenlogging) die passenden Temperatursensoren.
    Sind die Sensoren die du vorschlägst (DS18B20 Digital Temperatur Sensor) denn dafür geeignet?

    An meinem Kessel der Solaranlage und dem Speicher sind auch noch Sensoren mit nur 2 Kabeln,
    lassen sie sich auch wie die oben genannten auslesen?

    Ich muss insgesamt ca. 10 Temperatursensoren mit dem Arduino auslesen und später noch 5 Schaltvorgänge auslösen (Relay) .
    Ist das überhaupt mit nur einem Arduino zu schaffen,
    und wenn nicht lassen sich Arduinos auch in Reihe schalten?

    Will das mit einem Ethernet Shield an den Raspi mit Fhem schicken und da erst verarbeiten lassen.

    Würde mich über Tipps zur Umsetzung und der passenden Temperatursensoren freuen.

    Danke 🙂

    1. Hi Marcus,
      ja, die Sensoren sollten dafür geeignet sein. Jedoch habe ich selbst damit noch nicht viel Erfahrung sammeln können und kann deshalb leider keinen verlässlichen “Praxistipp” dazu geben. Zumindest aktuell noch nicht..
      Deine nächste Frage verstehe ich leider nicht wirklich. Bei den “normalen” DS18B20 Sensoren ist es so, dass ein Sensor insgesamt 3 Kabel (Signal, VCC und GND) benötigt. Jeder weitere Sensor benötigt dann wenigstens ein weiteres Kabel für das Signal. Alternativ kann man aber auch auf OneWire setzen, dann benötigen alle angeschlossenen Sensoren nur insgesamt 2 Kabel. In diesem Fall werden aber entsprechende OneWire-Sensoren notwendig. -> z.B. diese hier von Loxone: 1-WIRE TEMPERATURFÜHLER SET
      Ein Arduino kommt mit 10 Temperatursensoren und 5 Schaltrelais prozessorseitig locker zurecht. Du musst eben nur beachten, dass der Arduino auch genügend Ein- und Ausgänge hat und das passende Modell wählen.
      Die Datenübertragung per Ethernet-Shield an einen RPi ist natürlich auch möglich. Das habe ich den nachfolgenden Blogposts zum Thema Arduino auch beschrieben.

      Grüße und viel Erfolg bei der Umsetzung
      Jörg

  7. …interessanter Blog – bin zufällig beim Googeln darauf gestossen, werde mal die Updates abonnieren…

    Ich beschäftige mich seit ca. 3 Jahren mit den Arduinos, seit ca. 1 Jahr habe ich einige Dinge in meinem Haus (TV-Lift, Beamerlift, Beamerleinwand, div. LED-Beleuchtungen) mit Arduinos automatisiert – alle Funktionen können per IR Fernbedienung bzw. kabelgebunden aktiviert werden – ein (leider noch etwas langatmiges) Video hier: https://www.youtube.com/watch?v=frNTKFX7ecc

    Seit ein paar Monaten habe ich ein Temperatur-/Luftdruck-/Luftfeuchtigkeitslogging über Arduino Unos mit Ethernet Shields realisiert – ich hatte ursprünglich überlegt, mir die Netatmo Sensoren zu kaufen, aber immer wieder die Preise ziemlich überzogen gefunden – nun hab ich mir das selber gebaut – siehe hier: https://thingspeak.com/channels/38229
    Ich verwende die Sensoren DS18B20 (der misst genauer), DHT22 (der misst auch Luftfeuchtigkeit) und BMP085 (der misst auch Luftdruck). Alle 3 sind leicht an die Arduino Plattform einzubinden – wenn ihr Infos, Schaltpläne, etc. braucht – gerne.

    Mein aktuelles Projekt ist ein Dimmer, der bei Einschalten des Beamers – wie im Kino – ganz langsam das Raumlicht runterdimmt bzw. nach Ausschalten des Beamers wieder raufdimmt. Auch hier ist es so, dass käufliche Produkte (mir haben hier die Eltako Dimmer sehr gut gefallen) extrem teuer (ca. 300-1000 EUR) sind, mir dann aber erst wieder die Fernsteuer-Funktion gefehlt hätte. Weiters sind käufliche Dimmer stets nur bedingt für LED-Lampen geeignet (welche ich zuhause eingebaut habe). Je nach LED muss die Ansteuerkurve unterschiedlich ausfallen – bei meinen LEDs sind bei langem Phasenanschnitt z.B. Änderungen kaum merkbar, während bei den kürzeren Anschnittdauern jede Änderung stark bemerkbar ist.
    Ich habe in Summe mangels Zeit nun knapp 1 Jahr gebraucht, diesen Dimmer zu realisieren und in meinem Wohnzimmer einzubauen… Nun kämpfe ich grade mit parasitären Spannungen herum, die ins ca. 7 m lange Steuerkabel induziert werden und den Dimmer “spinnen” lassen – eine Lösung mit Belastungswiderstand und Entstörkondensator zum Entkoppeln hat bisher nicht funktioniert – ich denke nun an eine Funklösung, damit sendender und empfangender Arduino wirklich komplett AC/DC-entkoppelt sind – aber das wird wohl wieder eine Zeit dauern…

    Zusatzinfo zum Kommentar von Jörg vom 23.11.2015: Auch der DS18B20 ist ein 1-Wire-Sensor. Das “1 wire” bezieht sich darauf, dass nur 1 Draht für die Datenübertragung (zusätzlich zu +/GND) notwendig ist. Ich habe jetzt nicht nachgesehen, was der Loxone 1-wire-Sensor genau ist und kostet, aber gehe davon aus, dass dieser um ein Eck teurer als ein DS18B20 ist – dieser ist in der Bucht um wenige EUR zu haben.

    Bis bald
    Günther

    1. Hi Günther,

      danke für deine Eindrücke und schön zu hören, dass dir die Inhalte gefallen.

      Du hast dir ja extrem viel Arbeit gemacht, um Fernseher und Beamer “unter der Decke” zu platzieren. Das ist ja noch ein Sanyo Beamer der PLV-Z-Serie. Habe auch noch einen PLV-Z2000 im Einsatz, wobei ich noch am Überlegen bin, ob nicht doch lieber gleich ein 80 Zöller ins künftige Wohnzimmer kommt oder doch ein neuer Sony-Beamer. Luxusprobleme… 😉

      Mit dem Dimmen von LEDs werde ich mich bald auch intensiver auseinandersetzen, da ich im anstehenden Neubau viele Lichtquellen per LED (24V) mit entsprechender Dimmfunktion inkl. RGBW-Stripes etc. realisieren möchte. Mehr dazu dann in den kommenden Blogposts der Reihe Operation Smart Home. Evtl. ist da auch etwas für dich dabei. Habe nämlich auch keine Lust Unsummen dafür auszugeben.

      Grüße und bis bald
      Jörg

    2. Hallo Günther,
      ich wäre sehr an einem Schaltplan und dem Code für den Arduino interessiert
      ich habe bis jetzt leider nichts Brauchbares bzw. für einen Anfänger Machbares gefunden.
      Ich möchte mit ca. 10 1-Wire Temperaturen (DS18B20) dem Arduino + Ethernet Shield und Firmata
      meine Temperaturen mit Fhem im Heizungskeller auslesen und bei Bedarf 3-Wege Ventile schalten.
      Ich würde mich über Tipps sehr freuen… evtl. auch als Gastbeitrag hier im Blog? 🙂

  8. Hallo Jörg,

    Ja – ich habe nach 8 Jahren im Ausland meinen alten Beamer wieder zum “Leben erweckt” – da er damals noch fast neu war, fand ich’s schade, ihn zu entsorgen – ich habe vor, ihn beim ersten anstehenden Lampentausch zu ersetzen, aber die Lampe hält und hält und…

    …das sind in der Tat “Luxus-Probleme” – aber was würde man sonst mit seiner kargen Freizeit machen – sie etwa gar mehr der Familie widmen? 😉

    Da wird’s ja einige Themen zu bewältigen geben, in eurem Neubau – ich freue mich schon auf interessante Themen. Falls bzgl. LEDs dimmen interessant: Ich habe mir eine Lösung, bestehend aus einem Arduino und mehreren verketteten Billig-RGB-LED-Strips, angesteuert über Leistungs-MOSFETs, gebaut. Materialkosten (meine Arbeit rechne ich mal nicht): in Summe vielleicht 50 EUR (vgl.: “Profi-Lösungen” kosten dagegen “ein Haus”). Besonders stolz bin ich auf die einfache Steuerung über die Logitech Harmony und auf die langsame “Kino-Dimmung” (ca. 30-60s) bei der beim Wechsel von einer Farbmischung auf eine andere alle 3 RGB-Farben langsam jeweils vom Ausgangs- auf den Endwert gefadet werden ==> funktioniert seit >1 Jahr toll und sieht echt super aus! Man muss halt etwas mit dem Lötkolben umgehen können und die Arduino Software bewältigen.

    lg
    Günther

  9. @ Marcus: Das war vielleicht die Aufforderung die ich brauchte – ich schiebe den Start meines Blogs schon 1 Jahr vor mir her – ich hab mal ein paar Dinge zusammengeschrieben – erstmal für den DHT22 Sensor; Infos zum DS18B20 stell ich in den nächsten Tagen rein. Siehe hier: www.haschberger.com
    Mir ist klar, dass das nicht exakt ist, was Du suchst (mit Fhem hab ich mich noch nie beschäftigt – ich hab bisher noch nicht die Heimautomatisierung gefunden die gleichzeitig kostengünstig, einfach in meinem Haus nachzurüsten und auch noch flexibel ist – somit bastel ich mir dzt. noch alle möglichen Lösungen selber), aber Temp. auslesen und 3-Punkt-Ventile schalten klingt jetzt nicht so kompliziert. Ad hoc fiele mir ein (ohne die exakte Ansteuerung Deiner Ventile zu kennen), dies über einen – oder zwecks Ausfallssicherheit auch über mehrere Arduinos – mit Relais Shields zu lösen – da liessen sich sowohl Arduinos als auch Relais Shields bei Ausfällen einfachst tauschen. Es gibt auch verschiedene Terminal Shields, mit dem Du den Arduino toll verdrahten kannst, ohne dass das zu verbastelt wird. Beispiel hier: http://www.freetronics.com.au/products/terminal-shield-for-arduino#.VomCnjYqn8c
    …kannst ja gerne hier oder auf meiner Seite entsprechende Rückfragen/Kommentare hinterlassen.

    @ Jörg: Darf ich Deine Seite in meinem Blog als “friendly website” verlinken?

  10. Hallo Jörg,

    super Artikel zu Arduino und SmartHome. Ich plane gerade den Umbau unseres Hauses inkl. Integration eines Homematic Systems. Einige Komponenten kann man ja direkt als “günstigen” Bausatz kaufen, weshalb aber gerade bei Sensoren das Arduino System sehr interessant wird. Ist es möglich die von dir beschriebenen Komponenten auch per CUxD in der CCU2 einzubinden? Hat hier evtl. jemand Erfahrung oder sogar eine Anleitung? Bin weder Elektroniker noch Programmierer – aber nicht gänzlich untalentiert 😉

    Danke und Gruß
    Thomas

    1. Hi Thomas,
      dazu brauchst du wohl passende Transceiver und einen RPI mit FHEM, denn die Arduinos werden wohl nicht so ohne weiteres das HomeMatic-Protokoll unterstützen können.

      Grüße
      Jörg

  11. Hallo Jörg,
    Ein Jahr ist es nun her, dass Du als Anfänger einen Blog über Arduino als smarthome system geschrieben hast!
    Geht es nich weiter?
    Das was die Überschrift verspricht hält dein gesamter Text nicht. Leider hast Du keine Ahnung von der Elektrotechnik und wirkliche vde konforme Varianten stehen auch nicht im Text….

    ABER…
    Es gibt tatsächlich eine auf dem atmel mega 2560 basierende sh in Deutschland. Nach VDE!!!
    Kommt bald raus und steuert alles
    Licht Sensoren Heizung…
    Mit nysql miniserver und App

    Gruss Thomas

    1. Hi Thomas,
      hatte in der Zwischenzeit leider nicht viel Zeit mich ausführlicher mit dem Thema Arduino auseinanderzusetzen, da ich im Rahmen meines anstehenden Neubaus verstärkt mit KNX und Loxone beschäftigt war.
      Ich habe nie behauptet, dass ich ein Profi auf dem Gebiet bin. Mir mangelndes Fachwissen vorzuwerfen, ist irgendwie unhöflich, aber ok. 😀
      Würde an das Thema aber gerne künftig anknüpfen und über den Bastellcharakter hinauskommen, da ich das Ganze weiterhin super spannend finde. Vielleicht kannst du ja mehr Infos zu dem von dir angesprochenen Projekt geben…

      Grüße
      Jörg

  12. Ihr Projekt hört sich sehr spannend und vielversprechend an.
    Die Weißheit sagt, never change a running System.
    Nun habe ich alles von Homematic und so soll es auch bleiben.
    Leider wird hier nur FHEM beschrieben. Kann man Sensoren via Arduino oder WEMOS D1 auch über die CCU2 laufen lassen?
    Mich interessiert mehr das Messen des Wasser- und Stromverbrauchs, auch sollen Wärmezähler aller Heizungen mit eingebunden werden. Schnell bin ich auf meine Grenzen gestoßen.
    Ich dachte mir, dass die Arduino’s oder WEMOS D1 direkt an den Zählern hängen und die Werte über das WLAN direkt in die Systemvariablen schreiben. das ganze geht (in meinem Fall) auch über ioBroker.
    Leider ist die USB-Schnittstelle schon mit einem 433mhz-Dongle besetzt, mit dem ich einige Steckdosen und meine Markise schalte.

    1. Hi Mathias,
      da hast du wohl nicht Unrecht. Wenns mal gut läuft, sollte man es besser so lassen. FHEM kommt bei mir auch zum Einsatz, richtig. Daneben aber auch weitere Systeme, Protokolle und Standards wie Loxone, KNX, DMX, Onewire oder später vielleicht auch DALI. Aber das nur am Rande.
      Die im Artikel Operation Smart Home – 3 Leitungskilometer und gefühlt 1.000 Arbeitsstunden später angesprochenen Wasserzähler mit Reedkontakt könnte ich bspw. auch an eine HomeMatic Funk-Tasterschnittstelle (Affiliate-Link) hängen und den Verbrauch so direkt über die CCU2 tracken lassen. Vielleicht ist das ja eine Alternative für dich. Wenn die installierten, “normalen” Zähler nicht getauscht werden sollen, kann man natürlich auch einen Arduino oder WEMOS einsetzen und die optisch erfassten Impulse per IP-Protokoll (vermutlich durch http-Requests) an die CCU2 weiterreichen. Da sollte eigentlich nichts dagegen sprechen. Im Detail kann ich da aber leider auch nicht weiterhelfen, sorry. Vielleicht ja aber ein anderer Leser…

      Grüße
      Jörg

  13. Hallo, ich bin durch Zufall hier auf dieser Seite gelandet. Ich bin in der 12. Klasse des Beruflichen Gymnasiums im Bereich Informationstechnik/Datenverarbeitung. Mein Projekt beschäftigt sich mit der Thematik, den Arduino als Komponente im Smart Home einzusetzen. Dieses Seite wird mir wohl die Hälfte meines Quellenverzeichnisses füllen 😉 Sehr sehr gute Seite! Ich werde auf jeden Fall den Newsletter für Updates abonnieren 🙂

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