Was Du für Deine Hausautomation mit FHEM brauchst

Einleitung

Das wesentliche Ziel einer Hausautomation ist die Unterstützung in unserem Alltag – für die ganze Familie. So werden Aktoren an-/ausgeschaltet bzw. gedimmt und es wird darauf reagiert, wenn wir das Haus oder Räume betreten bzw. verlassen, wenn wir in die Nähe des Hauses kommen oder wenn bestimmte Ereignisse (wie z. B. Müllabfuhr) fällig sind. Bei einigen Ereignisse erfolgt eine Sprachausgabe oder eine Anzeige auf dem TV, sofern dieser eingeschaltet ist. Die Anwendungsfälle sind grenzenlos. Daten können auf unterschiedlichen Geräten gemessen und an die Hausautomation gesendet werden. Dort werden sie verarbeitet. Diese Ergebnisse können wiederum auf anderen Endgeräten visualisiert werden.

FHEM stellt dabei einen wesentlichen Bestandteil dar und verbindet die unterschiedlichen Systeme (wie Homematic, IT 433 MHz Steckdosen, Amazon Alexa, Philips HUE, etc.) miteinander.

Ich habe mich hier bewusst auf ein paar Anbieter bzw. Systeme beschränkt: So werden einfache Lampen mit Intertechno 433 MHz Steckdosen geschaltet, andere Komponenten mit bidirektionalen Homematic 868 MHz Unterputz-Aktoren. Bei der Deckenbeleuchtung in Wohnzimmer, Küche und den Fluren habe ich mich für Philips HUE entschieden. Die Leuchtmittel können einfach in die Fassungen eingesetzt werden. Das Licht kann gedimmt oder gefärbt werden. Zudem lassen sich die HUE-Leuchtmittel einfach mit Amazon Alexa verbunden werden – sogar ohne FHEM.

Darüber hinaus sind auch noch andere Komponenten wie AV-Receiver, Sonos-Lautsprecher, Sat-Receiver (Enigma2), Fritzbox und Logitech Harmony angebunden. Diese haben aber nur einen kleineren Stellenwert. Ebenso wie die Heizungssteuerung. Diese wird im Prinzip nur überwacht, einen großen Sinn die Heizung permanent regulieren zu lassen, sehe ich nicht – außer man ist im Winter im Urlaub. Außenfühler und Raumthermostate erledigen den Rest. Darüber hinaus spinnen bei mir die Heizkörper-Thermostate und liefern immer wieder ein Missing-Ack.

Ich habe über viele Jahre FHEM auf einem RaspberryPi betrieben und habe mit dem RPI1 angefangen. Damals noch mit einem RaspberryPi 1.0 mit einem Busware COC für Homematic Aktoren betrieben. Gesteuert wurden nur wenige Homematic Aktoren und Sensoren sowie Intertechno Funksteckdosen auf 433 MHz. Im Laufe der Zeit habe ich dann den RaspberryPi immer wieder aktualisiert und habe auch unterschiedliche Aufsteckmodule von Busware und Homematic für den RaspberryPi verwendet. Mit der Zeit wuchs die Anzahl der Aktoren und Sensoren sowie die Ansprüche an die Hausautomation und die damit verbundenen Systemanforderungen.

Somit bin ich schließlich bei einer Docker-Umgebung angelangt. Aber keine Angst, das klingt super kompliziert, ist es aber nicht. Der Vorteil ist, dass man jeden Bestandteil der Hausautomation auf einem Rechner in einem separaten Container laufen lassen kann. Neben dem FHEM-Container kann ich so auch weitere Container parallel betreiben, wie z. B. Alexa-FHEM, MariaDB oder einen Reverse-Proxy.

Auf welchem Host-System Du die Docker-Umgebung betreibst, spielt im Prinzip keine Rolle. Ich zeige Dir in meinen Anleitungen, wie dies mit Hypriot auf dem Raspberry Pi und mit Ubuntu 18.04 auf einem MiniPC funktioniert, da ich beide Varianten betrieben habe. Aktuell habe ich einen MiniPC von Kodlix im Einsatz, da dieser mehr Leistung und Stabilität bietet und zudem eine konstante Funkreichweite ermöglicht.

Diese Funktionen haben wir im Einsatz:

  • Lampen und Steckdosen an- und ausschalten, auch zeitgesteuert oder bei Bewegung
  • Beleuchtung abhängig von der Uhrzeit dimmen (z. B. sanftes Nachtlicht)
  • Rolladen hoch/runter, zeitgesteuert
  • Müllkalender mit Sprachausgabe, inkl. Ankündigung 1 Tag vorher
  • Sprachausgabe beim Öffnen und Schließen von Türen und Fenstern
  • Lautstärke vom Receiver bei Telefonannahme senken
  • Anzeige im Fernseher, wenn es an der Tür klingelt
  • Anzeige im Fernseher, wenn Türen geöffnet werden
  • Steuerung einer Filteranlage, Laufzeit abhängig von Wassertemperatur
  • Anbindung an Amazon Alexa (Licht, Außentemperatur, Müllkalender)
  • Erkennung, wenn wir das Haus verlassen bzw. betreten
  • Erkennung, wenn wir in die Nähe des Hauses kommen
  • Heizungssteuerung (nur Thermostate/Wandthermostate)
  • Alarmanlage
  • Steuerung und Überwachung eines Husqvarna Automower (eigenes FHEM-Modul)

Wie auch Du das alles realisieren kannst, erkläre ich Dir hier in den Anleitungen. Weitere hilfreiche Tipps und Funktionen findest Du in meinen Blog-Beiträgen. Schau auch mal bei den Programmierkursen rein, dort erkläre ich Dir wie Du FHEM mit eigenen Funktionen oder Modulen erweitern kannst.

Welches Hostsystem ist richtige für mich?

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine Hausautomation mit FHEM zu realisieren. Im Folgenden will ich Dir diese kurz vorstellen.

  • Variante 1: Desktop-PC
    Sollte Dein Rechner immer angeschaltet sein, dann kannst Du Dir FHEM auf Deinem Desktop-Computer installieren. Sende- und Empfangseinheiten, die so genannten CULs (CC1101 USB Lite), können per USB angeschlossen werden. Sinnvoll ist dieses Setup nicht, da die Hausautomation durch einen Neustart des Rechners ausfallen kann. Zudem ist der Stromverbrauch relativ hoch.
  • Variante 2: Mini-PC/Barebone
    Weitaus flexibler ist ein Mini-PC oder Barebone, wie zum Beispiel ein INTEL NUC oder den Kodlix MiniPC GN41. Dieser verfügt über eine hohe Rechenleistung. Sende- und Empfangseinheiten, die so genannten CULs (CC1101 USB Lite), können per USB angeschlossen werden. Die CPU, Speicher und Speichermedien können (oft) flexibel erweitert bzw. ausgetauscht werden. Abhängig vom Anwendungsszenario ist dieses Setup ggf. etwas übertrieben. Hinzu kommt noch der sehr hohe Preis. Ein unterbrechungsfreie Stromversorgung ist auch möglich, aber auch diese ist wieder sehr teuer. Der Stromverbrauch ist etwas geringer als beim Desktop-PC.
  • Variante 3: Raspberry Pi
    Eine kostengünstige Variante ist die Anschaffung eines Raspberry Pi. Dieser hat zwar eine wesentlich geringere Rechenleistung als die beiden anderen Varianten, dies fällt jedoch – so meine Erfahrungen – nur bei der Aktualisierung des Systems auf. Zudem lässt sich eine unterbrechungsfreie Stromversorgung gut mit einer Powerbank realisieren. Sende- und Empfangseinheiten können per USB oder GPIO angeschlossen werden (Achtung: Es kann sein, dass einige Funkmodule unter gewissen Umständen eine geringe Sendeleistung als ein USB-CUL haben, siehe Beitrag zur Funkreichweite). Der Speicherplatz kann mit der SD-Karte oder einer mSATA-SSD per USB erweitert werden.

Aus diesen Gründen habe ich mich für die Variante 3 Raspberry Pi entschieden.
Selbst Homematic setzt inzwischen einen Raspberry Pi 3 in seiner CCU 3 ein.

Mein System habe ich seit mehr als 7 Jahren störungsfrei im Dauereinsatz. Der RPI wurde im Laufe der Jahre immer wieder aktualisiert und das System ist natürlich auch gewachsen.

Update 2019: Inzwischen habe ich den MiniPC GN41 von Kodlix im Einsatz. Dieser ist mit 200€ recht günstig und hat ein mehr als ausreichende Leistung

Einkaufsliste für RPI

Ich habe die folgenden Produkte im Einsatz:

  • Raspberry PI 3 B+
  • Busware SCC 868 MHz
  • Busware SCC 433 MHz
  • 868 MHz externe Antenne
  • 433 MHz externe Antenne
  • Goobay 20000 mAh Powerbank
  • Kingston mSATA SSD 64 KB
  • Samsung 32 GB SD-Karte
  • mSata USB-Gehäuse
  • Gehäuse im Eigenbau
  • Netzteil 5,1 V, mind. 3A
  • USB3 Kabel mit abgewinkelten Steckern

Alternative Produkte