Smarthome für Starter (Teil 2)

Einleitung

Im vorherigen Teil, wurde die Basis eines Smarthome betrachtet und wie diese Basis ausgeführt sein kann.
Damit das eigene Haus auch arbeit verrichten kann, müssen jedoch auch Komponenten zu diesem hinzugefügt werden. Diese teilen sich hauptsächlich in die folgenden Gruppen ein:

• Aktoren => Aktoren sind Endgeräte, welche gewisse Arbeiten erledigen oder Befehle umsetzten. Aktoren werden immer von einem System gesteuert. Das können zum Beispiel Lampen, Staubsauger oder Heizkörperregler sein.
• Sensoren => Sensoren definieren die “Sinne” des Hauses. Sensoren nehmen die Umgebung war und lassen das Haus darauf reagieren. Ein Sensor ist zum Beispiel ein Thermometer oder Tür-/Fenstersensor.
• Eingabegeräte => Eingabegeräte sind die einzigen Geräte, welche dem Menschen erlauben direkt in das Verhalten des Smarthome einzugreifen. Ein Eingabegerät kann auch als Sensor aufgefasst werden, definiert sich aber zumeist durch die von Menschen “erwünschte” sofortige Handlung. Ein Beispiel für ein Eingabegerät ist zum Beispiel der Lichtschalter oder Sprachassistent.

Auf diese drei Gerätegruppen baut jedes Smarthome System auf. In diesem Beitrag möchte ich auf einige Geräte eingehen und auf was man bei diesen Gruppen achten sollte.
Hier und da stelle ich auch Produkte vor, welche ich seit längerem Nutze und mit denen ich persönlich zufrieden bin. Da es nicht unbedingt viel Auswahl im “günstigen” Bereich, wo weiterhin auch Wert auf Datenschutz gelegt wird, ist dieser Blog die richtige Anlaufstelle, wenn du dich für deine Daten interessierst. Kein Hersteller muss wissen, wann und wo du Zuhause bist. In einem der folgenden Blog Beiträge werde ich mich einmal damit befassen, was Hersteller aus den Daten, welche diese durch die Benutzer erhalten lernen können und welche Gefahren für die Benutzer persönlich entstehen könnten (aus den Daten könnten unberechtigte Dritte zum Beispiel sehen, wann Personen Zuhause sind und wann nicht).

Hauptteil

Im folgenden schauen wir auf einige Geräte welche in einem Smarthome im Normalfall am ehesten vorkommen und prüfen, was es zu beachten gilt. Gleichzeitig gebe ich auch einige Produktempfehlungen für verschiedenen Anwendungszwecke.

Sensoren

Thermometer

Wie bereits zu Anfang beschrieben, zeigen Sensoren die Umgebung deiner Wohnung. Ein Sensor soll die Wohnung beobachten und Veränderungen melden. Ein Sensor, der eigentlich in keinem Smarthome fehlt, ist wohl das Thermometer.
Diese gibt es in unterschiedlichsten Ausführungen und oftmals auch als Teil von anderen Geräten (auch wenn das nicht immer sinnvoll sein muss).
Für mein dafürhalten, sollte beim Punkt Thermometer, dieses immer von Heizquellen entfernt eingesetzt werden bzw. an jeweiligen Referenzorten angebracht sein.
Wenn ein Thermometer direkt neben dem Heizkörper sitzt, dann beinflusst die Heizung das Thermometer und ungenaue Werte sind die folge.
Ich nutze als Beispiel die Bluetooth LE Thermometer von Xiaomi (Xiaomi Mijia 2). Diese haben ein hervorragendes Preis-Leistungsverhältniss, Kommunizieren verschlüsselt und die Batterie hält ca. 1 Jahr. Weiterhin wird die Luftfeuchtigkeit und ein kleiner Smiley auf dem eingebauten Display angezeigt. Dadurch kann ich nicht nur die Daten in meinem Homeassistant weiterverarbeiten sondern gleichzeitig auch einfach selber auf das Display schauen und zum Beispiel sehen, dass ich den Raum lüften sollte.
Zur Vewrwendung dieses Sensor, wird zwingend ein Bluetooth LE fähiges Gateway benötigt.

Fenster-/Türkontakte

Kontaktsensoren können für unendlich viele Dinge benutzt werden. Neben den offensichtlichen Anwendungsfällen, der Kontrolle von Tür und Fenster, können auch zum Beispiel Schränke, Geräte, Garagentore und vieles anderes überwacht werden um Automationen auszulösen. Als Beispiel kann zum Beispiel ein Sensor an einer Waschmaschine genutzt werden, um die Bewohner in regelmäßigen Abständen zu erinnern, die Wäsche aufzuhängen. Sobald die Waschmaschine geöffnet wurde, ist der Alarm deaktiviert. Weiterhin können auch Nachtlichter und Alarmanlagen darüber gesteuert werden.

Hier sollte man sich überlegen, ob man diese Geräte mit Batterie- oder Festanschluss wählt. Ich nutze aufgrund der baulichen Situation nur kabellose Sensoren. Diese sollen im Normalfall bis zu 1 Jahr halten, dies kann ich für wenig benutzte Sensoren auch bestätigen. Für vielgenutzte Türen höält der Sensor aber gerade so 6 Monate, das stört mich ein wenig. Neben den Kosten für die Batterien, ist es auch Umwelttechnisch nicht so gut.
Ansonsten sind die von mir verwendeten Sensoren von AEOTEC (AEOTEC Multipurpose Sensor), durchaus zu empfehlen. Anders als viele andere Sensoren, erkennen diese auch, ob das Fenster gekippt ist, weiterhin haben diese einen Vibrationssensor und ein Thermometer. Das Thermometer verwende ich jedoch nicht, da diese direkt am Fenster sind und spätestens bei geöffnetem Fenster verfälschte Werte anzeigen.
Eine Kabelgebundene Alternative wäre zum Beispiel dieser Sensor. Jedoch sind diese extrem Basic. Es ist nicht mehr als ein Magnetkontakt. Kabelgebundene Lösungen, mit dem Funktionsumfang wie der AEOTEC Sensor, sind leider sehr selten.
Zur Vewrwendung dieses Sensor, wird zwingend ein ZigBee Gateway benötigt.

Bewegungserkennung

Hier gibt es seit relativ kurzer Zeit eine Neuerung. Bei der Bewegungserkennung hatte man bisher hauptsächlich die Möglichkeit sogenannte PIR-Sensoren zu verwenden. Diese nutzen Infrarot um eine Person zu erkennen. Diese Technik funktioniert auch, jedoch nur, wenn sich das Objekt bewegt. Das Problem, dass das Licht zum Beispiel wieder ausgeht, wenn man sich nicht bewegt, kennt wahrscheinlich so gut wie jeder.
Ich nutze derzeit diese Mini Bewegungsmelder. Die Bewegungsmelder sind kaum größer als eine Knopfzelle und lassen sich überall verstecken. Diese Version hat ebenfalls einen eingebauten Lichtsensor.
Alternativen dazu sind zum Beispiel die Sensoren von Sonoff.

Was aber viel besser funktioniert (aber auch deutlich teurer ist), sind die Mikrowellen Sensoren von Aqara (FP 1) – diese ist offiziell nicht in Deutschland erhältlich. Jedoch kann dieser Sensor auch ruhende Objekte erkennen (lässt aber Objekte wie Couch / Schrank usw. unerkannt). Dadurch ist eine viel genauere Erkennung von Personen möglich. Weiterhin ist auch, wie bei PIR Sensoren eine Zonenerkennung vorhanden.
Zur Vewrwendung dieses Sensor, wird zwingend ein ZigBee Gateway benötigt.

Aktoren

Aktoren verrichten Tätigkeiten inenrhalb des Smarthome. In meinem Fall habe ich derzeit geschaltete Steckdosen und Leuchtmittel, sowie relais und Rolladenschalter verbaut. Im folgenden zeige ich meine Auswahl. Wie auch bei den Sensoren, gebe ich hier einen kurzen Überblick, iin folgenden Blog Beiträgen gehe ich jeweils tiefer in die einzelnen Komponenten.

Steckdosen

Schaltbare Steckdosen sind für mich mit das wichtigste gewesen. Durch diese habe ich neben der Schaltfunktion auch die Möglichkeit meinen Stromverbrauch im Auge zu halten und das !per Steckdose! – Würde ich die jeweilige Sicherung überwachen (was auch einfach möglich ist), könnte ich jeweils nur pro Stromkreis sehen, wieviel ich Verbrauche, aber da ich die Steckdosen jeweils Überwache, ist meine Verbrauchsmessung deutlich feiner aufgelöst.

Für mich war es wichtig, dass die Steckdosen überall hinpassen. Dementsprechend habe ich eine möglichst kleine Lösung gebraucht, welche ich mit den AEOTEC Smart Switch 7 auch gefunden habe. Diese Steckdosen sind in jedem Fall ein wenig teurer, jedoch war mir in diesem Fall der sichere Gebrauch und das Design der hohe Preis Wert. Wie auch auf dem Bild zu sehen, ist der Stecker kaum größer, als ein Steckdosensockel. Die Switches verbrauchen eigentlich keinen eigenen Platz und haben einen minimalen overhead von gerademal 4cm.
Weiterhin besitzt jeder Schalter eine manuell steuerbare RGB LED, welche zum Beispiel auch als Nachtlicht oder Statusanzeige dienen kann.
Die Steckdose kann ebenfalls den Verbrauch und die Spannung überwachen.
Es gibt günstigere Alternativen zum Beispiel von Aqara, jedoch sind diese bedeutend größer und sehen bei weitem nicht so gut aus.

Zur Verwendung des Smart Switch 7 wird ein ZWAVE fähiger Hub oder ein ZWAVE Stick benötigt. Den Stick gibt es alternativ auch direkt im Bundle mit der Steckdose.

Leuchtmittel

Für die Beleuchtung habe ich die Verkabelung meiner gesamten Wohnung verändert und dafür gesorgt, dass jede Leuchte dauerhaft Spannung hat. Dadurch ist jeder Schalter nun abgekoppelt vom jeweiligen Leuchtmittel und kann (bzw. wird) für unterschiedliche Zwecke verwendet.
Bei den leuchtmitteln, welche ich einsetze, habe ich wieder auf lokale Anbindung geachtet. Alle meine Leuchten nutzen ZigBee und bilden untereinander ein Mesh, weshalb mein ZigBee Netzwerk innerhalb der Wohnung super schnell und zuverlässig funktioniert.
Zur Beleuchtung nutze ich RGB+CCT Leuchtmittel, da ich im Normalfall Warmweißes Licht nutze und dieses für mich als dedizierte Leuchte vorhanden sein soll. Dadurch habe ich eine deutlich bessere Farbe und die Effizienz ist ebenfalls besser.
Ich nutze diese Lampen, welche in relatiuon zu den günstigsten Leuchtmitteln, welche Smart angesteuert werden können, ein wenig teurer sind. Dafür nutzen diese ZigBee.

Relais

Ich persönlich mag es, wenn Technik verbaut ist, welche man nicht sieht. Meiner Wohnung sieht man es nicht an, dass absolut alles Smart ist, wenn man von einem Tablett an der Wand absieht. Es werden normale Schalter verwendet, normal aussehende Leuchten, ohne Logo und auch sonst gibt es nirgendwo Technik, welche verraten könnte, dass die gesamte Wohnung Smart ist.
Um das zu realisieren, nutze ich für meine Schalter Relais, welche ich in die Schalterdose eingesetzt habe. Das selbe gilt für meine Rollladenschalter.
Die Relais sind nur an das Hausnetz angeschlossen und an den Schalter und melden den jeweiligen Status an mein Homeassistant. Automationen entscheiden dann, wie mit dem Signal verfahren wird, dadurch kann ein Schalter mehrere Aufgaben übernehmen oder ich kann das Signal auch ignorieren.
Der einzige Nachteil an diesem Aufbau ist, dass bei einem Ausfall auch die Leuchten nicht mehr funktionieren. In dem Jahr wo die Installation läuft, ist dies aber noch nicht einmal vorgekommen.
Damit das Rollladenmodul bzw. die Relais funktionieren, wird ein ZigBee Gateway benötigt.

Schluss

Ich nutze noch einige weitere Geräte in meiner Installation, mitunter auch selbst gebaut auf Basis eines ESP32 oder ESP8266 um z.B. meinen Stromzähler per Modbus auszulesen, weiterhin auch noch Wassersensoren und kleinstgeräte wie den Aqara Cube.
Diese ganzen Systeme und Geräte helfen mir, mit meinem Zuhause viele unterschiedliche Dinge anzustellen und Dinge umzusetzen, welche in einem Konventionellen (und auch in vielen “Smarten” Wohnungen) nicht möglich sind (z.B. die Dynamische Belegung von Schaltern). Einige Schalter schalten bei mir auch Steckdosen oder Staubsauger :).
In den folgenden Beiträgen werde ich ein paar weitere Geräte vertieft vorstellen und Vor- und Nachteile aufzeigen. Mit der Zeit wird dadurch ein allgemeines Verständnis vermittelt, was bei Smarthome Geräten zu beachten ist. Denn gerade das eigenen Zuhause sollte ein Ort sein, an dem alles klappt, wie man sich das selbst vorstellt. Kein Herstelller oder Dritter sollte hier Grenzen setzen.