Vorstellung: Mein HA-Projekt mit Raspi, MySensors, 1-Wire-Bus, ATTiny

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  • Nach langer "Forschungsarbeit" bin ich ein paar Schritte weiter. Die MySensors-Platinen sind endlich da verzögert durch das C-Virus und zusammengelötet und liefern erste Werte zum Raspi. Nach einigen neuen Erkenntnissen hier mal eine kurze Vorstellung meines Projekts. Über Hinweise, Anregungen, Kritik zu meinem Konzept würde ich mich freuen. Ausführliches zum Beispiel aktuell über Dallas-1-Wire auf meinem kleinen Wiki unter 1-Wire auf dem deutschen Raspi-Wiki

    Ziel meiner Hausautomation ist die Automation von Vorgängen, nicht das Anknipsen einer Lampe per Sprachbefehl vom Sofa aus. Einige Ideen sind:

    * Luftbefeuchtung bei trockener Raumliuft mit Meldung wenn der Wassertank des Luftbefeuchters leer ist.

    * Regelung der Raumtemperatur nach Tageszeit

    * Bedienung der Rollos nach Jahreszeit, Tageszeit, Sonnenbestrahlung des jeweiligen Fensters.

    * Automatisches Schalten von Lampen abhängig von der Anwesenheit einer Person.

    Die Homeautomations-Zentrale wird ein Raspberry Pi 3B sein mit OpenHAB. Raspberry Pi 4 habe ich ausgeschlossen, weil ich das MySensors-Gateway als HUD auf den Raspberry setzen will, was eine aktive Lüftung verhindert und der Raspi 4 sowieso schon Wärmeprobleme hat. Das in Java geschriebene OpenHAB erscheint mir performanter zu sein als das mit Perl geschriebene FHEM und auch die Definition von Regeln gefällt mir in OpenHAB besser.

    Die Hausautomation soll mit preiswerten Sensor-Bausteinen erfolgen, um nicht tausende von Euros in kommerzielle Sensoren stecken zu müssen, die eigentlich nur Kleingeld kosten - Zeit zum Basteln dafür habe ich genug.

    Um nicht Kabel durch die ganze Wohnung durch Wände hindurch zu verlegen werden werden mehrere MySensors-Platinen mit RFM69-Funkübertragung verwendet, die für beste Durchdringung der Wände die Daten auf 433MHz senden und empfangen. Ursprünglich war geplant für nahezu jeden Sensor eine MySensors-Platine zu haben, die per Akku mit Strom versorgt wird. Da ich aber pro Zimmer ein Dutzend Sensoren/Aktoren erwarte, würde das sehr stressig werden immer wieder mehrere Dutzend Akkus auszutauschen. Darum werden jetzt MySensors-Knoten für je bis zu 8 Sensoren/Aktoren als Master eines 1-Wire-Netzwerks dienen und nur noch die Aufgabe haben die über 1-Wire ankommenden Messwerte der Sensoren an die Zentrale zu melden und Befehle an die Aktoren weiterzuleiten. Die MySensors-Platine wird mit einem Netzteil mit 5 Volt versorgt und für die Platine selbst wegen dem RFM69 auf 3.3V herunter geregelt. Das Netzwerk und damit die Sensoren werden direkt mit 5V versorgt, um dem Spannungsverlust auf den Drähten vorzubeugen (bei 50m Leitungslänge muss man schon mit 0.7V Spannungsabfall bei 100mA Stromverbrauch rechnen).

    Die Verbindung zwischen den Sensoren wird über Cat5-Kabel erfolgen, denn einerseits sind die billig zu kaufen (€1,50 für ein 5m-Kabel) und andererseits sind sie gut abgeschirmt und haben gute Stecker. Für die Buchsen gibt es Adapterplatinen, durch die ich sie auf Lochrasterplatinen löten kann. Außerdem habe ich die Kabel noch kistenweise herumliegen.

    Die eigentlichen Sensoren werden jeweils einen AVR ATTiny85 oder bei Bedarf ATTiny84 als Prozessor enthalten, der die Kommunikation über Dallas-1-Wire erledigt. Er kann dann auch gleich die Kalibrierung von Temperatur-Messwerten erledigen und damit den MySensors-Knoten entlasten. Sensoren direkt für 1-Wire scheinen leider Mangelware zu sein. Außer dem Temperatursensor DS18B20 (ohne Luftfeuchte) scheint es kaum etwas zu geben und die Dallas-Bausteine sind auch unverhältnismäßig teuer (siehe zum Beispiel DS2408). Darum werde ich zum Beispiel mit dem Tiny85 die Daten eines HCT22 über 1-Wire schicken oder direkt Dinge schalten.

    Neue Erweiterung: Die einzelnen Sensoren mit dem 1-Wire-Bus-Interface sitzen auf einer kleinen Platine mit 25x35mm. Sie werden auf eine Stiftleiste gesteckt mit einem 8-pol-1-Wire-Interface. Dadurch kommunizieren sie direkt mit dem 1-Wire-Master ohne dass ein Kabel notwendig ist. Eine Trägerplatine von 50x70mm fasst damit bis zu 4 Sensoren und RJ-45-Buchsen zusammen zu einem Modul. Es sind auch größere Träger denkbar.

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