Homeautomation mit dem Raspberry Pi - Teil 1

Kaum hat man mal ein wenig mehr Erfahrung mit dem Raspberry Pi, kommt man auf allerlei Ideen. Es gibt Mediencenter, Web- und Datenserver, Spielekonsole, Aquariensteuerungen, automatische Sprenkleranlagen, uvm. Hier beschreibe ich mal ein Projekt im Thema Hausautomation. Da dieses Projekt dann doch recht groß wurde, teile ich das ganze in mehrere Schritte auf. Jetzt beschreibe ich Anfang und Allgemeines. Dann beschreibe ich wie ich die Module gebaut habe und anschließend das Aufsetzen des Systems auf dem Raspberry Pi.

Übersicht und Anzeige

Zunächst erstmal, wie das alles jetzt für den Benutzer aussieht.

Im oberen Bild sieht man die Anzeige für aktuelle Daten. Das linke Teilbild zeigt einen Grundriss meiner Wohnung. Bisher sind drei Zimmer mit jeweils einem Modul ausgestattet. Hier kann ich direkt aktuelle Feuchtigkeit, Temperatur, Batteriestand und den Status der Fenster sehen. Grünes Fenster bedeutet es ist geschlossen, rotes Fenster wäre offen. Im rechten Teilbild sieht man die Darstellung für Smartphones. Da ich hier nicht so viel Anzeigefläche hab, müssen die Informationen natürlich ein wenig kompakter angezeigt werden. Wenn ich mir den Verlauf von Temperatur und Feuchtigkeit des letzten Tages anzeigen lasse, schaut das wie folgt aus:

Hier nutze ich Highcharts-js. Ein tolle Bibliothek für eine Weboberfläche zur Darstellung von Graphen. Es war mir wichtig dynamisch festlegen zu können, wie weit ich in die Vergangenheit schauen möchte. Ich kann also per Buttons und andere GUI¹-Elemente den zeitlichen Bereich (x-Achse) festlegen. Auf der rechten Seite, kann ich festlegen welche Elemente ich mir als Kurve anzeigen lassen will. Für jedes Element ist da ein kleines Bild.

Grobe Planung

Ich hatte mir das alles so gedacht: Ich baue mir Module, mit denen ich Temperatur und Feuchtigkeit messen und an einen Raspberry Pi schicken kann.

Ob ich dann später Temperatur regeln kann/will oder nicht, war mir erstmal nicht so wichtig. Dabei wollte ich nicht zu viel Geld ausgeben und mich trotzdem ein wenig mit “Technischer Informatik” beschäftigen. Der Plan war also zunächst zu verstehen was man alles dafür braucht und wie das dann alles funktionieren soll.

Nachdem ich mich also ein paar Stunden im Internet schlau gemacht hatte, hab ich mir ein paar Punkte dazu aufgestellt:

• Selber Module Bauen/Löten.
• Module sollen erweiterbar sein.
• Raspberry Pi als zentrales “Gehirn” des Ganzen.
• Das System soll erweiterbar sein (beliebig viele Module).
• Kosten so gering wie möglich (bin ja Student).
• Per Browser Zugriff und Anzeige auf aktuelle und gespeicherte Daten.

Nachdem man sich kurz mal nach Modulen und Hausautomation umgesehen hat, wird man schnell merken: Mist, das wird teuer! Naja, nur wenn man die fertigen Module kauft. Wenn man wie ich erstmal nur Informationen zur Analyse sammeln möchte, kann man das sehr billig selbst bauen. Gerade die Homepage mit den Projekten von Nathan Chantrell hat mir da extrem geholfen. An dieser Stelle: Vielen Dank! Hier steht vieles darüber wie man selbst Funkmodule bauen und wie damit Informationen versenden und empfangen kann.

Ich habe selbst auch ein wenig mit kommerziellen Lösungen geliebäugelt, bin aber recht schnell zum Entschluss gekommen das wirklich alles selbst zu machen. Dabei waren mir folgendes dazu aufgefallen.

Vorteile Raspberry Pi + eigene Module:

• Unabhängig von kommerzielle Soft- und Hardware.
• Komplett Modular: Software, Hardware, Übertragung (Funk, WLAN)
• Kostengünstiger
• Oberflächen und Konzept beliebig veränderbar

Nachteile:

• Man muss alles selbst machen
• Beansprucht viel Zeit (Einarbeitung, Umsetzung)

Gerade der Punkt der Kosten, die Unabhängigkeit und die Selbstgestaltung waren mir dabei wichtig. Klar ist meine Oberfläche im Moment vielleicht nicht die hübscheste… aber wenn ich Zeit und Lust habe, kann ich ja nachbessern. Ebenso kann ich meine Module verändern und sogar bis runter auf die Bits gehen, die übertragen werden. Ob da eine 0 oder 1 wann und wie oft übertragen wird, kann ich alles selbst bestimmen. Ein netter Nebeneffekt war außerdem, dass ich mal wieder meinen Basteltrieb besänftigen konnte.

Den Raspberry Pi hab ich aus folgenden Gründen gewählt:

• Es gibt eine riesige Community, die gern hilft.
• Es gibt schon unzählige Informationen und ähnliche Projekte.
• Er kostet nicht viel und verbraucht unglaublich wenig (4-5 Watt).

Ich hab mich zu diesem Zeitpunkt für Funkübertragung entschieden. Zum einen weil es dazu schon echt viel Informationen gibt und zum anderen weil es sehr wenig Strom braucht Daten zu senden. Das schont Batterien und hält damit auch schön lang. Ich will ja nicht dauernd Batterien wechseln müssen…

So das schließt erst mal den ersten Schritt ab. Im zweiten Teil dieser Serie werd’ ich beschreiben, wie genau ich die Funkmodule gebaut habe.

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