Aus Raspberry Pi Geek 02/2020

Heimautomation mit dem PC und Linux

© mackoflower, 123RF

Lichtmeister

Erik Bärwaldt

Das smarte Home hilft zuweilen beim Energiesparen und sorgt gegebenenfalls auch für mehr Sicherheit. Wir zeigen eine besonders pfiffige Lösung zum Ansteuern unterschiedlicher Fabrikate.

Smarte Geräte im trauten Heim stehen bei vielen Konsumenten hoch im Kurs. Doch die Freude an diversen Sensoren, Schaltern und Geräten währt häufig nur kurz: Steuergeräte der einzelnen Hersteller, die sich nicht mit Fremdgeräten vertragen, veraltete Software und inkompatible Standards verleiden so manchem Anwender den Spaß an der nicht eben billigen Technik. Zumindest, was die unterschiedlichen Standards angeht, hilft Linux als gemeinsamer Nenner weiter, Geräte verschiedener Hersteller anzusteuern.

Der Markt der Hausautomation befindet sich erst in der Entwicklung, ein gemeinsamer Standard scheint derzeit noch in weiter Ferne. Daher wirkt das Angebot an smarten Geräten alles andere als einheitlich: Neben Fernsehgeräten und Lautsprechern, die über herkömmliche WLAN- und Bluetooth-Schnittstellen kommunizieren, gibt es Sensoren, intelligente Stecker, Kameras und Leuchtmittel, die das Zigbee- oder das Z-Wave-Protokoll unterstützen.

Beide Protokolle wurden speziell für die Heimautomation und Industriesteuerungen entwickelt und konkurrieren miteinander. Beide arbeiten als sogenannte Mesh-Netze, bei denen alle Geräte untereinander kommunizieren. Dieses Verhalten ermöglicht es, dass Komponenten auch außerhalb der Reichweite des Gateways (Hubs) funktionieren, solange sie die erforderlichen Signale von anderen Geräten innerhalb des Netzes erhalten.

Zudem fällt durch diese verteilte Netzwerkstruktur auch der Energiebedarf der einzelnen Komponenten deutlich geringer aus als bei herkömmlichen WLAN-Installationen. Endgeräte, die das Zigbee-Protokoll nutzen, erfordern jedoch meist herstellerspezifische Steuergeräte, die wiederum keine Geräte und Komponenten anderer Hersteller integrieren.

Im Extremfall müssen Sie also beim Verwenden von Komponenten mehrerer Hersteller auch mehrere Steuergeräte betreiben. Dieser Nachteil des Zigbee-Protokolls resultiert aus dessen umfangreicher Spezifikation, die viele Hersteller in ihren Komponenten nur teilweise umsetzen oder mit eigenen Erweiterungen versehen.

Der dabei von zahlreichen Herstellern ausgeübte Zwang zur Cloud-Integration erscheint aus Hinsicht des Datenschutzes höchst bedenklich. Das Einbinden der Komponenten in die Cloud bietet zwar unter Umständen durchaus Vorteile, etwa um von unterwegs aus smarte Geräte zu Hause zu bedienen. Allerdings halten sich die meisten Hersteller bezüglich der konkreten Art der Verwendung und Sicherung der anfallenden Daten bedeckt. Sie wissen also weder, welche Daten ein Hersteller wie lange in der Cloud speichert, noch, ob und wozu er sie nutzt. Angesichts der Tatsache, dass viele der Anbieter von Smart-Home-Devices aus der Volksrepublik China stammen, verbieten sich Geräte mit zwangsweiser Cloud-Integration im Grunde von selbst.

Zudem birgt das IoT in diesem Kontext ein weiteres Risiko: Stellt eine Firma den Betrieb oder ein Produkt ein, kommt es vor, dass es sich nicht mehr oder nur noch eingeschränkt nutzen lässt [1], wie kürzlich beim insolventen Türklingel-Hersteller Nello [2] geschehen.

Flexibel

Einen anderen Weg beschreitet das deutsche Unternehmen Dresden Elektronik Ingenieurtechnik GmbH [3]: Der Verkehrs- und Funktechnik-Spezialist bietet für das herstellerübergreifende Verwenden von Hausautomationskomponenten einen USB-Stick [4] sowie ein Aufsteckmodul für den Raspberry Pi [5] an, die als Gateway dienen.

Den ConBee-2-Stick beziehen Sie über den firmeneigenen Webshop oder über Drittanbieter für rund 45 Euro [6], das RasPi-Aufsteckmodul RaspBee Premium für rund 35 Euro [7]. Zusätzlich bietet Dresden Elektronik mit Deconz eine plattform- und herstellerübergreifende Software an, mit deren Hilfe Sie Ihre Infrastruktur zur Heimautomation steuern.

Die Software gibt es für die aktuell gepflegten Ubuntu-LTS-Varianten sowie als Docker-Image. Damit steuern Sie mehrere Gateways simultan, ebenso verschiedenste Endgeräte wie Schalter, Sensoren und Leuchtmittel. Zudem ist Deconz sowohl mit dem RasPi-Modul als auch dem ConBee-2-USB-Stick kompatibel.

Deconz bietet überaus detaillierte Einstellungen zur gesamten heimischen Zigbee-Infrastruktur und erscheint daher für Endanwender, auch aufgrund der englischsprachigen Oberfläche, zunächst sehr verwirrend. Daher bietet das Unternehmen mit der Phoscon-App eine zusätzliche webbasierte Steuerungssoftware an, die sich dank einer deutschsprachigen Bedienerführung auch für Nutzer ohne Vorkenntnisse eignet.

Sowohl der ConBee-2-Stick als auch das RasPi-Aufsteckmodul eignen sich ausschließlich für Komponenten, die nach dem Zigbee-Standard arbeiten. Z-Wave-Geräte unterstützt der Hersteller bislang nicht.

Inbetriebnahme

Deconz lässt sich aus dem entsprechenden Repository, das Sie in Ihre Ubuntu-Installation integrieren, einfach installieren. Der Hersteller stellt dazu eine genaue Anleitung auf seiner Webseite bereit [8]. Anschließend finden Sie im Untermenü Entwicklung des Desktops einen entsprechenden Starter.

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