Statt viel Geld für inkompatible Steuergeräte verschiedener Hersteller auszugeben, bauen Sie mit RaspBee und einem Raspberry Pi Ihr Smart Home deutlich günstiger auf.
Zahlreiche Hersteller bieten inzwischen Smart-Home-Komponenten mit unterschiedlichsten Funktionen an. So lassen sich nicht nur Leuchten durch Bewegungssensoren oder zeitgesteuert ein- und ausschalten, sondern auch herkömmliche Haushaltsgeräte über intelligente Steckdosen aktivieren. Selbst für Videoüberwachungsanlagen gibt es inzwischen Schnittstellen zur Integration in die Hausautomation.
Speziell bei IoT-Systemen, die das Zigbee-Protokoll nutzen, macht sich jedoch schnell ein gravierender Nachteil bemerkbar: Fast jeder Hersteller kocht sein eigenes Süppchen. Auf der Verpackung der Geräte findet sich zwar das Zertifizierungslogo der Zigbee Alliance, was die Komponenten als Zigbee-kompatibel ausweist. Allerdings kommen oft herstellerspezifisch individuelle Profile und verschiedene Protokollversionen zum Einsatz, die mit Fremdgeräten nicht kommunizieren.
Im schlimmsten Fall müssen Anwender daher mehrere Hubs zum Steuern von Endgeräten unterschiedlicher Hersteller einsetzen. Diesem Manko lässt sich mit einem Raspberry Pi jedoch beikommen, indem Sie den Mini-Rechner als Schaltzentrale für Ihr Smart Home konfigurieren.
Zigbee für RasPi
Der Raspberry Pi unterstützt das Zigbee-Protokoll nicht von Haus aus. Durch ein Aufsatzmodul für die Kommunikation mit Zigbee-Geräten erweitern Sie den Einplatinenrechner jedoch im Handumdrehen zum Hub für Ihr Smart Home. Über eine webbasierte Schnittstelle verwalten Sie danach herstellerübergreifend die im Haus vorhandenen Zigbee-Komponenten.
Das von der Firma Dresden Elektronik Ingenieurtechnik GmbH [1] entwickelte RaspBee-Modul [2] kostet rund 35 Euro, kommt mit einer umfangreichen Software-Ausstattung und lässt sich auch von ungeübten Anwendern schnell und einfach installieren. Es beherbergt als zentralen Baustein einen speziell für die Heimautomation konzipierten 8-Bit-Mikroprozessor des Typs Atmel ATmega256RFR2.
Das RaspBee-Aufsteckmodul arbeitet im 2,4-GHz-Frequenzband, ist auf eine geringe Leistungsaufnahme hin optimiert und verfügt über einen eingebauten Leistungsverstärker. Letzterer sorgt dafür, dass das System über eine Reichweite von bis zu 500 Meter verfügt. Es kommt vorkonfiguriert mit einer Zigbee-Firmware, lässt sich mithilfe eines Bootloaders aber auch mit individueller Firmware bestücken. Dazu nutzt das System die Software GCFFlasher, die Sie bei Bedarf von der Webseite des Anbieters beziehen. Dort finden Sie auch eine ausführliche Anleitung zum Flashen einer Firmware [3].
Als Gateway verwaltet das Modul bis zu 200 Knoten, was selbst für eine größere Installation in einem Einfamilienhaus mit verschiedensten Komponenten ausreichen sollte. Dabei kann das RaspBee-Modul elektronische Vorschaltgeräte unterschiedlicher Hersteller ebenso ansprechen wie einzelne Leuchtmittel, Schalter und Sensoren. Einen herstellerspezifischen Hub brauchen Sie dazu nicht mehr. Zu den Philips-Hue-Hubs ist das RaspBee-Modul allerdings nicht kompatibel.
Der Hersteller liefert ein umfangreiches Software-Paket mit, das auf das Steuern von Leuchten fokussiert. Dazu gehören eine webbasierte Applikation zur Leuchtensteuerung, die grafische Deconz-Zigbee-Software, ein Bootloader-Werkzeug sowie verschiedene Tools zur individuellen Anpassung und Konfiguration.
Die Deconz-Software richtet sich eher an Entwickler, denen sie die Integration bislang nicht unterstützter Komponenten in ein bestehendes Zigbee-Netz ermöglicht. Mit der Anwendung lassen sich mithilfe einfacher XML-Dateien eigene Plugins entwerfen und mit wahlfreien Bindings in das Zigbee-Netz einbinden. Die Deconz-Software sucht zudem automatisch nach Netzwerkteilnehmern und stellt diese zur Verwaltung des Netzwerks grafisch dar.
Den RaspBee einrichten
Das RaspBee-Modul kommt in einem kleinen Päckchen und hat in etwa das Format eines mittelgroßen USB-Sticks. Auf der Oberseite befinden sich als größte Komponenten der Atmel-Prozessor und die Antenne, während auf der Unterseite ein 12-poliger Anschluss vorhanden ist (Abbildung 1). Eine ausführlich bebilderte einseitige Anleitung zur Inbetriebnahme des Aufsteckmoduls liegt der Lieferung bei.
Abbildung 1: Kaum größer als ein kleiner USB-Speicherstick: das RaspBee-Modul.
Zur Installation lösen Sie zunächst alle Kabel von Ihrem Raspberry Pi. Das RaspBee-Modul findet anschließend auf den letzten sechs Reihen der GPIO-Pin-Leiste des Rechners seinen Platz. Anschließend laden Sie das vorkonfigurierte RaspBee-Image von der Webseite des Anbieters Phoscon herunter [4].
Das Image eignet sich für alle RasPi-Modelle inklusive der neuesten vierten Generation. Das Abbild benötigt aufgrund seines Umfangs eine Micro-SD-Karte von mindestens 8 GByte Kapazität, die außerdem einen schnellen Betriebsmodus unterstützen sollte. Der Hersteller empfiehlt mindestens eine Karte der Class-10-Spezifikation.
Die Firma Phoscon bietet zahlreiche Abbilder als XZ-Archive zum Herunterladen an, die allesamt auf dem aktuellen Raspbian “Buster” basieren. Die Entwickler unterscheiden zwischen Varianten mit und ohne Desktop-Umgebung sowie zwischen Stable- und Beta-Versionen. Speziell für Smart-Home-Neulinge und Einsteiger empfiehlt es sich, die stabile Desktop-Variante zu verwenden, die eine komfortable Bedienoberfläche mitbringt und frei von bösen Überraschungen sein sollte.
