Inhaltsverzeichnis

 

1. Vorwort Inhalt

Nach einem kurzen generellen Überblick zum Thema möchte ich Ihnen in diesem Artikel nun ein paar der verfügbaren Systeme vorstellen, und sofern möglich ein bißchen auf Vorzüge und Nachteile eingehen.

Im Prinzip gibt es Lösungen in jedem Preisbereich; angefangen von den billigen Baumarkt-Funksteckdosen bis hin zu den mehrere zehntausend Teuro teuren speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) namhafter Hersteller wie Siemens oder Wago.

Konzentrieren möchte ich mich hier allerdings auf Systeme, die bis zur Größe eines Einfamilienhauses ausgelegt sind, und so um die 100 bis 150 Komponenten unterstützen. Professionelle Systeme, die als Steuerung eine SPS mit einer Vielzahl an Kanälen sowie eine Sternverkabelung aller Verbraucher zu einem zentralen Punkt im Gebäude voraussetzen und dort in einem großen Schaltschrank enden, scheiden somit aus.

Allerdings bieten nahezu alle Hersteller von Schalterprogrammen (Berker, Merten, Gira, Busch-Jäger, etc.) eigene Lösungen –teils auf Basis des KNX/EIB Standard- an für ihre Produkte. Der Vorteil liegt klar im angepaßten Design: ein Berker Funkschalter fügt sich natürlich zum einen nahtlos in die Optik des Systems (Schalter, Steckdosen, etc.) ein und lässt sich zum anderen über die Hersteller-eigenen Konfigurationswerkzeuge oder auch Standardwerkzeuge (für KNX) einrichten.

Aber auch Hersteller wie Siemens oder Eltako bieten inzwischen Lösungen im Bereich Heimautomatisierung an, wobei eine Integration in das Schalterprogramm durch Einbindung lediglich der Aktoren im Unterputz oder versteckt z.B. in Zwischendecken stattfindet.

Die Hersteller verfolgen insgesamt sehr modulare Konzepte, im Wesentlichen decken sie alle die im vorigen Artikel genannten Bereiche an Sensorik und Aktorik ab, zu vergleichbaren Preisen.

1.1 Kurzes Preis-Beispiel Inhalt

Schauen wir uns ein Beispiel der Firma ELTAKO an, bei dem wir ein Zimmer mit einem Heizkörper mit Automatisierung ausstatten möchten, so müssen wir für den Ventilantrieb „FKS“ 145 EUR, und für den Raumregler „FTR55D“ knapp 145 EUR berappen; netto natürlich. Weiters wird eine Funk-AccessPoint „BSC-BAP“ erforderlich, der die Steuerung der Wohnung übernimmt, ohne Software versteht sich. Da sind wir mit 298 EUR dabei. Möchten wir eine Software („FVS-Professional-Lizenz“) bekommen, dann kostet das weitere 540 EUR. Zwingend benötigen wir einen PC für diese Variante, oder wir kaufen uns einen kleinen Rechner der Firma Eltako für schlappe 888 EUR.

Ohne weiter ins Detail gehen zu wollen, ist glaube ich klar ersichtlich, dass diese Preispolitik nicht für den Massenmarkt gedacht ist. Kein Objektbesitzer möchte fünf- bis sechstausend EUR ausgeben, nur um seine Lichtlein ein- und auszuschalten.

Vielleicht geht es im Niedrig-Preis-Segment ja auch anders; ich lege den Fokus also eher auf den ambitionierten Heimanwender, der ein kleines Spielzeug sucht, denn mal ganz ehrlich: brauchen tut das Zeugs kein Mensch, wir haben auch vor 100 Jahren schon unsere Buden warmbekommen, ohne daß die Fenster elektrisch überwacht wurden. Und daß wir mal zwei Meter zum Lichtschalter laufen müssen, fördert eher die Durchblutung; ich möchte mich deswegen nur mit zwei Systemen beschäftigen, die eher im unteren Preissegment angesiedelt sind.

1.2 Ansprüche Inhalt

Die folgenden Ansprüche möchte ich an das System stellen:

• Preiswert: Irgendwo muß ja mal Schluß sein mit dem Ausnehmen.
• Integrierbar in vorhandene Schalterprogramme, möglichst ohne Neukauf von Teilen
• Zuverlässigkeit: Entweder über FEC oder bidirektionale Kommunikation mit Bestätigung der Befehle
• Sicherheit: Während es mir noch wurscht ist, ob jemand meine Schalterbetätigungen mitbekommt, möchte ich auf keinen Fall, dass besagter Jemand auf einmal auch mein Licht schalten kann.
• Funkbasiert: Kein Bock, überall Kabel durch die Wand zu ziehen.

Also, Deutschland ist eh zu fett, deswegen here goes…

2. System „FS 20“ Inhalt

Beim FS20 handelt es sich um ein von [[eQ3]] entwickeltes Steuerungs- und Regelungssystem, das hauptsächlich funkbasiert arbeitet und es dank langjähriger Marktpräsenz mittlerweile zu einer stattlichen Anzahl an Sensoren und Aktoren gebracht hat.

Das System unterstützt die Kommunikation der Komponenten untereinander oder direkt über ein PC-Interface. Der hybride Modus ist ab Werk nicht verfügbar, mit genug Aufwand lässt er sich mit entsprechender –teilweise kostenfreier- PC-Software und einer Funkschnittstelle (USB, WLAN, z.B. busware’s CUL) nachrüsten.

2.1 Technik Inhalt

Hier einmal die Eckdaten der Funkschnittstelle:

• Frequenz: ~868 MHz
• Impulsformung: Keine Ahnung
• Modulation: Amplitudenmodulation (AM)
• Codierung: On-Off-Keying (OOK), erweitert (ähnlich DCF77), feste Bit-Länge, Codierung von 0 und 1 durch unterschiedlich lange Sendeimpulse pro Bit
• Fehlerkorrektur: Keine
• Fehlererkennung: Einfache Parität
• Bidirektional: Nein
• Sicherheit: Keine
• Zuverlässigkeit: Mehrfache Übertragung des Telegramms ohne Rücksicht auf Verluste

Das geübte Ingenieursauge erkennt recht schnell, dass diese Spezifikation vor allem eines ist: ziemlich preiswert. Und so kann man es dann auch im Laden oder Onlinehandel bestätigt finden, ein Wandtaster etwa kostet den Endkunden knapp 20 €, damit ist’s in Fernost für möglicherweise nicht mehr als 5 EUR im Tausenderpacken eingekauft worden und besitzt eine entsprechende Qualität.

Der Fairness halber muß ich allerdings gestehen, dass die nicht so schlecht ist, zumindest von der Verarbeitung her; funktechnisch gesehen ist es eine andere Geschichte.

2.2 Test, Fazit Inhalt

Ich habe mir das System mit einem Dimmer und einem kleinen Taster selbst einmal kurz angeschaut (siehe entsprechender Artikel: [[HomeMatic heiratet FS20]]), bin aber schnell zu dem Schluß gekommen, dass das wirklich keinen gehobenen Ansprüchen genügen kann.

In Kürze: Von 10 gesendeten Tastendrücken kommen 7 an. Das nervt einfach. Vielleicht geht’s ja besser auch…

3. System HomeMatic Inhalt

Ohne schon zu viel vorwegnehmen zu wollen, eine kurze Einschätzung: ja, es geht. Hat ja auch lange genug gedauert. In diesem Teil des Artikels beschäftigen wir uns deswegen mit dem System „HomeMatic“, zumindest in Deutschland auch aus dem Hause eQ3.

Uns soll an dieser Stelle weniger die Entwicklungs- und Preishistorie des Systems interessieren, wir wollen uns eher mit den technischen Details beschäftigen und einmal genauer hinter die Kulissen blicken. Auch sei gleich eine weitere Sache vorweggenommen. Das Konzept ist gut, aber alles andere als vollständig. Wie traumhaft, dass es findige und motivierte Programmierer gibt, die hier Abhilfe schaffen.

3.1 Überblick Inhalt

Ohne ein allzu großes Loblied anstimmen zu wollen, muß ich doch sagen, dass das HomeMatic-System nicht schlecht durchdacht ist. Da sei zunächst der Aspekt der Zentrale genannt: Im Prinzip braucht man erst einmal keine. Die Fernbedienungen für’s Licht oder die Jalousien können direkt an den jeweiligen Stellgliedern angelernt werden und bei den Heizungen erlauben die Raumregler eine direkte Bedienung mittels Stellrädchen.

Der ganze Anlernvorgang geschieht ähnlich einfach wie bei FS20: Bei beiden Geräten drücke man einen Knopf ziemlich lange, warte ein bißchen und gut ist. Auch kann eine Fernbedienung an mehrere Lampen angelernt werden (oder andersrum) und damit mehrere Birnchen steuern. Funktionierte in der Praxis einigermaßen zuverlässig, ich werde in separaten Artikeln aber noch auf jeden Aktor einzeln eingehen; Pro & Contra gehen so übersichtlich Hand in Hand.

Steigen irgendwann die Ansprüche in Richtung „Fernbedienung aus dem Internet“, damit man etwa beim Schlußapplaus im Theater bereits die Heizung daheim einschalten kann, oder vor dem Verlassen der Bude mal kurz gucken kann, ob auch alle Fenster zu sind, wird ein bißchen mehr Hardware fällig, nämlich eine der drei zentralen Steuerungsmöglichkeiten.

3.2 Technik Inhalt

Hier einmal die Eckdaten der Funkschnittstelle, basierend auf diesem Artikel:

• Frequenz: ~868 MHz
• Impulsformung: Der Texas-Instruments CC1100 [PDF] kann optional einen Gaußfilter aktivieren zur Impulsformung, ob aktiviert, weiß ich nicht.
• Modulation/Codierung: 2-Frequenzmodulation (2-FSK)
• Fehlerkorrektur: Der CC1100 kann FEC aktivieren, ob sie aktiv ist, weiß ich nicht.
• Fehlererkennung: unbekannt
• Bidirektional: Ja
• Sicherheit: AES (128) Challenge-Response zuschaltbar bei Funk-Komponenten
• Zuverlässigkeit: Einstellbare Wiederholung, wenn keine Bestätigung seitens des Empfängers erfolgt.

Alles in allem macht diese Spezifikation einen wesentlich besseren Eindruck. Ob es mit der Sicherheit wirklich so weit her ist, kann ich nicht einschätzen. Mal ehrlich: Wenn einer in Eure Bude will, hat er ein Brecheisen mit. Dagegen hilft euch das beste AES-CR-Verfahren nichts. Trotzdem würde ich mir gut überlegen, den Fenstermotor oder das elektrische Haustürschloß, so denn bereits vorhanden, gegen die HomeMatic-Produkte auszutauschen. Der Komfortgewinn erscheint mir ziemlich gering in Anbetracht des Risikos; und Brecheisen machen Krach. Elektronische Einbrüche im Allgemeinen nicht.

3.3 Zentrale Steuerungsmöglichkeiten Inhalt

Auch wenn kein Muß, bieten die folgenden drei Geräte ein kleines Plus an Komfort.

3.3.1 USB-Konfigurationsadapter Inhalt

Zunächst kann man sich in der Lowest-Cost-Variante für den USB-Konfigurations-Adapter entscheiden. Mit einem Windowstreiber ausgeliefert bietet er die Möglichkeit, in den HomeMatic-Geräten Parameter zu ändern oder schon angesprochene direkte Verknüpfungen zwischen zwei Geräten herzustellen. Weitergehende Funktionen, insbesondere das Erstellen von Zeitprogrammen, gibt es nicht. Wenn ihr allerdings eure eigene Software einsetzen wollt und sowieso ein Rechner schon 24/7 läuft, so ist der Adapter Erste Sahne.

3.3.2 LAN-Konfigurationsadapter Inhalt

Das Ganze gibt es auch in etwas schicker, nämlich als LAN-Version. Der LAN-Adapter hat schon ein kleines Webinterface eingebaut, mit dem man HomeMatic-Geräte einstellen kann. Möchte man XML-RPC benutzen, wird allerdings wieder ein Dauerläufer-PC fällig: Und richtig, mit Windows-Betriebssystem. Dort wird ein Windows-Service installiert, der übersetzt das binäre Protokoll des LAN-Adapters in Text-XML-RPC. Der Vorteil dieses Apparates liegt wohl im Webinterface: Wer kein XML-RPC braucht, und kein Windows hat, ist hiermit sicher besser bedient als mit dem USB-Dingen.

3.3.3 Zentrale Steuerung (CCU) Inhalt

Nun, und dann gibt’s da noch die Luxus-Variante, die Zentrale CCU1. Neben einem kleinen vollwertigen Linux-Embedded-System, das schickerweise auch komplett offen ist, bietet sie im Wesentlichen den Vorteil der Hardware-RS485-Feldbus-Schnittstelle gegenüber dem LAN-Adapter sowie der Erstellung von Programmen zur Steuerung von Komponenten („Wenn Knopf1 gedrückt, schalte Licht im Badezimmer an und stelle Radiokanal Bayern 3 ein.“).

Auch bringt sie ein umfangreicheres Webinterface als das des LAN-Adapters mit; es ist vollständig HTML/AJAX-basiert und läuft in den meisten modernen Browsern. Opera 10 hatte nicht funktioniert, aber wer hat den schon.

3.4 Fazit Inhalt

Kurzer Rede langer Sinn: Es ist dann dieses System geworden. Nach und nach werde ich in dieser Kategorie jede einzelne Komponente beschreiben und auch die Selbstbaulösungen nicht vorenthalten. Denn auch, wenn es von Haus aus schon ziemlich viel kann, gibt es leider keine schicke Oberfläche. Auch auf die IT-Sicherheit müssen wir etwas genauer schauen; es kann keine Lösung sein, eine kleine ARM7-Kiste mit lighttpd über DSL direkt ins Internet zu exponieren. Jedes Skriptkiddie schießt die in Sekunden dreimal in den Orkus und retour.