Die ersten Schritte mit Smarthome in der Bastler-Edition

Bisher hat mein vollständiges Smarthome-Setup aus vier Elgato Eve Thermo’s der ersten Generation bestanden. Beim Stöbern durch YouTube bin ich auf die Geräte von Shelly gestoßen. Diese Entdeckung sollte einiges ändern.

Bisher hat mich der Kostenfaktor für Smarthome-Geräte davon abgehalten mich mit diesem Thema zu beschäftigen. Oft kostet ein Gerät um die 50€. Am Ende wird alles recht teuer, wenn man die komplette Wohnung smart machen möchte.

Der Shelly 1 kostet nur 10€ und ermöglicht einen klassischen Stromkreis smart zu machen. Denn für mich ist ein Smarthome erst dann richtig spannend, wenn ich auch bestehende Elektrik, wie zum Beispiel die Deckenleuchten schalten kann. Genau an der Stelle setzt der Shelly an. Das Gerät wird in die Dose des Lichtschalters verbaut. Der Schalter selbst behält seine Funktionalität und man kann das Licht dann über eine Software-Lösung und den Schalter selbst ein- und ausschalten. Genau das was ich wollte.

Der Shelly 1 war schnell bestellt ohne mich vorher genauer mit der Integration zu beschäftigen, da die Grundvoraussetzungen so spannend geklungen haben. Zum Zeitpunkt der Bestellung bin ich aber erstmal davon ausgegangen, dass ich die Geräte sehr wahrscheinlich mit einer alternativen Firmware flashen muss, damit ich sie über MQTT in Home Assistant integrieren kann.

Die Geräte sind schon sehr offen gebaut worden. Die Pins zum Flashen sind direkt nach außen geführt, um eine alternative Firmware aufzuspielen. Man muss also nicht das Gerät öffnen, um eine alternative Firmware zu flashen.

Des Weiteren setzt der Hersteller nicht zwingend auf eine Cloud, wenn man die originale Firmware weiterhin verwenden möchte. Die Idee hinter dem Gerät gefällt mir, da ich alles lokal im Netzwerk verwalten möchte.

Die Bestellung war schnell erledigt und somit muss die Zeit bis die Shelly’s angekommen gefüllt werden, denn jetzt hat mich das Thema voll gepackt.

Wemos D1 mini

Wenn mich ein Thema sehr interessiert, dann kann ich so schnell nicht mehr aufhören mich weiter in das Thema einzulesen. Im gleichen Zeitraum, in dem ich die Shelly 1 bestellt habe, habe ich mir auch zwei Wemos D1 mini, einen Temperatur-Sensor (BME280) und ein OLED Display bestellt. Der ursprüngliche Gedanke war, eine kleine Wetterstation zu bauen. Im Optimalfall sollte diese auch in das Smarthome integriert werden.

Ein weiterer Gedanke war mit dem Wemos D1 mini und dem Temperatur-Sensor die Temperatur im Wohnzimmer zu messen, um die Heizungssituation zu optimieren. Das Wohnzimmer und die Küche sind ein großer Raum, jedoch sind die zwei Heizkörper nur in der einen Seite des Raumes positioniert. Bis jetzt steuere ich die Heizköper über die Eve Thermo’s. Die Geräte messen die Temperatur sehr nah am Heizkörper, arbeiten nicht zusammen und kennen die Temperatur in der Mitte des Raumes nicht.

Deswegen die Idee ein Temperatur-Sensor in der Mitte des Raumes zu positionieren und diese Temperatur als Referenz zu nutzen. Dank fertigen Software-Lösungen (Tasmota oder ESPEasy) für den Wemos D1 mini war die Temperatur schnell ausgelesen und über MQTT an Home Assistant geschickt. Home Assistant sollte die Zentrale sein und die Raumtemperatur an die Z-Wave-Thermostate senden. Für die Heizung wollte ich Z-Wave-Thermostate einsetzen. Leider war meine Recherche im Vorhinein nicht intensiv genug. Dazu aber später mehr.

Von früheren Bastelstunden mit dem Raspberry Pi hatte ich noch ein Relais-Modul in der Schublade liegen. Dies habe ich wieder reaktiviert. Auf den Wemos D1 mini habe ich Tasmota aufgespielt und das Relais-Modul angeschossen. Damit wird jetzt eine Stehlampe und die Weihnachtsbeleuchtung in der Weihnachtszeit geschaltet. Tasmota kommuniziert mit Home Assistant über MQTT.

Die ursprüngliche Idee eine kleine Wetterstation aufzubauen, habe ich dann fürs erste nicht mehr weiterverfolgt, da die Wemos D1 mini’s eine andere Aufgabe bekommen haben. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung läuft ein Wemos D1 mini mit Tasmota, um die Stehlampe und bis vor einigen Wochen die Weihnachtsbeleuchtung zu schalten.

Den anderen Wemos D1 mini verwende ich dafür, um die Temperatur und Luftqualität im Büro zu messen. Auf die Messung der Luftqualität gehe ich am Ende des Artikel noch mal ein. Aber zuvor ein kurzer Ausflug in die Z-Wave-Welt und der Versuch damit die Heizungssituation zu optimieren.

Das Z-Wave-Abenteuer

Die Geräte von Elgato funktionieren mit HomeKit super, jedoch lässt sich mit ihnen über keinen anderen Weg kommunizieren und somit auch nicht in Home Assistant integrieren. Stand jetzt. Meine Idee war, dass ich die aktuellen Thermostate mit Z-Wave-Thermostaten austausche, da man diese in Home Assistant einbinden kann. Wenn man erstmal etwas naiv an die Sache ran geht, weil man denkt: „Hey, ich packe einen Z-Wave-Controller an Home Assistant und dann sollte die Kommunikation mit einem Z-Wave-Thermostat doch ganz einfach funktionieren.“ – Es war natürlich nicht so.

Im Abschnitt über den Wemos D1 mini habe ich schon geschrieben, dass ich mit dem kleinen Controller und einem Temperatur-Sensor dem Z-Wave-Thermostat die externe Temperatur zusenden wollte. Das Thermostat unterstützt diese Funktion laut Datenblatt. Für den ersten Test sollte ein Z-Wave-Thermostat integriert und gesteuert werden.

Nach einiger Recherche habe ich herausgefunden, dass die Bibliothek, auf die Home Assistant setzt, veraltet ist. Somit haben Konfigurations-Dateien gefehlt und ich konnte das Z-Wave-Thermostat nicht einfach einbinden und es mussten weitere Konfigurations-Dateien eingebunden werden. Nach einigen Stunden der Recherche und des Lesen des Forums konnte ich das Thermostat einbinden und über Home Assistant ansteuern.

Die Z-Wave-Bibliothek scheint aber noch nicht den vollständigen Funktionsumfang von Z-Wave abzudecken und somit war es nicht möglich, die Temperatur, die vom Wemos D1 mini über MQTT geliefert wird als Referenz-Temperatur zu nutzen.

Nächster Schritt war dann ein Z-Wave-Multi-Sensor zu kaufen, weil man theoretisch Z-Wave-Geräte in eine Gruppe packen kann und dann sendet der Sensor die aktuelle Temperatur nicht nur an den Controller und an Home Assistant, sondern auch an das Heizungsthermostat. Theoretisch sollte das gehen und die Funktion ist auch eigentlich im Protokoll abgedeckt. Leider blieb der Erfolg aus die Geräte miteinander zu verknüpfen und nach vielen Stunden habe ich dann aufgegeben.

Somit geht der lange Umweg über die Z-Wave-Welt für den aktuellen Zeitpunkt zu Ende, da ich mein Ziel mit der Technologie nicht umsetzen konnte. Das Thermostat von Elgato wurde wieder aktiviert und übernimmt die Steuerung der Heizung.

Weiter mit HomeKit oder doch Homematic?

Aktuell habe ich den Punkt, dass mich das Thema schon sehr stark nervt, es mir aber trotzdem keine Ruhe lässt. Grundsätzlich machen die Eve Thermo’s einen guten Job. Aber ich weiß es ist noch viel Luft nach oben und man kann noch mehr automatisieren und den großen Raum besser heizen. Homematic wirbt aktiv mit dem Raumklima, das genau das macht was ich mir vorstelle. In meinem Fall würden sich zwei Heizungsthermostate nach einem externen Temperatur-Sensor richten. Das Bastlerherz schlägt bei Homematic auch etwas höher, denn man kann die Zentrale auch auf einem Raspberry Pi betreiben und muss nicht zur offiziellen Zentrale (CCU) von Homematic greifen.

Bei Homematic bin ich mir sicherer, dass die Software und die Hardware besser zusammenspielen, da alles aufeinander abgestimmt ist. Bei dem Z-Wave-Setup mit Home Assistant wäre ein Software-Update der Sensoren und Aktoren wohl recht aufwendig geworden. Bei Homematic ist es mit einem Klick aus der Zentrale möglich. Es macht auf mich einen besseren Eindruck und das Zusammenspiel sollte besser funktionieren.

Die Thermostate und der Temperatur-Sensor von Homematic sind schon geliefert worden. Leider hat das Funkmodul für den Raspberry Pi aktuell eine sehr lange Lieferzeit und ich muss warten bis ich wieder das Smarthome weiter optimieren kann.

Luftqualität im Büro

Da ich mit der Optimierung im Wohnzimmer und in der Küche fürs erste nicht weitergekommen bin, habe ich mich ein bisschen um die Arbeitsbedingungen im Büro gekümmert; genauer um die Luftqualität. Mit dem Wemos D1 mini, einem MH-Z19B und der ESPEasy-Software wird der CO2-Gehalt im Büro gemessen, die Werte über MQTT an Home Assistant geschickt und mit NodeRed ausgewertet. Wenn der CO2-Gehalt über 1500ppm steigt, dann bekomme ich über Telegram eine Nachricht geschickt, dass es wieder Zeit zum Lüften ist. Fällt der Wert wieder unter 500ppm, gibt es eine weitere Nachricht, damit ich die Fenster wieder schließe.

Ich war doch sehr erstaunt wie schnell der Wert steigt und es dann wieder ratsam ist zu lüften und somit die Konzentration wieder steigt.

Zwischenstand

Wenn du es bis zu diesen Zeilen geschafft hast, wirst du merken, dass diesem Themenbereich fast keine Grenzen gesetzt sind. Wenn man sich darauf einlässt und man Spaß am Basteln und selber Ausprobieren hat, kann man wirklich viel Zeit mit dem Thema verbringen. Natürlich gibt es auch viele fertige Lösungen, aber das wäre für mich nichts. Mit der Bastel-Edition hat man natürlich sehr viele Möglichkeiten und wird an keiner Stelle eingeschränkt und kann die unterschiedlichen Geräte von verschiedenen Herstellern miteinander agieren lassen.

Natürlich ist das Thema für mich noch lange nicht abgeschlossen und wenn das Homematic-Funk-Modul und der Raspberry Pi geliefert werden, geht es weiter.