Heim-Automatisierung: der Kern

Angetrieben von dem Verdacht, dass unser unisolierter Keller vielleicht zu feucht sein könnte, habe ich mir vorgenommen, unser Haus zu überwachen und teilweise zu automatisieren. Bis es soweit ist, liegt aber noch ein weiter Weg vor mir. In dieser Blogpost-Serie will ich von dem Weg berichten.

Die erste Frage, die ich mir bei dem Projekt gestellt habe, war, auf welche Technologie ich setzen sollte. Es gibt mittlerweile eine Reihe von Ansätzen und Anbietern, die fertige Plug-And-Play-Lösungen bereitstellen (z.B. Phillips Hue für Beleuchtung, Homematic, FS20, …). Aber auch auf Softwareseite sprießen die Frameworks gerade massiv aus dem Boden (Eclipse Smart Home, OpenHAB, …). Da der Weg aber das Ziel ist und ich sowohl bei der Hardware als auch bei der Software basteln wollte und will, habe ich mich für eine vollständig eigenständige Lösung entschieden. Ein Schritt, den ich später mit Sicherheit noch bereuen werde.

Im Kern steht ein Raspberry Pi. Später kann es sein, dass es sogar mehrere miteinander vernetzte RaspPis werden. Auch wenn nicht die Sprache der Wahl für hardwarenahe Lösungen, habe ich mich dennoch für Java als Programmiersprache entschieden. Einfach weil ich darin zur Zeit am liebsten entwickle. Durch die ersten Trial-And-Error-Versuche (auf modern: agile P-D-C-A oder Plan-Do-Check-Act-Zyklen) bin ich mittlerweile bei folgender Architektur angekommen:

architektur

Auf dem Raspberry Pi läuft das (Standard-)Betriebssystem Raspbian. Als Ökosystem für den Start habe ich außerdem einen MySQL-Datenbankserver, Java und die WiringPi-Bibliothek installiert. Ich werde hier nicht die Basics zum Aufsetzen eines neuen Raspberry Pis beschreiben, dazu gibt es ausreichend (sehr gute) Anleitungen in diesem Internet. Kern der eigentlichen Lösung ist ein Java-Programm, das ich RaspiServer genannt habe. Es wird später die Aufgabe haben, die Sensoren und Aktoren anzusprechen, Sensordaten in der Datenbank abzulegen und als Webserver den aktuellen Stand zur Verfügung zu stellen (und vielleicht viel mehr). Tatsächlich sind für die verschiedenen Sensoren auch noch ein paar weitere Dienste und Bibliotheken notwendig, darauf gehe ich aber bei späteren Posts noch genauer ein. Zum Abschluss noch ein Bild des aktuellen Aufbaus:

raspberrypiRechts hinten ist der Raspberry Pi zu sehen. Zentrale Komponente für das Heimautomatisierungsprojekt ist die schwarze Steckerleiste (GPIO oder General-Purpose-I/O-Leiste). Dort können die Sensoren und Aktoren angeschlossen werden.

Links vorne kann man einen Tinkerforge-Stapel aus Bricks sehen. Dazu gehören auch das Display (hinten links) und die beiden Sensoren (vorne rechts). Zu Tinkerforge wird es sicher bald auch noch mal einen Post geben.

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Küche

Hier kommt das erste Projekt: eine neue Küchenzeile. So sah die alte Küchenzeile mit Spüle aus:

kuechenzeile01

Soweit so nett. Die Fliesen hatte die Vor-Vorbesitzerin – wahrscheinlich in mühevoller Kleinarbeit – selber angebracht. Was man auf dem Bild nicht sehen kann, sind die fehlende Spülmaschine und der Schimmel unter den mittlerweile undichten Fugen zwischen den Fliesen. Daher musste alles raus:

kuechenzeile02

Neue Leitungen (Strom und Wasser) haben wir von Experten verlegen lassen und dann die Wand wieder ordentlich zu gemacht:

kuechenzeile03

Erst dann ging unser eigentliches Projekt los. Wir haben bei IKEA gewildert und uns außerdem eine Spülmaschine gegönnt. Nach dem Aufbau der Schränke und Geräte musste noch die Arbeitsplatte zurechtgesägt, behandelt und eingebaut werden. Fertig ist die neue Küchenzeile:

kuechenzeile04

To be continued …