Automatisierung mit Homematic-Schaltaktoren am Beispiel einer Feuchtigkeitsregelung im Bad

Smart-Home-Systeme bietet viele Möglichkeiten der Automatisierung. Wie bereits in unseren anderen Beiträgen dargestellt, haben wir uns bei unserem Hausbau für eine Smart-Home-Lösung mit Homematic/Homematic IP entschieden.

Im folgenden Beispiel möchten wir euch zeigen, wie man Prozesse mit Hilfe von RaspberryMatic, der Zusatzsoftware RedMatic und dem Homematic-Schaltaktor HM-LC-Sw1PBU-FM* automatisieren kann. Die Software läuft bei uns auf der Smart-Home-Zentrale Charly von ELV.

Als zu automatisierenden Prozess hab ich die Feuchtigkeitsregelung in unserem Badezimmer gewählt. Die Lüftung in unserem Bad musste bisher über einen Schalter manuell zu- und abgeschaltet werden, wobei das Abschalten über eine Nachlaufsteuerung mit 6 min Nachlaufzeit realisiert wurde. Gestört hat uns das vor allem beim Duschen, denn um die Luftfeuchtigkeit wieder zu reduzieren, muss der Lüfter angeschaltet werden. Wenn man anschließend das Haus verlässt oder schlafen geht, läuft der Lüfter über Stunden, auch unnötig, bis man ihn wieder manuell ausschaltet. Wir wollten daher eine Steuerung des Lüfters in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit. Hierzu sei noch gesagt, dass unser Lüfter keinen Feuchtigkeitssensor besitzt. Diese Funktion wird von unserem Homematic IP-Wandthermostat HmIP-BWTH* übernommen.

Um nun die Automatisierung vorzunehmen, haben wir den verbauten Unterputzschalter und die Nachlaufsteuerung durch den Homematic-Schaltaktor HM-LC-Sw1PBU-FM ersetzt. Den Schaltaktor gibt es in einer einbaufertigen Variante* und als Bausatz*. Ich habe den Bausatz gekauft, der günstiger ist, aber zunächst fertig bestückt werden muss.

Zusammenbau des Homematic-Schaltaktor-Bausatzes

Der Zusammenbau des Homematic-Schaltaktors HM-LC-Sw1PBU-FM* ist deutlich aufwendiger als beispielsweise bei der Smart-Home-Zentrale Charly*. Während bei der Zentrale lediglich 1 Bauelement bestückt werden musste, sind es hier 17. Da das Gerät mit 230V Netzspannung betrieben wird, können Fehlern bei der Bestückung schnell zu erheblichen Schäden führen. Ich empfehle daher den Bausatz nur bei vorhandener Erfahrung mit der Bestückung von Leiterplatten und elektrotechnischen Kenntnissen.

Die folgende Bildgalerie zeigt den Inhalt des Bausatzes, die fertig bestückten Platinen und den Einbau in das Gehäuse. Detaillierte Erklärungen zum Zusammenbau findet Ihr in den Anleitungen, die dem Bausatz beiliegen.

Der Zusammenbau ist damit abgeschlossen.

Einbau des Homematic-Schaltaktors in die Unterputzdose

Im nächsten Schritt haben wir die bereits verbaute Unterputzdose und die Nachlaufsteuerung durch den Homematic-Schaltaktor ersetzt. Hierzu wurden die verbauten Komponenten zunächst entfernt und anschließend der Schaltaktor mit L und N des Netzes verbunden. N wurde weiterhin direkt mit dem Lüfter verbunden. Der Anschluss von Phase L des Lüfters wurde an den Relaiskontakt 2 des Homematic-Schaltaktors angeschlossen. Der Anschluss ist nochmal im folgendem Bild dargestellt, wobei die Lampe durch den Motor des Lüfters ersetzt wird.

Homematic-Schaltaktor Anschluss
Homematic-Schaltaktors HM-LC-Sw1PBU-FM – Anschluss

Hinweis: Solltet Ihr den Anschluss des Schaltaktors selbst vornehmen, achtet auf Spannungsfreiheit. Beachtet die 5 Sicherheitsregeln der Elektrotechnik!

Ist der Anschluss abgeschlossen, muss der Aktor in der Unterputzdose verschraubt werden. Die Schalterwippe darf dabei noch nicht auf den Schaltaktor gesetzt werden, da zum Anlernen der Config-Taster am Schaltaktor gedrückt werden muss. Dieser ist sonst durch die Schalterwippe verdeckt.

Anlernen des Homematic-Schaltaktors unter RaspberryMatic

Ist der Einbau des Homematic-Schaltaktors HM-LC-Sw1PBU-FM* abgeschlossen, muss er in RaspberryMatic angelernt werden. Hierzu ist zunächst die Web-Oberfläche von RaspberryMatic zu öffnen und in der rechten oberen Ecke auf „Gerät anlernen“ zu klicken. Im sich öffnenden Fenster ist „HM Gerät anlernen“ zu klicken. Anschließend ist der Aktor durch Betätigen der Config-Taste in den Anlernmodus zu versetzen. Das Gerät wird daraufhin im unteren Fensterbereich im Posteingang angezeigt und kann konfiguriert werden. Die Konfiguration ist mit „Fertig“ zu bestätigen. Die eigentliche Konfiguration erfolgt dann unter Einstellungen → Geräte. 

Homematic-Schaltaktor konfigurieren
Homematic-Schaltaktors HM-LC-Sw1PBU-FM – Konfiguration

Im dargestellten Menü können die Aktionen für Tastendrücke konfiguriert werden. Auch der Nachlauf beim Ausschalten kann eingestellt werden. Die Konfiguration ist mit „OK“ zu bestätigen.

Ist die Konfiguration abgeschlossen, solltet ihr noch den Kanal öffnen und den Übertragungsmodus auf „gesichert“ stellen, damit die Funkübertragung verschlüsselt stattfindet.

Anschließend kann die Programmierung begonnen werden.

Programmierung der Logik

Nachdem der Schaltaktor angelernt ist, kann die Logik programmiert werden. In unserem Fall soll der Lüfter bei einer Luftfeuchtigkeit von 65 % automatisch ein- und bei einer Unterschreitung von 60 % wieder ausschalten.

Die Programmierung erfolgt mit Hilfe der Zusatzsoftware RedMatic.

Redmatic - Automatisierung Lüfter
RedMatic – Automatisierung Lüfter mit Homematic-Schaltaktor

Der Programmcode besteht aus 4 Knoten, die im folgenden erklärt werden.

Knoten 1: Das Auslesen der Luftfeuchtigkeit

Zunächst muss die Luftfeuchtigkeit erfasst werden. Wie bereits erwähnt, ist der Feuchtigkeitssensor in unserem Homematic IP-Wandthermostat HmIP-BWTH* integriert.

Der Messwert wird über den „value“-Knoten ausgelesen. Um den Wert zu erhalten, muss unter „Channel“ Kanal 1 des Wandthermostats eingestellt werden. Die Kommunikation läuft über das HmIP-RF-Interface. Als „Datapoint“ ist „HUMIDITY“ zu wählen.

Redmatic - Lesen der Luftfeuchtigkeit
RedMatic – Konfiguration „value“-Knoten zum Auslesen der Luftfeuchtigkeit

Damit gibt der Knoten bei jeder Ausführung den Luftfeuchtigkeitswert in % aus. Der Haken bei „Emit changed values only“ bewirkt, dass der Code nur bei Änderungen der Luftfeuchtigkeit ausgeführt wird.

Hinweis: Der Code wird nur ausgeführt, wenn das Wandthermostat eine Statusmeldung an die Steuerung sendet. Die Häufigkeit hierfür kann über die Geräteinstellungen in RaspberryMatic beeinflusst werden.

Knoten 2: Der Vergleich mit den Schaltschwellen

Der Messwert wird nun mit dem „bangbang“-Knoten ausgewertet. Der Knoten bietet einen Schwellwertvergleich mit Hysterese. Zur Konfiguration sind lediglich die Schaltschwellen in die Felder „Upper“ und „Lower“ einzutragen.

Redmatic - Vergleich mit Schwellwerten
RedMatic – Vergleich mit Hysterese

Werden nun 65 % Luftfeuchtigkeit erreicht, liefert der Knoten TRUE und erst bei Unterschreitung von 60 % wird wieder FALSE ausgegeben.

Knoten 3: Die Unterdrückung aller nicht geänderten Werte

Um zu verhindern, dass manuelle Bedienungen des Homematic-Schaltaktors HM-LC-Sw1PBU-FM* durch den Code überschrieben werden, wird der „rbe“-Knoten genutzt. Der Modus dieses Knotens wird auf „block unless value changed“ gestellt. 

Redmatic - Unterdrückung ungeänderte Werte
RedMatic – Unterdrückung nicht geänderter Schaltzustände

Hierdurch wird erreicht, dass nur geänderte Schaltzustände weitergegeben werden. Eine Deaktivierung des Lüfters erfolgt also durch den Programmcode nur, wenn vorher die 65 % Luftfeuchtigkeit überschritten wurden.

Knoten 4: Die Steuerung über den Funkkanal

Abschließend sind die Befehle an den Homematic-Schaltaktor zu senden. Dies erfolgt analog zum Lesen der Luftfeuchtigkeit mit dem „value“-Knoten. Angesteuert werden soll Kanal 1 des Schaltaktors. Der zu wählende „Datapoint“ ist „STATE“.

Redmatic - Steuerung Funkkanal
RedMatic – Steuerung des Homematic-Schaltaktors

Nach Abschluss der Programmierung muss der Code noch verteilt werden. Dies erfolgt über den „Deploy“-Button in der rechten oberen Ecke.

Zusammenfassung

Durch Einsatz einer Smart-Home-Lösung mit RaspberryMatic und dem Homematic-Schaltaktor HM-LC-Sw1PBU-FM* kann einfach eine Automatisierung verschiedener Komponenten in Abhängigkeit unterschiedlicher Bedingungen realisiert werden. In unserem Beispiel wurde die Automatisierung einer Badlüftung in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit realisiert. Die vorhandene Lüftung ohne Feuchtigkeitssensor wurde damit um eine Feuchtigkeitsregelung ergänzt.  

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