Integration eines ZigBee-LED-Bandes in ein Homematic-Smart-Home mit RedMatic

Homematic/Homematic IP bietet zahlreiche Geräte für die verschiedensten Anwendungen, wie Rollladenaktuatoren, Heizungssteuerungen, Rauchmelder und viele mehr. Leider gibt es ebenfalls Anwendungen, die nicht mit Homematic-Geräten gelöst werden können. Auf dieses Problem bin ich erstmals gestoßen als ich für unser Haus einen Gasmelder gesucht habe. Homematic und Homematic IP bieten hier leider nichts an. Also habe ich mich mit anderen Systemen beschäftigt, die sich mit der Smart-Home-Steuerung von Homematic koppeln lassen. Dabei bin ich auf Geräte mit ZigBee-Schnittstelle gestoßen. Hier gibt es neben den von mir gesuchten Gasmeldern auch Kohlenmonoxid (CO)-Warner, LED-Bänder, Sensoren, Taster und vieles mehr von verschiedensten Anbietern.

In diesem Artikel möchte ich euch zeigen, wie man ZigBee-Geräte an eine Homematic-Steuerung, in meinem Fall RaspberryMatic, anlernen kann. RaspberryMatic läuft bei mir auf der Smart-Home-Steuerung Charly von ELV*. Anlernen möchte ich ein LED-Band LIVARNO LUX von Lidl*. (Gaswarner und CO-Melder folgen in einem weiteren Artikel)

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​Was wird benötigt?

Folgende Komponenten benötigt ihr:

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CC2531 ZigBee-Stick
CC2531 ZigBee-Stick

Die Vorbereitung der Homematic-Steuerung

Das folgende Video zeigt euch zunächst die Einbindung des ZigBee-USB-Sticks in der Homematic-Steuerung.

Einbindung eines ZigBee-USB-Sticks in eine Homematic-Steuerung

Installation der Software und Anschluss des ZigBee-Sticks

Ihr benötigt eine Steuerung, auf der RedMatic läuft, denn in dieser Zusatzsoftware erfolgt die Integration der ZigBee-Geräte. Um RedMatic installieren zu können, benötigt ihr RaspberryMatic oder eine CCU3. Wie genau die Installation funktioniert, zeige ich euch in meinem Artikel „RedMatic-Beispiel für den zeitgesteuerten Betrieb von Homematic Funk-Rollladenaktoren“. An diese Steuerung schließt ihr euren ZigBee-Stick an. Ich nutze hier den ITSTUFF CC2531 ZigBee-Stick*.

ZigBee-Stick CC2531
ITSTUFF CC2531 ZigBee-Stick

Es wird empfohlen diesen Stick über ein USB-Verlängerungskabel anzuschließen, um zu verhindern, dass der Funk durch den Raspberry Pi oder die Steuerung gestört wird.

Weiterhin müsst ihr das Zusatzpakete „node-red-contrib-zigbee“ in RedMatic installieren. Hierzu startet ihr zunächst RedMatic und klickt anschließend im oberen Bildbereich auf „Pakete“. In die Suchleiste gebt ihr „ZigBee“ ein. Es wird euch das Paket „node-red-contrib-zigbee“ angezeigt. Klickt auf den Button „Install“.

RedMatic - Zigbee-Paket installieren
RedMatic – ZigBee-Zusatzbibliothek installieren

Wenn ihr nun Note-RED öffnet, bekommt ihr das neue Paket „zigbee“ in den Nodes angezeigt.

RedMatic - ZigBee-Paket
RedMatic – ZigBee-Bibliothek

Mithilfe dieses Paketes lassen sich nun die Geräte eurer Wahl in eure Steuerung integrieren.

​Integration des ZigBee-Sticks in RedMatic

Um mit ZigBee-Geräten kommunizieren zu können, müsst ihr zunächst den Zigbee-Stick ITSTUFF CC2531in RedMatic anlernen. Hierzu platziert ihr den Knoten „controller“ im Arbeitsbereich. Klickt doppelt auf diesen Knoten, um ihn zu konfigurieren. An der rechten Seite erscheint der Konfigurationsbereich.

RedMatic - Konfiguration controller-Knoten
RedMatic – Konfiguration controller-Knoten

Hier müsst ihr zunächst den neuen Controller hinzufügen. Klickt dazu auf den kleinen Stift im Punkt „herdsman“. Nun müsst ihr die Einstellungen für den ZigBee-Stick treffen.

RedMatic - Konfiguration ZigBee-Stick (1)
RedMatic – Konfiguration ZigBee-Stick (1)
RedMatic - Konfiguration ZigBee-Stick (2)
RedMatic – Konfiguration ZigBee-Stick (2)

Auf der Website des ZigBee-Paketes wird empfohlen den networkKey vor dem Anlernen des ersten Gerätes zu ändern, um eine sichere Verschlüsselung zu gewährleisten. Habt ihr alle Einstellungen getroffen, bestätigt ihr dies durch klicken auf „Hinzufügen“. Klickt nun auf „Fertig“, um die Konfiguration des Knotens vorerst abzuschließen. Die getroffenen Einstellungen werden jetzt über „Deploy“ an die Steuerung übergeben. Habt ihr dies getan, müsst ihr Note-RED neu starten. Nach Abschluss des Neustarts öffnet ihr das Programm erneut und geht wieder in die Konfiguration des Controller-Knotens. Nun wählt ihr den Reiter „Devices“ aus. Dort wird euch jetzt der Stick in der Liste „devices“ angezeigt.

RedMatic - Abschluss Einrichtung ZigBee-Stick
RedMatic – Abschluss Einrichtung ZigBee-Stick

​Anlernen des ZigBee-LED-Bandes von LIVARNO LUX

Die Steuerung ist nun soweit konfiguriert um ZigBee-Geräte anlernen zu können. Um den Anlernvorgang zu starten, klickt ihr auf „PermitJoin“. Die Steuerung ist damit bereit für das Pairing mit den Geräten. Jetzt muss das anzulernende Gerät in den Pairing-Modus versetzt werden. Im Falle des LED-Bandes von LIVARNO LUX* geschieht dies durch dreimaliges ein-und ausschalten. Das LED-Band flackert daraufhin. Dieses Flackern zeigt den Anlernmodus des LED-Bandes an. Nach wenigen Sekunden leuchtet das Band kurz auf. Die Kopplung ist nun abgeschlossen. Das Gerät wird euch jetzt im Reiter „Devices“ in der Liste unterhalb des Sticks angezeigt.

RedMatic - Anlernen ZigBee-LED-Band
RedMatic – Anlernen ZigBee-LED-Band

Um den Pairing-Modus der Steuerung zu beenden, klickt auf „StopJoin“. Anschließend kann ein Name für das neue Gerät vergeben werden. Steuerung und LED-Band sind nun gekoppelt. Bestätigt die Konfiguration durch klicken auf „Aktualisieren“ und anschließend auf „Fertig“. Verteilt die getroffenen Einstellungen mit „Deploy“ auf die Steuerung. Der Knoten „Controller“ kann nun wieder entfernt werden.

​Steuerung des LED-Bandes

Die Steuerung des LED-Bandes oder anderer Geräte erfolgt über die weiteren Knoten der Bibliothek. In diesem Beispiel habe ich den Knoten „command“ verwendet. Zieht diesen Knoten nun auf die Arbeitsfläche und öffnet die Konfiguration durch einen Doppelklick. Auf der geöffneten Konfigurationsseite wählt ihr zunächst im Feld „herdsman“ den Stick aus der zur Kommunikation dienen soll. Anschließend wird das zu steuernde Gerät unter „ieeeAddr“ gewählt.

In den weiteren Einstellungen des command-Knotens kann anschließend der gewünschte Befehl konfiguriert werden. In diesem Beispiel habe ich über den Befehl (command) „moveToColor“ aus dem Cluster „lightningColorCtrl“ die Farbe des LED-Bandes gesteuert. Hier sind ebenfalls viele andere Befehle vordefiniert, die gewählt und konfiguriert werden können. Im Feld „payload“ muss jetzt das Kommando konfiguriert werden. Im Fall von „moveToColor“ muss die Farbe als x- und y-Wert im Wertebereich von 0 bis 65535 angeben werden. Der Farbübergang erfolgt fließend in der über „transtime“ definierten Zeit. Die Angabe erfolgt in 1/10 Sekunden. Abschließend kann der Befehl mittels „execute command“ getestet werden.

Ich möchte hier 2 Kommandos als Beispiel zeigen. Ausgangszustand ist ein weiß eingestelltes Licht am LIVARNO LUX-LED-Band.

LIVARNO LUX-LED-Band, weiß
LIVARNO LUX-LED-Band, weiß

Jetzt habe ich „payload“ folgendermaßen konfiguriert:

  • colorx: 10
  • colory: 10
  • transtime: 0
RedMatic - command-Knoten, Beipiel-Konfiguration 1
RedMatic – command-Knoten, Beipiel-Konfiguration 1

Nach einem Klick auf „execute command“ wechselt das LED-Band zu blauem Licht und die erfolgreiche Ausführung wird unter „response“ mit {„cmdId“:7, „statusCode“:0} quittiert.

LIVARNO LUX-LED-Band, blau
LIVARNO LUX-LED-Band, blau

Sollte ein Fehler auftreten, wird ein Error-Code angezeigt. Sollte dies der Fall sein, empfehle ich euch zunächst das LED-Band dichter an der Steuerung zu platzieren, denn die Reichweite ist begrenzt.

Analog zum ersten Beispiel führt eine Konfiguration von „payload“ mit

  • colorx: 50000
  • colory: 5000
  • transtime: 0

zu einem Umschalten auf gelbes Licht.

RedMatic - command-Knoten, Beipiel-Konfiguration 2
RedMatic – command-Knoten, Beipiel-Konfiguration 2

Nach Abschluss der Konfiguration kann der Command-Knoten in RedMatic-Programme integriert und so das LED-Band beispielsweise über das Dashboard von RedMatic gesteuert werden.

LIVARNO LUX-LED-Band, gelb
LIVARNO LUX-LED-Band, gelb

​Zusammenfassung

RedMatic ermöglicht die Integration von ZigBee-Geräten verschiedenster Hersteller in ein Homematic/Homematic IP-Smart-Home. Hierdurch können über das bestehende Sortiment hinaus, Funktionalitäten in das Smart-Home integriert werden. Benötigt wird hierfür eine Steuerung mit RaspberryMatic, z.B. die Smart-Home-Steuerung Charly*, oder eine CCU3. Auf diese Steuerung muss RedMatic mit dem Zusatzpaket „node-red-contrib-zigbee“ installiert werden. In dieser Zusatzsoftware kann der USB-Stick zur ZigBee-Kommunikation ITSTUFF CC2531* eingebunden sowie Geräte gekoppelt und angesteuert werden. In diesem Beispiel wurde ein LED-Band-Band von LIVARNO LUX* angelernt und gesteuert.

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Wer wissen möchte, wie man die Ansteuerung mit Hilfe des command-Knotens in ein RedMatic-Programm einbindet, findet im Artikel „LED-Band mittels ZigBee-command-Knotens in RedMatic steuern“ eine Anleitung.

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