Heimautomatisierung

In der CT gab es ja diesen Artikel über die Steckdose mit eingebautem ESP8266 – Sonoff S20. Dieses Teil gibt es auch noch in einer Version als Schalter ohne Steckdose – Sonoff Basic. Und diesen Schalter wiederum gibt es in einer intelligenten Ausführung mit Strommesser – Sonoff Pow. Und den ganzen Krempel kann man auch direkt in China via Ebay für weniger als die Hälfte als bei Amazon kriegen. Um genau zu sein, den Sonoff Pow für 8,80 €, dauert halt 4 – 6 Wochen.
Und diese 4 – 6 Wochen muss die Chefin jetzt warten bis sie ihre „Waschmaschine ist fertig“-Überwachung bekommt. Das Ganze ist gar nicht so kompliziert, so rein von der Idee her: Wenn der Sonoff Pow da ist kriegt er ESP Easy installiert, danach wird er zwischen Steckdose und Waschmaschine gehängt. Soviel zum Hardware-Setup. Jetzt kann man den Stromverbrauch erfassen. Wenn man das z. B. alle 5 Min macht, dann muss man sich nur den Wert der letzten Messung merken und den aktuellen dazu in Relation bringen:

1. Letzte Messung kein Stromverbrauch und jetzt Stromverbrauch: Waschmaschine gestartet
2. Letzte Messung Stromverbrauch und jetzt Stromverbrauch: Waschmaschine an
3. Letzte Messung Stromverbrauch und jetzt kein Stromverbrauch: Waschmaschine beendet
4. Letzte Messung kein Stromverbrauch und jetzt kein Stromverbrauch: Waschmaschine aus

Bei Auftreten von „Waschmaschine beendet“ sendet man dann einfach eine Nachricht via Telegram und alles ist gut. Das ist der Plan, grob zumindest. Details folgen.

Der Momentanverbrauch macht ganz schön was her, definitv. Wie man ihn einbindet und berechnet ist hier beschrieben, eigentlich keine große Sache. Insgesamt fühlt sich die Sache fertig an. Die nächsten Tage gehört die Verkabelung noch sauber gemacht. Dann hätten wir das auch, denn von der Idee mit dem Homematic Heizkörperthermostat hielt die Chefin jedenfalls überhaupt gar nichts. Klassisches vorzeitiges Projektende.

Der Plan war ja den Gasverbrauch in Relation zur Außentemperatur auszuwerten. Rein technisch ist der Aufwand übersichtlich und vor allem relativ günstig. Ein Reed-Relais am Gaszähler zählt wenn sich am Zählwerk was tut und gibt es an den FHEM Server weiter, dort werden die Ticks dann ausgewertet. Die Temperaturdaten liefert die Wetterstation oder man holt sie sich aus dem Netz. Aufwand wie gesagt übersichtlich.
Jetzt ist es eine Sache Daten zu erfassen, die andere ist es sie so auszuwerten dass man damit tatsächlich etwas anfangen kann. Nach gut 3 Tagen experimentieren gibt es jetzt ein Setup, mit dem sich etwas anfangen lässt. Und man sieht dass man nichts sieht, zumindest ist es auf den ersten Blick so dass der Gasverbrauch mehr oder weniger linear steigt, die Außentemperatur ist ja mehr oder weniger konstant gleich niedrig.
Wenn man aber genau hin schaut, dann sieht man dass es am 22. vormittags für eine bestimmte Zeit keine Steigung gab. Und das war genau die Zeit, in der die Chefin die Heizung im Anbau ausgeschalten hat, weil sie auf Arbeit war. Das ist locker ein Kubikmeter Gas der damit eingespart wurde und der kostet grob 50 Cent! Das ist die erste Erkenntnis. Jetzt schauen wir mal weiter, denn richtig interessant wird es kommende Woche wenn die Temperaturen nochmal fallen.

Ich muss etwas weiter ausholen. Auf dem ESP8266 NodeMCU kann man recht einfach mit der Arduino IDE selbst Programme erstellen, dazu gab es in der CT 02/2018 eine recht interessante Artikelreihe. Der Fokus liegt dabei auf dem „selbst Programme erstellen“. Wenn man aber nicht so tief in die Materie abtauchen will, dann kann man auch einfach ESP Easy 2.0 auf dem ESP8266 NodeMCU installieren. ESP Easy ist eine Firmware, die ein recht komfortables Web-Interface bereit stellt, mit dem man die GIPOs ansprechen bzw. auslesen kann – und das ist das Sahnehäubchen oben drauf – ESP Easy 2.0 unterstützt auch schon eine Integration in FHEM.

Um ESP Easy 2.0 auf die ESP8266 NodeMCU zu kriegen gibt es ein paar Kleinigkeiten die beachtet werden müssen:

• Mit Windows geht das viel einfacher als mit einem Mac. Wer einen Windows Rechner zur Hand hat sollte den benutzen.
• Falls nicht der Fall ist braucht man am Mac als erstes einen Treiber damit man ESP8266 NodeMCU via USB ansprechen kann, um die Firmware zu flashen.
• Dann braucht man ein Programm zum Flashen. Da nimmt man am besten esptool.py. Das kann man recht leicht mit

  pip install esptool

• Die Firmware von ESP Easy 2.0 kann man sich hier ziehen. Sie enthält verschiedenen Stände, für das ESP8266 NodeMCU nimmt man ESP_Easy_v2.0-201xxxx_normal_ESP8266_4096.bin
• Und dann geht es los:

  esptool.py -p /dev/cu.SLAB_USBtoUART write_flash 0x00 ESP_Easy_v2.0-20180217_normal_ESP8266_4096.bin

• Wenn das erfolgreich durchläuft gibt es danach ein neues WLAN, wenn man sich mit dem verbindet (Passwort ist „configesp“), dann landet man direkt auf dem ESP_Easy_v2.0 Webinterface und kann loslegen.

Hört sich alles schlüssig kann, ist es auch, bis letztendlich funktioniert hat, hat das doch 3 Stunden Samstagabend gekostet. Aber jetzt geht es und das ist die Hauptsache!

Es blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Und blinkt. Weil es geht und weil ich es will.

Mittlerweile hat sich das mit der Feinjustierung der Heizung ganz gut eingependelt. Es ist zumindest immer warm und die Chefin hat noch nichts zu bemängeln gehabt. Gefühlt ist es allerdings so dass wir diesen Zustand der Glückseligkeit mit einem zu hohen Gasverbrauch bezahlen.
Damit dieses ungute Gefühl der Verschwendung einer Sicherheit des lokalen Optimums weicht, wird gerade jeden Abend der Gaszählerstand kontrolliert und notiert – mit einem alten Kuli auf einem Stück Papier, dazu die derzeitige Außentemperatur. Da schlägt natürlich jeder – auch nur halbwegs anständige – Informatiker die Hände über den Kopf zusammen. Das ist keine Basis für eine gescheite Aussage, das ist ein Witz!
Abhilfe ist in der Angelegenheit allerdings relativ einfach und vor allem günstig zu bewerkstelligen und zwar in Form von einem Reed-Relais auf den Gaszähler gepappt, in Kombination mit einem lächerlich günstigen ESP8266-Chip. Und wie es der Zufall will hat das Problem schon jemand anders mal gehabt und es sauber dokumentiert. Wir laufen einem lokalen Optimum entgegen.

Gestern habe ich mir beim Laufen überlegt dass es ja klasse wäre wenn man sehen könnte wie oft der Backupserver tatsächlich läuft. Irgendwie eine Überwachung indem man ihn regelmäßig anpingt würde da ja ausreichen. Nach etwas hin und her überlegen bin ich dann auf FHEM Presence gekommen und wie es der Zufall so will hat die Idee tatsächlich schon mal jemand vor mir gehabt.

Ein super Tipp ist dieses HTTP Request Shortcuts. Es macht eigentlich nichts anderes als HTTP-Requests aufzurufen. Also wie ein Browser nur halt ohne Browser, sondern als App. Praktisch, praktisch, praktisch. Aufruf aus der App heraus oder als Icon auf dem Home-Screen. Wer da gerade zum Beispiel einen Webserver in die Steuerung fürs Aquarium eingebaut hat, steuert nicht nur aus dem Browser heraus sondern hat mir nichts dir nichts eine App zur Aquariumsteuerung! Oder schaltet ganz bequem alles was an FHEM hängt. Top!

Der Einbau von einem HM-LC-Sw1PBU-FM Schalter in eine vorhandene Schaltung ist gar nicht so kompliziert, das einzig kritische ist dass man einen Nullleiter braucht und der nicht in allen Schaltungen vorhanden ist. So wie bei uns. Klar im Vorteil ist wer eine Schalter-Steckdosen-Kombination hat, dann kann man den der Steckdose nehmen.
Wenn der Einbau geklappt hat, dann kommt als nächstes das Anlernen an FHEM. Das geht ratzfatz, danach geht es aber ans Eingemachte. Der neue Schalter unterscheidet sich nämlich von einem normalen Schalter, weil die Wippe nicht in der An- bzw. Aus-Position steht, sondern immer genau in der Mitte. Will man das Licht manuell schalten, dann drückt man für Ein nach oben, für Aus nach unten. Besser wäre es wenn sich der Schaltzugang einfach ändern würde, egal in welche Richtung gedrückt wird, in Fachchinesisch heißt das „den Zustand toggeln“. Wie das geht ist hier beschrieben.
So, nach dem die HW integriert ist kommt als nächstes der SW-Teil, nämlich die eine Zeitschaltfunktion. Und vor allem deren einfache Aktivierung bzw. Deaktivierung.

Wir gehen stufenweise vor. Stufe 1 soll folgendes leisten:

• Das Oberlicht in der Küche soll ganz normal über einen Schalter ein- und ausschaltbar sein. Wie gehabt.
• Das Oberlicht in der Küche soll zu bestimmten Zeiten automatisch ein- und ausschaltbar sein (Zeitschaltuhrmodus).
• Der Zeitschaltuhrmodus soll einfach aktivierbar sein. Wegen dem WAF.
• Es soll eine Rückmeldung geben wenn der Zeitschaltuhrmodus aktiviert wurde.
• Es soll eine Rückmeldung geben wenn der Zeitschaltuhrmodus deaktiviert wurde.

Dazu muss man, rein installationstechnisch betrachtet, nur den vorhandenen Schalter durch einen Spezialschalter austauschen (und wie es der Zufall will, liegt genau so einer schon seit fast einem Monat unbemerkt auf dem Küchen-Buffet). Für die Zeitschaltuhr bedarf es ein paar Zeilen Code in FHEM. Haken dran.
Jetzt zur Chromleiste: Die Aktivierung/Deaktivierung erfolgt über längeres Betätigen des Schalters. Der detektiert nämlich wenn er 3 Sekunden betätigt wurde und erzeugt ein anderes Signal. Hätten wir das gelöst. Die Rückmeldung erfolgt idealerweise über das Oberlicht selbst, wenn man den Zeitschaltuhrmodus aktiviert, leuchtet es z.B. kurz auf und wenn man es deaktiviert einmal länger oder so. So, rein theoretisch sind wir mit dem Projekt an dieser Stelle schon wieder durch – und das 10 Tage vor Weihnachten!
Die spezielle Herausforderung: die Chefin hat für heuer nicht nur ein absolutes Ausgehverbot ausgesprochen, sondern auch ein Baustellenverbot über Weihnachten. Das engt doch ziemlich ein. Wenn man sich die Sache aber genau betrachtet, das ist das Auswechseln von einem Schalter keine Baustelle im herkömmlichen Sinn sondern eher eine Lappalie. Wenn man sich dann noch ihren Terminkalender für kommende Woche anschaut, dann erkennt man auch hier einen gewissen Handlungsspielraum. Das wird spannend.