E-Book, Deutsch, 1351 Seiten
Reihe: Rheinwerk Computing
Heinle Heimautomation mit KNX, Dali, 1-Wire und Co.
3. Auflage 2021
ISBN: 978-3-8362-8702-9
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 0 - No protection
Das umfassende Handbuch
E-Book, Deutsch, 1351 Seiten
Reihe: Rheinwerk Computing
ISBN: 978-3-8362-8702-9
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 0 - No protection
Dieses Buch begleitet den Umbau Ihres Hauses zum Smart Home bei allen Schritten: von der Planung über die Auswahl der Komponenten bis hin zu Einbau, Parametrierung, Vernetzung und Absicherung . Profitieren Sie von den nützlichen Planungshilfen, Einkaufslisten und zahlreichen Praxistipps und verwirklichen Sie Ihren Traum vom smarten Eigenheim! Selbstverständlich mit dabei: zentrale Grundlagen der Elektrik, der intelligenten Gebäudetechnik und der Programmierung .
- Grundlagen, Planung, technische Umsetzung
- Vernetzung von KNX, DALI, 1-Wire, EnOcean und Linux-Server
- Inkl. vollständigem Praxisszenario, Checkliste zur Abnahme und zahlreichen Praxistipps
Aus dem Inhalt:
- Alle Grundlagen: Elektrik, intelligente Gebäudetechnik, Bus-Systeme, Vernetzung, Programmierung, Linux-Administration
- Konzepte, Standards, Vorgehensweisen und Planung
- Komplette Ausstattung: Sensoren, Aktoren, Antriebe, Schnittstelle, Gateways, Logik-Maschinen, Visualisierung u. v. m.
- Zentrale Software: ETS, Home Server Experte, Kodi, MPD u. v. m.
- Multi-Room-Audio, Heimkino und Netzwerk aufbauen
- Moderne LED-Beleuchtung, biorythmisches Licht
- Kostenlos automatisieren: eibd, linknx, OWFS, OpenHAB, FHEM, SmartHome.py
- Visualisierung/Steuerung: per Raum-Controller, Touch-Panel PC, Sprachsteuerung, Smartphone oder Web-Browser
- Heimsicherheit mit Alarmanlage, Kameras und Zutrittskontrolle
- Funkbasierte Lösungen für den Bestandsbau nachrüsten
- Telefon, Türkommunikation, intelligente Haushaltsgeräte, Smart Metering u. v. m. einbinden
- Geldwerte Einkaufstipps und sofort einsetzbare Praxislösungen
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
Geleitwort der KNX Association ... 41
Geleitwort des Fachgutachters ... 44
Vorwort ... 45
TEIL I. Einführung ... 51
1. Motivation »Intelligentes Wohnen« ... 52
1.1 ... Ein virtueller Rundgang ... 52
1.2 ... Smart Home, Heimautomation - was ist das? ... 57
1.3 ... Die Wahl des Bussystems ... 59
2. Entscheidung für ein Smart Home: ja oder ja ... 61
2.1 ... Rechnet sich eine Businstallation für mich? ... 61
2.2 ... Das Smart Home und der Energieverbrauch ... 62
2.3 ... Smart Home ist Familiensache ... 66
2.4 ... Das Smart-Home-Gruselkabinett ... 67
3. Die Smart-Home-Ausbaustufen ... 70
3.1 ... Die Smart-Home-Pyramide ... 70
3.2 ... Was können Sie von Ihrem Smart Home erwarten? ... 73
TEIL II. Grundlagen ... 81
4. Die Elektrik im Wohnhaus ... 82
4.1 ... Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstromschutzeinrichtungen ... 82
4.2 ... Leitungsverlegung und Installationszonen ... 89
4.3 ... Die wichtigsten Installationsleitungen ... 94
4.4 ... Die IP-Schutzarten ... 97
5. Grundwissen Elektronik und Digitaltechnik ... 99
5.1 ... Einfache Logikfunktionen ... 99
5.2 ... Flipflops ... 100
5.3 ... Schließer und Öffner ... 101
5.4 ... Wie funktioniert ein Regelkreis? ... 102
5.5 ... Hysterese ... 106
5.6 ... Die Einheit Lux ... 107
6. Gebäudeautomation verstehen ... 109
6.1 ... Das Smart Home umfasst alle Gewerke ... 109
6.2 ... Vergleich mit der herkömmlichen Elektroinstallation ... 112
6.3 ... Basistechnologien für die Gebäudeautomation ... 115
6.4 ... Die KNX-Infrastruktur ... 116
6.5 ... Meistern Sie den Einstieg! ... 121
7. Intelligent vernetzen mit EIB/KNX ... 126
7.1 ... KNX beherrscht verschiedene Übertragungsmedien ... 128
7.2 ... Die Topologie von KNX TP ... 129
7.3 ... Die physikalischen Adressen ... 134
7.4 ... Die Gruppenadressen ... 136
7.5 ... Die Topologie von KNX PL ... 138
7.6 ... Die Topologie von KNX RF ... 142
7.7 ... IP als Medium: KNXnet/IP ... 143
7.8 ... Wie funktioniert die Übertragung? ... 146
7.9 ... Die KNX-Protokolle ... 150
7.10 ... KNX Secure ... 161
8. Atmosphärisches Licht mit DALI ... 163
8.1 ... Was ist DALI? ... 163
8.2 ... Warum gibt es DALI? ... 164
8.3 ... Die DALI-Technik ... 166
8.4 ... Die DALI-Installation ... 168
8.5 ... DALI im Smart Home ... 171
8.6 ... Der DALI-2-Standard ... 172
9. 1-Wire: nicht nur »eine« Ader ... 174
9.1 ... 1-Wire-Grundlagen ... 175
9.2 ... Die Spannungsversorgung des 1-Wire-Bus ... 180
9.3 ... Die Architektur: Topologie von 1-Wire ... 184
9.4 ... Die 1-Wire-Identifikationsnummer ... 187
9.5 ... Die richtige Verkabelung ... 188
9.6 ... Die Überprüfung Ihres 1-Wire-Netzwerks ... 190
9.7 ... 1-Wire: So wird es professionell ... 191
9.8 ... Literatur ... 194
10. Energy Harvesting mit EnOcean ... 195
10.1 ... Der EnOcean-Standard ... 196
10.2 ... EnOcean im Einsatz ... 200
10.3 ... EnOcean im Smart Home ... 202
11. Weitere Technologien und Standards ... 206
11.1 ... Einfache serielle Verbindungen mit RS-232 und RS-485 ... 206
11.2 ... DMX - professionelles Licht aus der Bühnentechnik ... 210
11.3 ... Modbus - Kommunikationsprotokoll für die Industrie ... 213
11.4 ... ZigBee und Z-Wave ... 215
11.5 ... Ethernet - der Standard in der vernetzten Welt ... 220
11.6 ... Funknetzwerke mit WLAN ... 226
11.7 ... Antriebe steuern mit SMI ... 232
11.8 ... Und es gibt noch mehr: HomeMatic, RWE SmartHome usw. ... 234
12. Ausgewählte Netzwerkprotokolle ... 237
12.1 ... Das OSI-Referenzmodell ... 237
12.2 ... Netzwerke mit SNMP managen ... 239
12.3 ... Plug-and-play durch UPnP und DLNA ... 250
12.4 ... MQTT als leichtgewichtiges IoT-Protokoll ... 255
13. Methodisch vorgehen: Die UML ... 260
13.1 ... Motivation: Warum modellieren, warum UML? ... 260
13.2 ... UML-Diagrammtypen ... 263
13.3 ... UML-Tools ... 265
TEIL III. Vorbereitung und Planung ... 267
14. Starten Sie die Planung ... 268
14.1 ... Der Masterplan ... 268
14.2 ... Die wichtigsten Stakeholder ... 270
14.3 ... Bestimmen Sie Ihre Raumausstattung ... 275
14.4 ... Wichtige Hersteller ... 284
14.5 ... Das KNX-User-Forum ... 286
15. Fürs Grobe: Werkzeuge ... 289
15.1 ... Handwerkzeug ... 289
15.2 ... Elektrowerkzeug ... 297
16. Fürs Feine: Softwaretools ... 299
16.1 ... Schaltpläne zeichnen mit sPlan ... 299
16.2 ... Kreatives Planen mit Visio ... 303
16.3 ... Planen mit Excel ... 306
16.4 ... Ideal für Tests: VirtualBox ... 310
16.5 ... Wireshark - der Protokoll-Analyzer ... 321
16.6 ... Kleine Helferlein für die Netzwerkdiagnose ... 326
17. Das richtige Installationsmaterial ... 338
17.1 ... Leitungen ... 338
17.2 ... Leerrohre ... 346
17.3 ... Installationsdosen ... 351
17.4 ... Installationsklemmen ... 357
17.5 ... Reihenklemmen ... 360
18. Die Smart-Home-Prinzipien ... 370
18.1 ... Was macht ein Eigenheim eigentlich smart? ... 370
18.2 ... Und was macht es nicht unbedingt noch smarter? ... 371
18.3 ... Goldene und silberne Regeln ... 372
18.4 ... Wichtige Grundsätze ... 381
18.5 ... Denken Sie in Szenen ... 385
19. Lernen Sie die Planungsschritte kennen ... 392
19.1 ... Wünschen Sie sich etwas: mit dem Raumbuch ... 392
19.2 ... Der Leitungsplan ... 399
19.3 ... Die Verteilerplanung ... 402
19.4 ... Der Stromlaufplan ... 412
19.5 ... Bedienkonzepte bei Schaltern ... 413
19.6 ... Logikanforderungen ... 419
19.7 ... KNX-Abnahmeprüfung ... 426
20. Bares Geld sparen ... 428
20.1 ... Welche Arbeiten können Sie selbst durchführen? ... 428
20.2 ... Wie werden Leitungen eingezogen? ... 429
20.3 ... Die Komponenten einkaufen ... 431
20.4 ... KNX-Komponenten im Rechenbeispiel ... 439
20.5 ... Die Preisschraube ansetzen ... 443
21. Planen der Infrastruktur ... 444
21.1 ... Vernetzen der Subsysteme ... 444
21.2 ... Der strukturierte Ethernet-Netzwerkaufbau ... 452
21.3 ... Die Sicherheit von KNX ... 453
21.4 ... Schaffen Sie einen sicheren Netzwerkzugang ... 457
21.5 ... Das Netzwerk abschotten mit Firewalls ... 462
21.6 ... Ein Backup-System einrichten ... 464
21.7 ... Verschlüsselung der Daten ... 472
21.8 ... Denken Sie an den Energieverbrauch ... 474
22. Beleuchtungsplanung ... 480
22.1 ... Professionelle Beleuchtungsplanung mit DIALux ... 480
22.2 ... Biorhythmische Beleuchtung: Human Centric Lighting ... 481
22.3 ... DALI oder KNX? ... 485
22.4 ... Grundsätze bei der Beleuchtungsplanung ... 486
TEIL IV. Smart-Home-Komponenten ... 489
23. Schaltschrank - der Maschinenraum ... 490
23.1 ... Hausanschlusskasten, Zählerschrank, Stromkreisverteiler ... 490
23.2 ... Der Stromkreisverteiler im Detail ... 491
23.3 ... Hinweise zur Dimensionierung, Installation und Platzierung ... 494
23.4 ... Ein 19-Zoll-Rack für Netzwerk und Multimedia ... 495
24. Den Bus versorgen: Spannungsquellen ... 500
24.1 ... Speziell: Die KNX-Spannungsversorgung ... 500
24.2 ... Die Drossel ... 507
24.3 ... Universell: REG-Spannungsquellen ... 508
25. Mit Schnittstellen auf den KNX-Bus zugreifen ... 511
25.1 ... Einfach: die serielle Schnittstelle ... 512
25.2 ... Robust: die USB-Schnittstelle ... 513
25.3 ... Komfortabel: die IP-Schnittstelle ... 515
25.4 ... Flexibel: der IP-Router ... 518
25.5 ... Extravagant: der Raspberry Pi als KNX-Schnittstelle ... 522
25.6 ... KNX-Schnittstelle: eine Entscheidungshilfe ... 523
26. Geräte, Linien und Bereiche koppeln ... 526
26.1 ... Ein Einzelgerät anbinden: Busankoppler ... 526
26.2 ... Größer werden: Linienkoppler und Bereichskoppler ... 528
26.3 ... Vielschichtig werden: Medienkoppler ... 533
27. Messen mit Sensoren ... 535
27.1 ... Tür- und Fensterkontakte ... 535
27.2 ... Bewegungsmelder ... 539
27.3 ... Präsenzmelder ... 547
27.4 ... Wetterstation ... 558
27.5 ... Rauchwarnmelder ... 563
27.6 ... Wassermelder ... 568
27.7 ... Alarmmelder ... 571
27.8 ... Luftgütesensoren ... 572
28. Schalten mit Aktoren ... 583
28.1 ... Schaltaktor ... 583
28.2 ... Schaltaktor mit Strommessung ... 589
28.3 ... Analogaktor ... 592
28.4 ... Jalousieaktor ... 594
28.5 ... Rollladenaktor ... 600
28.6 ... Dimmaktor ... 600
28.7 ... LED-Controller ... 605
28.8 ... Heizungsaktor ... 607
28.9 ... Lüfter und Fan-Coil-Aktor ... 610
28.10 ... Unterputzaktoren ... 612
29. Zustände erfassen durch Eingänge ... 614
29.1 ... Binäreingang ... 614
29.2 ... Universal-E/A-Konzentrator ... 617
29.3 ... Unterputzbinäreingang ... 618
29.4 ... Analogeingang ... 620
30. Multifunktionsmodule ... 623
30.1 ... Raum-Master ... 623
30.2 ... Raum-Controller ... 624
31. Welten verbinden mit Gateways ... 626
31.1 ... DALI-Gateway ... 626
31.2 ... DMX-Gateway ... 633
31.3 ... EnOcean-Gateway ... 634
31.4 ... Modbus-Gateway ... 640
31.5 ... Weitere Gateways für Spezialaufgaben ... 641
32. Energiemanagement ... 648
32.1 ... Wege zur Stromverbrauchserfassung ... 649
32.2 ... Messen mit KNX-Stromzählern ... 652
32.3 ... Infrarotlesekopf ... 654
32.4 ... Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ... 655
33. Sicherheit und Überwachung ... 660
33.1 ... Der Überwachungsbaustein ... 660
33.2 ... Der Störmeldebaustein ... 662
33.3 ... Der Betriebsdatenerfassungsbaustein ... 662
33.4 ... KNX-Sicherheitsbausteine ... 663
34. Bedienen und anzeigen ... 668
34.1 ... Große Vielfalt: klassische Schalterprogramme ... 669
34.2 ... Großer Funktionsumfang: Tastsensoren ... 674
34.3 ... Große Flexibilität: Touchpanels ... 690
34.4 ... Konventionelle und programmierbare Fernbedienungen ... 692
34.5 ... Intelligente IR-Steuerung ... 699
34.6 ... Die schnelle Anzeige über Signal-LEDs ... 708
34.7 ... »Hey Snips«: Sprachsteuerungen ... 713
35. Vorschaltgeräte, Treiber, Leuchtmittel ... 717
35.1 ... Elektronische Vorschaltgeräte einsetzen ... 717
35.2 ... Spannende Möglichkeiten mit DALI-EVGs ... 720
36. Bewegen mit Antrieben ... 726
36.1 ... Schließen nie mehr vergessen: Fensterantriebe ... 726
36.2 ... Sie werden es nicht mehr missen wollen: Motorschloss ... 727
36.3 ... Thermoelektrische und elektromotorische Stellantriebe ... 729
37. Audio im Smart Home ... 733
37.1 ... Lautsprecher: Wand, Decke, Standgerät ... 733
37.2 ... Klassisch verstärken in Stereo und Surround ... 737
37.3 ... Verstärker für Multiroom-Audio ... 740
37.4 ... Automatisierung eingebaut: KNX-Multiroom-Verstärker ... 742
37.5 ... Ton mit dem Rechner erzeugen: Soundkarten ... 745
37.6 ... Squeezebox, Sonos und HEOS ... 747
38. Video im Smart Home ... 749
38.1 ... TV-Karten ... 749
38.2 ... Multiswitch ... 750
38.3 ... Das Smart-TV ... 752
38.4 ... Set-Top-Boxen und SAT-Receiver ... 755
38.5 ... Videomatrix ... 761
38.6 ... Beamer und Heimkino ... 763
38.7 ... DVD- und Blu-Ray-Player ... 766
38.8 ... Videoüberwachung ... 767
39. Netzwerkkomponenten einsetzen ... 769
39.1 ... Simpel: der Hub ... 770
39.2 ... Robust: der Unmanaged Switch ... 771
39.3 ... Flexibel: der Managed Switch ... 773
39.4 ... Der Switch: Entscheidungshilfe ... 775
39.5 ... Netzwerke koppeln: der Router ... 779
39.6 ... Clever verkabeln mit Power over Ethernet (PoE) ... 781
40. Telefon, Türkommunikation und Zutrittskontrolle ... 784
40.1 ... SIP-Türsprechsysteme ... 784
40.2 ... Proprietäre Türsprechsysteme ... 787
40.3 ... Zutrittskontrolle: Alternativen zum Schlüssel ... 790
40.4 ... Telefonie ... 803
41. Wasser, Lüftung, Heizung, Haushaltsgeräte ... 805
41.1 ... Wasserenthärter ... 805
41.2 ... Lüfter ... 807
41.3 ... Kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL) ... 808
41.4 ... Das Heizungssystem ... 810
41.5 ... Schwimmbad ... 817
41.6 ... Intelligente Haushaltsgeräte ... 818
TEIL V. Server, Logik, Visualisierung ... 821
42. Grenzenlose Anwendungen: Logik-Engines ... 822
42.1 ... Intelligenz auf der Hutschiene: Logikbausteine ... 823
42.2 ... Zentrale Automatisierungsrechner ... 827
42.3 ... Automatisierungssoftware-Lösungen ... 854
43. Umfassend visualisieren ... 863
43.1 ... Handheld-Geräte mit Wandhalterung ... 863
43.2 ... Der Einbau-Touchpanel-PC ... 864
43.3 ... Touchpanel-PCs im Eigenbau ... 866
43.4 ... Von unterwegs: Smartphone ... 869
44. Erstaunliche Möglichkeiten mit Open-Source-Automation ... 871
44.1 ... FHEM - die freundliche Hausautomation ... 871
44.2 ... openHAB - eine Metaplattform ... 879
44.3 ... SmartHomeNG - ein modulares Framework ... 887
44.4 ... smartVISU - eine geniale kostenlose Visualisierung ... 895
44.5 ... ioBroker als Allzweckwaffe im Smart Home ... 900
45. Arbeitstiere: Server für den Selbstbau ... 913
45.1 ... Der klassische Linux-Server ... 913
45.2 ... Kleine Rechenzwerge: Raspberry Pi, BeagleBone Black & Co. ... 921
46. Speicher: Wohin mit den Daten? ... 934
46.1 ... Die Auswahl der richtigen Festplatten ... 935
46.2 ... Direct Attached Storage (DAS) ... 938
46.3 ... Network Attached Storage (NAS) ... 940
46.4 ... Der kleine RAID-Ratgeber ... 945
46.5 ... Speichern im Netzwerk: ein Praxisbeispiel ... 947
47. Linux kennenlernen ... 949
47.1 ... Sichere Verbindungen mit SSH ... 949
47.2 ... Das Terminal ... 951
47.3 ... Der Editor nano ... 952
47.4 ... Linux-Grundlagen ... 953
47.5 ... Die APT-Paketverwaltung ... 961
48. Ihren Server administrieren ... 964
48.1 ... Gewinnen Sie Informationen aus Logdateien ... 964
48.2 ... Übersicht der wichtigsten Konfigurationsdateien ... 966
48.3 ... Verbindungsaufbau über Ports ... 967
48.4 ... Einfache Serverüberwachung per Webbrowser ... 970
48.5 ... Optimieren Sie Ihren Server ... 972
48.6 ... Wichtige Kommandos für den Administrator ... 976
49. Multimedia-Software: mächtig und kostenlos ... 982
49.1 ... MPD - der Music Player Daemon ... 982
49.2 ... Tvheadend - der Video-Streaming-Server ... 992
49.3 ... Kodi, ehemals XBMC - ein luxuriöses Multimedia-Frontend ... 996
50. Erweiterungen für den Selbstbau-Server ... 1006
50.1 ... eibd - der EIB-Daemon ... 1006
50.2 ... Linknx - Mehrwert für eibd ... 1011
50.3 ... OWFS - ein Filesystem für 1-Wire ... 1015
50.4 ... knockd - ein Port-Knocking-Server ... 1020
50.5 ... RRDtool - eine Datenbank nach dem Round-Robin-Prinzip ... 1024
50.6 ... lighttpd - ein schlanker Webserver für Embedded-Systeme ... 1029
50.7 ... Cacti - ein Monitoring-Paket ... 1033
50.8 ... v-control - die perfekte Heizungsansteuerung ... 1036
TEIL VI. Programmierung und Parametrierung ... 1039
51. KNX parametrieren mit der ETS-Software ... 1040
51.1 ... Die ETS installieren ... 1041
51.2 ... Richten Sie Ihr eigenes KNX-Projekt ein ... 1042
51.3 ... Geräte und Produktdatenbanken ... 1048
51.4 ... Die Parametrierung von KNX-Geräten ... 1055
51.5 ... Gruppenadressen und Verknüpfungen anlegen ... 1062
51.6 ... Die Programmierung durchführen ... 1073
51.7 ... Unverzichtbar: der Gruppenmonitor und der Busmonitor ... 1082
51.8 ... Gruppenadressen und Kommunikationsobjekte vertieft ... 1089
51.9 ... Einrichten einer ETS-Lizenz ... 1094
51.10 ... Fehlersuche mit der ETS ... 1096
51.11 ... Ein Regelwerk zur KNX-Parametrierung ... 1100
51.12 ... Ausblick auf die ETS6 ... 1103
52. HomeServer Experte und Client kennenlernen ... 1106
52.1 ... Installation und Grundeinstellungen ... 1107
52.2 ... Arbeiten mit Kommunikationsobjekten ... 1113
52.3 ... Logiken erschaffen ... 1119
52.4 ... Webseiten abfragen und auswerten ... 1133
52.5 ... Der Programmiervorgang ... 1136
52.6 ... Das QuadConfig-Programm ... 1140
52.7 ... Die Plug-ins der Quad-Visu ... 1142
52.8 ... Der QuadClient ... 1152
52.9 ... Schauen Sie dem HomeServer auf die Finger ... 1156
53. Erweiterte Parametrierung von KNX-Komponenten ... 1165
53.1 ... ETS-eigene Erweiterungen ... 1165
53.2 ... Das i-bus Tool - Inbetriebnahmehilfe für ABB-Komponenten ... 1168
54. Überblick: Programmierung für den Automatisierer ... 1170
54.1 ... Überblick über die wichtigsten Sprachen ... 1170
54.2 ... Wichtige Ressourcen ... 1172
TEIL VII. Realisierung ... 1175
55. Licht steuern ... 1176
55.1 ... Einfache Lichtsteuerung ... 1176
55.2 ... Dimmbares Licht ... 1182
55.3 ... Präsenzgesteuerte Beleuchtung ... 1188
55.4 ... Farbenfroh mit DALI ... 1194
56. Steckdosen schalten ... 1201
56.1 ... Schalten mit einfachen Aktoren ... 1201
56.2 ... Mehr Möglichkeiten durch Stromerkennung ... 1202
57. Jalousien steuern ... 1207
57.1 ... Behang und Lamellen steuern ... 1207
57.2 ... Einen Innenrollladen bewegen ... 1215
57.3 ... Automatiksteuerung mit Wetterzentrale ... 1217
58. Heizung und Raumtemperatur regeln ... 1226
58.1 ... Den Wärmeerzeuger steuern ... 1226
58.2 ... Wohlfühlraumtemperatur mit Einzelraumregelung ... 1228
58.3 ... Erweiterungen und Alternativen ... 1241
59. Vernetztes Hören mit Multiroom-Audio ... 1244
59.1 ... Was benötigen Sie für Ihr eigenes Multiroom-System? ... 1245
59.2 ... Das Konzept ... 1246
59.3 ... Aufbau der Multiroom-Hardware ... 1247
59.4 ... Die Software für Server und Client ... 1250
59.5 ... Die Ansteuerung ... 1255
60. So schaut man heute Fernsehen ... 1260
60.1 ... Zentrale Medienbibliothek ... 1261
60.2 ... Fernbedienung: CEC oder IR-Empfänger ... 1266
60.3 ... Luxuriös fernsehen mit Videoclients ... 1267
60.4 ... Videoserver und Streaming einsetzen ... 1272
60.5 ... Mobil fernsehen ... 1273
60.6 ... Integration ins Smart Home ... 1274
61. Machen Sie Ihr Heim sicher ... 1277
61.1 ... Realisieren Sie eine kleine Alarmanlage ... 1277
61.2 ... Rauchwarnmelder installieren und abfragen ... 1280
61.3 ... Möglichkeiten zur Alarmierung ... 1285
61.4 ... Schneller Überblick mit Zustandsanzeigen ... 1287
61.5 ... Einsatz von Außenkameras ... 1293
61.6 ... Anwendungsszenario Zutrittskontrolle ... 1295
62. Aufbau eines professionellen 1-Wire-Systems ... 1299
62.1 ... Der Hardwareaufbau ... 1299
62.2 ... Einsatz des Wiregates ... 1301
62.3 ... Noch besser: Der Timberwolf als 1-Wire-Server ... 1304
63. Die Möglichkeiten von Smart Metering ... 1306
63.1 ... Wichtige Logfiles und Config-Dateien ... 1307
63.2 ... Anschluss der Sensorik an den Messclient ... 1308
63.3 ... Konfigurieren Sie den Smart-Metering-Server ... 1309
63.4 ... Konfigurieren Sie den Messclient ... 1320
63.5 ... Alles zusammen ... 1325
64. Unkonventionelle Projekte - oder warum brauche ich einen Bewegungsmelder unter dem Bett? ... 1327
64.1 ... Der Bewegungsmelder unter dem Bett ... 1327
64.2 ... Aktienkursabhängige Beleuchtungssteuerung ... 1328
65. Wenn es mal nicht so will: Troubleshooting ... 1332
65.1 ... Generelle Erste-Hilfe-Tipps ... 1332
65.2 ... Verstehen, wo es klemmt - mit strace ... 1334
65.3 ... Reparieren Sie den GRUB-Bootloader ... 1337
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Vorwort
Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser, in Ihren Händen halten Sie die dritte Auflage des umfassenden Handbuchs zur Heimautomation. Es freut mich sehr, dass Sie zu diesem 1.350 Seiten starken Werk greifen, es beweist Ihren Entschluss, sich ernsthaft mit der faszinierenden Welt des Smart Homes zu beschäftigen.
Eine intelligente Gebäudesteuerung eröffnet Ihnen ungeahnte Möglichkeiten und ist heute bereits fester Bestandteil einer modernen und zukunftsorientierten Elektroinstallation mit der Zielsetzung, uns im Alltag zu unterstützen und von Routineaufgaben zu befreien. Im eigenen Zuhause sorgt sie für einen deutlichen Gewinn an Komfort und Flexibilität bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit und Optimierung der Energieeffizienz.
Ein Smart Home, egal ob als Nachrüstlösung oder von Grund auf geplant, bekommen Sie nicht von der Stange, sie stellt immer eine individuelle Lösung dar, angepasst an Ihre persönlichen Bedürfnisse und Wünsche. Betrachten Sie es als Baukasten, dessen Bausteine aus den unterschiedlichen Gewerken (Heizung, Beleuchtung, Belüftung, Beschattung, Sicherheit, Multimedia usw.) stammen und in deren richtiger Kombination das Geheimnis des intelligenten Zuhauses liegt. Dieses Buch macht Sie mit allen Bauteilen dieses Baukastens vertraut und zeigt Ihnen, wie Sie durch geschickte gewerkeübergreifende Vernetzung Ihr persönliches Smart Home erschaffen. Dabei habe ich besonderen Wert darauf gelegt, Ihnen nicht nur das technische Hintergrundwissen darzustellen, sondern Sie auch bei der Beschaffung, Planung und Umsetzung zu unterstützen. Zahlreiche eingestreute Praxisbeispiele sowie ein umfangreicher Realisierungsteil helfen Ihnen, sich sicher durch die herausfordernde Materie zu bewegen.
Die Mission hinter diesem Handbuch ist so einfach wie anspruchsvoll: Ich möchte Ihnen genau das Buch bieten, dass ich mir damals, als ich von dem Thema infiziert wurde (und für mich selbst die fantastischen Möglichkeiten eines intelligenten Zuhauses entdeckte), gewünscht hätte. Denn eines ist trotz aller Komplexität sicher: Smart Home macht unglaublich Spaß.
Ein paar Worte zur dritten Auflage
Ziemlich genau drei Jahre nach der zweiten Auflage ist nun diese dritte, überarbeitete Auflage entstanden. Neben den obligatorischen Anpassungen an neue Software-Versionen (HomeServer Experte 4.11, openHAB 3, SmartHomeNG, Grafana etc.) enthält sie auch jede Menge komplett neue Abschnitte. Zu den wichtigsten zählen: KNX Secure, MQTT Modbus, dazu passende Gateways, LED-Controller, Sprachsteuerungen, neue Touchpanels, Schritte einer KNX-Abnahme und in wortwörtlich letzter Minute ein Ausblick auf die ETS6.
Etwas verborgener sind zahlreiche Detailerweiterungen und Produktvorstellungen im Hardwareteil, u.a. neue Präsenzmelder-Typen (optisch, HF), Spannungsversorgungen, Dimmer, Aktoren, Luftgüte-Sensoren, KNX-RF-Komponenten, Sicherheitsmodule, Fernsteuerungen sowie diverse Budget-Geräte.
Ebenfalls weiter angewachsen ist das wichtige Thema Beleuchtung. Sie finden dazu jetzt zusätzliche Informationen zu DALI (Gateways, Gerätetypen, Betriebsgeräte) zur Lichtplanung selbst, den passenden Einbaudosen und zur PI-LED-Technik.
Aus insgesamt sechs Buchteilen sind jetzt sieben entstanden. Dadurch wurde der Grundlagen-Teil entzerrt und der Themenkomplex Server, Visualisierung und zugehörige Linux-Anwendungen besser abgegrenzt. Inhaltlich weggefallen sind lediglich ein paar Linux-Grundlagen, die inzwischen weniger beachteten Projekte Freetz und libSML, sowie die Einrichtung einer Cross-Entwicklungsumgebung.
Also ja – auch Besitzer der ersten oder zweiten Auflage dürfen selbstverständlich gerne zugreifen.
Etwas Organisatorisches
Sie werden beim Lesen feststellen, dass ich recht viele Querverweise auf weitere Kapitel innerhalb des Buchs eingefügt habe. Sie dienen als Hinweis, dass zusätzliche Informationen an anderer Stelle auf Sie warten und Sie nicht bereits an dieser Stelle alles schon verstehen müssen. Das Buch ist so aufgebaut, dass Sie es von vorne bis hinten durchlesen können, ohne den Querverweisen zu folgen. Falls Sie z. B. beim zweiten Durcharbeiten ein spezielles Thema gesondert aus dem Buch herauspicken, helfen Ihnen die Querverweise dabei, auch die damit verbundenen weiteren Kapitel zu finden.
Was erwartet Sie?
Kurz gesagt: alles, was es zum Thema Heimautomation und intelligente Gebäudesteuerung zu wissen gilt. Das Buch ist in insgesamt sieben Teile untergliedert.
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Teil I – Einführung
Der Einführungsteil macht Sie mit dem Grundbegriff Smart Home vertraut, verrät, welche Konzepte dahinterstecken, wo die Unterschiede zwischen der herkömmlichen Elektroinstallation und einer intelligenten Gebäudesteuerung liegen und welche Ausbaustufen möglich sind. In einem virtuellen Rundgang erfahren Sie, soweit es sich eben auf Papier spüren lässt, wie sich Smart Home in der Praxis anfühlt. Darüber hinaus begleite ich Sie auch durch ein kleines Gruselkabinett, das Ihnen verdeutlichen soll, wie Gebäudetechnik ohne Smart-Home-Konzept aussehen kann. -
Teil II – Grundlagen
Teil II dieses Buchs widmet sich ganz den für die eigene Umsetzung notwendigen Grundlagen und Vorkenntnissen. Ich habe dabei großen Wert auf eine möglichst breite Abdeckung gelegt. Sie finden also, angefangen von dem Basiswissen zur Elektrik und Digitaltechnik, jede Menge Material zu den verschiedenen Technologien aus dem Bereich Automatisierung und Vernetzung. Besonderes Augenmerk liegt auf den Standards KNX, DALI, 1-Wire und EnOcean, den Schlüsseln zu einer erfolgreichen Heimautomation. Da Sie im Laufe dieses Buchs oft mit dem für eigene Projekte nahezu idealen Betriebssystem Linux in Kontakt kommen, werden Sie von zwei Linux-Praxis-Kapiteln unterstützt. Eine Einführung in die grafische Modellierungssprache UML soll Ihnen zeigen, wie einfach es ist, auch komplexere Anforderungen an eine gewünschte Logik anschaulich zu formulieren. -
Teil III – Vorbereitung und Planung
Teil III unterstützt Sie bei der Vorbereitung und Planung. Sie lernen die wichtigsten Werkzeuge kennen, sowohl die echten Hand- und Elektrowerkzeuge als auch die eher feineren Software-Tools. Eine Vorstellung von Installationsklemmen, Dosen, Leitungen und Leerrohren macht Sie mit dem benötigten Installationsmaterial vertraut. Es folgt eine Vorstellung, welchen Prinzipien Sie bei einer Smart-Home-Planung folgen sollten und welche Planungshilfen Ihnen dabei zur Verfügung stehen. Sie sind danach vorbereitet, Ihre eigenen Wünsche zu formulieren, zu bestimmen, welche Komponenten Sie benötigen, grundlegende Pläne zu erstellen und den Aufbau eines Stromkreisverteilers zu verstehen. Darüber hinaus lernen Sie, auf was es bei der Gestaltung Ihrer künftigen Smart-Home-Infrastruktur ankommt, wie Sie die komplexen Themen Sicherheit und Beleuchtung angehen und wie Sie dafür sorgen, keinen Datenverlust zu erleiden. Ein generelles Kapitel zur Beschaffung hilft Ihnen, bares Geld zu sparen. -
Teil IV – Smart-Home-Komponenten
In Teil IV wird es bereits sehr konkret. Sie lernen die gesamte Palette an Hardware kennen, die in einer intelligenten Gebäudesteuerung zum Einsatz kommt. Begonnen wird im Technikraum, genauer gesagt in der Unterverteilung, wo der größte Teil der Steuerungen untergebracht werden wird. Die ausführliche Beschreibung aller wichtigen Komponenten auf Basis des KNX-Automatisierungs-Standards nimmt dabei den größten Platz in Anspruch. Dazu zählen Spannungsversorgungen, Sensoren, Aktoren, Schnittstellen, Gateways und vieles mehr. Da Sie Ihr Smart Home natürlich auch bedienen wollen, sind Schalterprogramme, Tastsensoren und Touchpanels ebenfalls wichtige Themen, genau wie die Automatisierung über Logikbausteine und Logikmaschinen. Die umfassende Vernetzung war ein Leitgedanke für dieses Buch, daher erfahren Sie in Teil IV nicht nur, wie die Teilsysteme Multimedia (Audio, Video), Telefon, Türkommunikation, Smart-Metering und Zutrittskontrolle funktionieren, sondern auch, wie Sie sie gewinnbringend in Ihr Gesamtkonzept integrieren. Einer der Grundbausteine einer zukunftsorientierten Automatisierung liegt in einem den Bedürfnissen angepassten IT-Netzwerk. Sie lernen, wie Sie Netzwerkkomponenten einsetzen, welchen Server Sie auswählen und wo bzw. wie Sie Daten erfassen und speichern. Komplettiert wird dieser Buchteil durch Haustechnik wie Heizung, Lüftung, Haushaltsgeräte sowie die notwendige Ausstattung zur Fernbedienbarkeit Ihres Smart Homes. -
Teil V – Server, Logik, Visualisierung
In diesem neu entstandenen Buchteil erfahren Sie, wie Sie Ihre Smart-Home-Installation um mächtige Funktionalitäten erweitern können. Dazu dienen zum einen Logikbausteine und Logikmaschinen, aber auch komplette Server-Systeme und Automatisierungsrechner. Darüber realisieren Sie eine ansprechende Visualisierung, richten einen Fernzugriff auf Ihr Smart-Home ein und meistern komplexe Logik-Funktionen. Ich stelle Ihnen die kommerziellen Automatisierungs-Lösungen vor und gehe detailliert auf die Crème de la Crème der kostenfreien Software im Automatisierungsumfeld ein. Dazu...
