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WLan LEDs in die Haussteuerung integrieren

Seit Philips das rund 200 EUR teure HUE Set bestehend aus 3 RGB Led-Lampen und einem Hub (Netzwerkcontroller, LAN) vorgestellt hat, hegt der eine oder andere Heimautomatisierer u.U. den Wunsch, so etwas in die eigene Haussteuerung zu integrieren. Eine alternative Lösung, die uns die Firma Rocket LEDs zum Test zur Verfügung gestellt hat, verfolgt einen ähnlichen Ansatz zu knapp 50% Einstiegskosten verglichen mit dem Philips HUE System.

Es handelt sich hierbei um LED-Lampen mit eingebautem Funkempfänger, die dann entweder mit einer Fernbedienung oder einem WiFi-Controller (WLan) angesprochen werden können. Über diesen Controller kann man dann entweder per App für iOS (iPhone / iPad) oder Android mittels UDP Netzwerktelegrammen die Lampen direkt ansteuern - letzteres ermöglicht somit die Integration in die eigene Haussteuerung.

RGB-LED mit FunkferbedienungGetestet haben wir die RGB-LEDs (hier rechts mit der dazugehörigen Funk-Fernbedienung im Bild) die sich beliebig in 256 Farben und 10 Helligkeitsstufen + weiß einstellen lässt. Die Helligkeit entspricht in etwa einer bunten 40W Glühbirne, dabei werden aber max. 4W Leistung verbraucht. Weiterhin ins Testlabor kam eine kombinierte warm-/kaltweiße LED, die sich ebenso in 10 Helligkeitsstufen dimmen lässt und zusätzlich noch 10 Farbtemperaturen von warmweiß bis kaltweiß anbietet. Subjektiv kommt die Helligkeit an eine matte 60W Glühbirne heran, der Verbrauch liegt bei etwa 7W bei voller Helligkeit. Im Standby begnügen sich beide Modelle mit rund 0,7W.

Die LED-Lampen werden über Funk (2,4 GHz) gesteuert. Dazu benutzt man etwa die entsprechende Fernbedienung (für beide Modelle wird je ein eigenes Modell benötigt), die entsprechend alle Funktionen der LED Lampe steuern kann. Bei den RGB-LEDs sind das neben Helligkeit, Farbe, An und Aus auch noch 20 verschiedene Farbwechsel- bzw. Blinkprogramme, bei den weißen LEDs eben die Helligkeit, Farbtemperatur, An und Aus.

Bei Inbetriebnahme müssen die LED-Lampen an die entsprechende Fernbedienung angelernt werden. Bei den weißen LED-Leuchten kann man je Fernbedienung 4 Gruppen getrennt oder alle 4 Gruppen gemeinsam steuern, es können sich dabei auch mehrere Lampen in einer Gruppe befinden.
Bei den RGB-Leuchten kann je Fernbedienung nur eine einzige Gruppe verwaltet werden, alle an die selbe Fernbedienung angelernten Lampen werden also parallel gesteuert. Wenn man hier also etwa zwei Lampen getrennt steuern möchte, braucht man auch zwei Fernbedienungen.
Gegenüber den Philips HUE LED Lampen merken sich die LED-Leuchten aber, in welchem Zustand sie ausgeschaltet wurden. Schaltet man sie wieder ein (dabei ist es egal, ob dies mit der Fernbedienung oder etwa dem Lichtschalter passiert), sind sie im Modus wie zuvor auch. Bei Philips HUE schalten die Lampen im "Normallichtmodus" ein, also weiß.

WiFi-ControllerFür uns Heimautomatisierer wird es aber erst mit dem WiFi-Controller richtig interessant. Das kleine weiße Kästchen (90 x 65 x 15 mm) bildet eine Brücke zwischen dem WLan und den LED-Lampen. Es kann sowohl als eigenständiger AccessPoint oder im eigenen WLan als Client betrieben werden, was wohl die sinnvollere Betriebsart ist. So teilt man dem WiFi-Controller die SSID, die Art der Verschlüsselung sowie das passende Kennwort des eigenen WLans mit, versieht diesen noch mit einer festen IP-Adresse und startet ihn anschließend neu, so dass er dann im gesamten heimischen LAN zur Verfügung zu steht.
Der WiFi-Controller funkt übrigens im B und G Netz und beherrscht nur WLan, während der Philips HUE Hub ausschließlich einen LAN-Anschluss mitbringt. Ein Netzteil liegt dem WiFi-Controller nicht bei, er wird über einen Micro-USB Anschluss mit Strom versorgt, ein passendes flaches USB-Kabel liegt aber bei. Somit kann etwa ein altes Handy-Netzteil, ein USB-Netzteil oder auch ein PC bzw. die HomeMatiic-Zentrale (CCU) als Stromspender dienen, wir haben 300mA Stromaufnahme gemessen, mit einem 500mA Netzteil ist man also ausreichend versorgt. Und noch ein Tipp zum praktischen Betrieb: Der WiFi-Controller verfügt zwar über Lüftungsschlitze auf der Unterseite (oben sind dann die LEDs), legt man diesen aber so auf den Tisch, dann sind die Schlitze abgedeckt. Also besser andersherum betreiben (dann erhöht sich auch die Funkreichweite) oder hochkant.

Sobald der WiFi-Controller eingerichtet ist, sollte man zuerst mit den kostenfreien Apps für iOS oder Android testen, ob alles funktionert. Für iOS wäre dies etwa der WiFi-Controller 2 der gleichzeitig mehrere WiFi-Controller mit verschiedenen IP-Adressen bedienen kann. Die Apps bilden die normalen Fernbedienungen in Aussehen und Funktion nach. Auch hier muss zuvor die LED-Lampe erst wieder angelernt werden, die Funktionsweise entspricht der einer normalen Fernbedienung. Lässt sich die Lampe über die App steuern, dann ist alles klar für den interessantesten Teil ...
 




... das direkte Ansprechen des WiFi-Controllers übers Netzwerk:

Der WiFi-Controller lauscht standardmäßig auf Port 50.000 und versteht sich auf UDP-Befehle. Man kann sowohl den Port im WiFi-Controller ändern, als auch das Protokoll auf TCP umstellen (damit kann eine verlässlichere Datenübertragung sichergestellt werden, allerdings lassen sich dann die Apps nicht mehr nutzen, denn die sprechen alle UDP). In der Praxis hat sich hier aber UDP als ausreichend betriebssicher herausgestellt.

Ein Befehl besteht immer aus 3 Bytes, um z.B. die RGB-LED einzuschalten, sendet man die 3 Hexwerte 0x22 0x00 0x55, zum ausschalten 0x21 0x00 0x55. Eine genaue Dokumentation aller Befehle und Programmierbeispiele für diverse Programmiersprachen finden sich hier.

Wir haben ein kleines Demoskript unter PHP geschrieben, welches eine simple Weboberfläche generiert, mit der sich beide LED Typen ansprechen lassen. Entweder können die Funktionen direkt angesprochen werden oder man gibt selbst die benötigten 3 HEX-Werte in das Formular ein - so kann man bequem alles ausprobieren. Das Skript ist sofort lauffähig, lediglich die IP-Adresse des WiFi-Controllers muss zuvor im Skript eingestellt werden:Screenshot PHP Demoscript

Dieses Skript kann im Forum heruntergeladen werden.

Ob man nun selbst PHP nutzt, eine andere Programmiersprache oder gar die Kommandozeile (etwa netcat unter Linux) spielt keine Rolle, man ist da entsprechend flexibel. Somit gibt es diverse Ansätze, den WiFi-Controller in die eigene Haussteuerung zu integrieren, sei es in einer HomeMatic-Umgebung direkt über die CCU oder in einem FHZ-/FS20 System über Homeputer Studio.

Dennoch gibt es einige Eigenheiten zu beachten, die man aber alle umschiffen kann. So kann man bei den RGB-LEDs je WiFi-Controller nur einen Kanal steuern. D.h. alle an diesem WiFi-Controller angelernten Lampen reagieren gleichzeitig, eine bestimmte RGB-LED gezielt anzusprechen ist nicht möglich. Das lässt sich lösen, indem man entweder weitere WiFi-Controller in Betrieb nimmt oder etwa eine RGB-LED, die einen Befehl nicht erhalten soll, via Funksteckdose vor dem Senden des Kommandos aus- und anschließend wieder einschaltet. Nicht elegant, aber funktioniert, denn die RGB-LEDs merken sich ja, in welchem Modus man sie in den Schlaf geschickt hat und so wachen sie auch wieder auf. Ferner kann man bei den RGB-LEDs die Programme nicht gezielt aufrufen, man kann sich nur von Programm zu Programm arbeiten (nächstes / vorheriges Programm). Da es 20 Programme gibt und wenn man an einem Ende (also Programm 1 oder Programm 20) angekommen ist, auch nicht weiter geschaltet wird (also etwa 19 ... 20 ... 1 passiert nicht, bei 20 ist Ende) kann man sie vorher in einen definierten Zustand bringen, indem man etwa 20 x das "Programm zurück" sendet, um dann entsprechend von Programm 1 beginnend in das gewünschte Programm springt. Oder man schreibt sich sein eigenes Beleuchtungsprogramm, es sind ja alle 256 Farben und 10 Helligkeitsstufen direkt ansprechbar.
Bei den warm-/kaltweißen LEDs können je WiFi-Controller 4 Kanäle angesprochen werden, eine weitere Ebene schaltet und steuert alle 4 Kanäle gleichzeitig. Den zu steuerenden Kanal wählt man aus, indem man einmal kurz das EIN-Kommando für den entsprechenden Kanal schickt, danach hört der entsprechende Kanal auf die dann folgenden Kommandos. Sendet man allerdings in der Zwischenzeit ein Kommando an eine RGB-LED, so weiß der WiFi-Controller anschließend nicht mehr, welche warm-/kaltweiße LED an der Reihe war, man muss erneut den Kanal wählen. Der Einfachheit halber sollte man hier einfach jedem Kommando zuvor den Kanal mit auf den Weg geben, dann wird auch verlässlichlich die korrekte Lampe angesteuert.

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Als Fazit lässt sich festhalten, dass es sich hier um ein recht preiswertes System handelt, welches zum basteln, experimentieren und programmieren einlädt. Insbesondere die RGB-LEDs sind ein schönes Spielzeug, lassen sich damit neben schönen Ambiente Beleuchtungsszenen oder Party-Modi auch prima Benachrichtigungen absetzen, etwa blaues Licht bei Regen, rotes Blinken bei Alarmzuständen, lila Blinken bei neuen E-Mails etc.
Man sollte sich nur vorher überlegen, ob man mit den Einschränkungen und deren Möglichkeiten zur Umschiffung, die im vorherigen Absatz beschrieben sind, leben kann oder nicht - wenn ja dann ist man man mit dem System sicherlich ganz gut bedient.

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