Homeduino 4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Problemlösungen und Hinweise von allgemeinem Interesse zur Haussteuerung mit HomeMatic

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funkleuchtturm
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Homeduino 4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von funkleuchtturm » 28.07.2015, 15:17

Mit der neuen Software Homeduino 4.0 kann man eine Hausautomation mit der Homematic sehr gut mit vielen neuen Funktionalitäten ergänzen.
Mehr dazu und immer die neusten Updates auf meiner Webseite:
http://www.stall.biz/project/homeduino- ... automation

Was ist der Homeduino?
Der Homeduino ist ein Selbstbauprojekt , mit dem der interessierte Hausautomatisierer mit einfachen Mitteln preiswerte und sehr leistungsfähige Module für die Automatisierung im Haus selbst zusammenstellen kann. Mittlerweile nutzen einige Hundert Nachbauer die Vorteile des Homeduino, indem viele Funktionen, die meist mit Homematic-Komponenten nicht darstellbar sind, mit dem Homeduino relativ einfach realisiert werden können. Neben Standardfunktionen wie einfache analoge oder digitale Ein- und Ausgabe von Signalen werden mit dem Homeduino auch komplexe Module wie beispielsweise Ultraschall-Entfernungssensoren, Onewire-Temperatursensoren, Infrarot-Fernbedienung, Impulsgeber, RFID-Module, Displays und vieles mehr unterstützt. Und da die zugehörige Software hier veröffentlicht ist, kann jeder für seine individuellen Aufgabenstellungen relativ leicht Anpassungen vornehmen. Entsprechende Anregungen sind dafür im Internet reichlich vorhanden, weil die Basis des Homeduino der bekannte Arduino ist, welcher weltweit eine riesige sehr aktive Entwicklergemeinde hat .

Es macht einfach Spaß, mit dem Homeduino das Haus zu automatisieren !
:D

Mit sehr preiswerten Arduino-Shields und den hier im Shop verfügbaren IO-Shields läßt sich ein leistungsfähiges IO-Modul für die Ergänzung der Homematic aber auch für andere Automatisierungslösungen im Haus aufbauen. Man muß dafür kein Arduino-Freak sein und auch keinerlei Kenntnisse mit der Homematic-Skriptsprache haben. Lediglich ein paar Komponenten kaufen, zusammenbauen und die hier verfügbare kostenlose Software auf seine persönlichen Belange anpassen, in den Arduino laden und fertig.

Ergebnis ist ein universell konfigurierbarer Homeduino für die einfache (skriptfreie :D ) Verwendung mit der Homematic, mit dem man nahezu alle Mess- und Steueraufgaben für die Hausautomation erledigen kann.

Was kann der Homeduino?
Mit dem hier beschriebenen Homeduino 4.0 sind nun im Vergleich zu den vorherigen Versionen viele neue Funktionalitäten hinzu gekommen: Ein LCD-Display, mit dem man die Eingangssignale einfach ansehen kann, Impulszähler, um Gas- Wasser und Stromzähler auszuwerten und vieles mehr, was bereits in den Vorgängerversionen beschrieben wurde. Mehr dazu auf meiner Webseite in diesen Artikeln:

http://www.stall.biz/project/homeduino- ... ield-2-0-2

http://www.stall.biz/project/der-homedu ... -homematic

http://www.stall.biz/project/io-shield- ... ertes-wlan

http://www.stall.biz/project/homeduino- ... automation

Darüberhinaus sind auf dieser Webseite noch weitere Beschreibungen zum Homeduino und zur Hausautomation vorhanden. Herumstöbern in den verschiedenen Artikeln beantwortet viele offene Fragen.

Die technischen Daten des Homeduino hängen davon ab, welche Shields und Module kombiniert werden. Mehr dazu weiter unten. Für eine Kombination mit meinem IO-Shield-Plus ergeben sich beispielsweise folgende Möglichkeiten:

Insgesamt 24 digital und analog nutzbare Funktionsports werden nach außen auf Schraubklemmen geführt . Diese Inputs sind individuell aufgeteilt nutzbar als…


24 digitale Inputs
4 Impulszähler direkt oder über Optokoppler (S0-Schnittstellen) ,
(in Verbindung mit dem CC3000 sind nur 3 Impulseingänge verfügbar)
8 analoge Inputs mit Eingangsspannung alle von 0 bis 5V oder 0 bis 1V (wenn Uref umgeschaltet wird )
8 NTC-Temperatursensoren 10kOhm mit über Jumper zuschaltbarem 10kOhm-Widerstand
24 1Wire-Temperatursensoren DS18B20
24 DHT-22 digitale Temperatur- und Feuchtesensoren
24 Ultraschallsensoren
2 RFID-Module RM6300[/list]
- LAN-Verbindung zur CCU mit optionalem Ethernet W5100 Shield
- WLAN-Verbindung zur CCU mit optionalem WIFI-Modul CC3000 oder ESP8266-01
- LCD Keypad Shield als 2-zeilige LCD-Anzeige mit Tastereingabe
- TFT Touch Display zur mehrzeiligen Signalanzeige und Touch-Bedienung

...

Wenn zusätzlich noch das IO-Shield20 verwendet wird, (was natürlich möglich ist), dann ergeben sich noch weitere IOs, die aber hier im Detail nicht beschrieben werden. Ich verweise auf die o.a. Links.

Die aktuelle Homeduino 4.0-Software unterstützt sowohl das IO-Shield20 für das standardmäßige UNO-Pinout als auch das Erweiterungsboard IO-Shield-Plus nur für das MEGA2560 Pinout.

Wie baut man den Homeduino?
Die meisten Komponenten für den Homeduino werden fertig gekauft, lediglich die IO-Shields sind als Bausatz hier im Shop verfügbar. Dieser Bausatz ist größtenteils fertig und kann auch von einem weniger versierten Elektroniker zusammengebaut werden.

Hier die Einkaufsliste der notwendigen oder optionalen Module:

- Arduino MEGA 2560 R3

- Ethernet Shield W5100 , nicht das Ethernet- Shield mit dem ENC28J60-Chip verwenden !!

- LCD-Keypad-Shield z.B. von DFrobot https://www.dfrobot.com/wiki/index.php? ... DFR0009%29

- 2.4'' TFT LCD Shield z.B. bei ebay weltweit suchen mit 2.4'' TFT arduino oder hier anschauen https://www.youtube.com/watch?v=ipvepLgWo6Q

- Homeduino-I/O-Shield-plus käuflich als Bausatz hier: http://www.stall.biz/produkt/io-shield- ... ue-version

- Homeduino IO-Shield20 käuflich als Bausatz hier: http://www.stall.biz/?product=io-shield-2-0

- CC3000-Modul käuflich im Internet bei verschiedenen Anbietern. http://www.adafruit.com/products/1469
Mehr dazu in meinem Artikel: http://www.stall.biz/project/io-shield- ... ertes-wlan

- Netzteil entweder als USB-Netzteil 5V/1A oder als 7.5V/1A-Netzteil für die Stromversorgungsbuchse des MEGA2560

Welche Module wie zusammengestellt werden, das hängt von den individuellen Zielsetzungen ab. Der nächste Abschnitt gibt dazu die Hilfestellung beim Zusammenstecken der "Legosteine".

Wie baut man den Homeduino?
Als erstes muß man sich überlegen, was man mit dem Gerät steuern und messen möchte und wie man mit der Homematic bzw. der CCU datentechnisch kommunizieren möchte. Mit "Draht" über das LAN oder drahtlos über WLAN oder oft auch Wifi genannt. Für den Anfang ist die LAN-Kommunikation sicher günstiger, weil einfacher und robuster!

Das nachfolgende Bild zeigt die möglichen Kombinationen der einzelnen Module:
Folie15.JPG
Der MEGA2560 ist das "Herz" des Homeduino. Im Gegensatz zu anderen Arduinos ist er sehr leistungsfähig und äußerst preisgünstig .Beispielsweise kann man ihn über ebay weltweit in Asien bereits mit USB-Kabel schon unter 9€ kaufen.

Die Kommunikation erfolgt entweder über LAN oder WLAN. Als LAN Schnittstelle wird ein Ethernet Shield W5100 verwendet: in China für unter 6€ erhältlich.

Als alternative WLAN Schnittstelle kann man zusätzlich einen WLAN-Repeater nehmen ( so wie hier : http://www.stall.biz/project/homeduino- ... ield-2-0-2 ) oder gleich ein Wifi-Modul mit dem CC3000-Chip einsetzen. Käuflich über beispielsweise ebay weltweit mit Suchbegriff CC3000 WiFi Breakout module . Kostet etwa 20€. Aber Achtung, es gibt Module mit unterschiedlichem Pinout. Genau das Modul wie in diesem Artikel bestellen: http://www.stall.biz/project/io-shield- ... ertes-wlan

Zum Anschluss der Sensoren, Aktoren und Module ist ein geeignetes Anschluss-Board notwendig. Dies kann man in meinem Shop erwerben. Entweder man verwendet dafür nur das IO-Shield-plus (Preis 24€ plus Versand) oder man verwendet bei noch mehr "Anschlussbedarf" zusätzlich das IO-Shield20 (Preis 26€ plus Versand).

Auf die Anzeige der Messwerte könnte man grundsätzlich verzichten, da ja die Messwerte in der Homematic verfügbar sind. Aber die Möglichkeit einer Anzeige der Meßwerte bereits im Homeduino ist doch von großem Nutzen. Deshalb sollte man eine Anzeige "spendieren". Möglich sind aktuell entweder eine 2-zeilige Anzeige (2x16) mit 6 Steuertasten für unter 4€ (Suchbegriff LCD Keypad Shield oder ein kleines 240x320 Grafik-Display mit Touch-Panel. Bei ebay weltweit mit 2.4" TFT LCD suchen. Diese Module kosten unter 5€ sind aber trotz gleichen Aussehens mit unterschiedlichem Grafikchip im Markt und müssen ggf. softwaremäßig angepasst werden. Also genau das Bild der Display-Platine vor dem Kauf mit meinem verwendeten Display vergleichen!

Für die weiteren Erläuterungen wurde nun folgende Modul-Konstellation entsprechend nachfolgendem Bild zusammengestellt:
Folie16.JPG
Die Boards steckt man einfach zusammen und erhält einen robusten Aufbau, den man in ein geeignetes Gehäuse einbauen kann. Versorgt wird das Gerät beispielsweise mit einem preisgünstigen 5V/1A USB Netzteil über die USB-Buchse oder über die Stromversorgungsbuchse mit 7,5/1A . Die Sensorsignale werden dabei einfach an den auf dem Homeduino I/O-Shields verfügbaren Schraubklemmen angeschlossen. Die Funktion der einzelnen Eingänge wird einerseits mit den Jumpern auf dem Homeduino I/O-Shield festgelegt und andererseits kann man in dem verwendeten Homeduino-Sketch bestimmte Port-Eigenschaften programmieren, die individell jeder Anwender festlegen kann. Oder man nimmt einfach die im Sketch voreingestellten Eigenschaften und muß dann eigentlich gar nichts mehr anpassen!
Folie6.JPG
Unten ist immer der MEGA2560. Darauf wird auf die hinteren Pins das IO-Shield-Plus gesteckt. Auf die vorden Pins kommt das IO-Shield20 und/oder das Ethernet-Shield W5100. Die Modifikation ist weiter unten beschrieben. Ganz oben steckt man das LCD-Keypad-Shield oder das TFT-Touch-Display.

Die verschiedenen Sensoren werden an die Schraubklemmen der Homeduino I/O-Shields angeschlossen. Dabei sind die speziellen Eigenschaften der Sensoren zu beachten und entsprechende Jumper zu setzen.

Die TFT-Anzeige erlaubt nicht nur die Darstellung von fest vorgewählten Messsignalen und Port-Zuständen, sondern man kann mit dem Tousch-Display sich individuelle Anzeige-Menues zusammenklicken.
Folie18.JPG
Sogar RFID-Controller lassen sich integrieren, so daß einfache Zugangssteuerungen mit der Homematic realisieren lassen. Der Versuchsaufbau gibt einen kleinen Eindruck von dem System:
rfid_mitFob.jpg
Weitere Erläuterungen würden den Rahmen hier sprengen.
Deshalb für den Interessierten der Link für weitere Informationen zum Homeduino 4.0:
http://www.stall.biz/project/homeduino- ... automation
Zuletzt geändert von funkleuchtturm am 29.07.2015, 10:21, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von dondaik » 28.07.2015, 20:53

kleiner tip: wer D10 beim lcd-display nicht verbiegen möchte: einfach das entsprechende beinchen aus der buchsenleiste ziehen. :-)
( nicht getestet: buchsenleiste mit entferntem D10 könnte auch beim lan-shield funzen, dann wird der turm aber recht hoch .. erspart aber den eingriff auf dem board )

PS.: update von 4.06 auf 4.08 erfolgreich durchgeführt :-)
Zuletzt geändert von dondaik am 28.07.2015, 21:08, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von mule » 28.07.2015, 21:07

Es ist ja schön, wenn man viele IO-Kanäle an einer Stelle hat und damit diverses messen und schalten kann. Das Problem ist doch aber, das die diversen Schalt- und Messaufgaben üblicherweise über diverse Räume verteilt sind.
Wer also keine entsprechende Verkabelung hat müsste also direkt bei jedem Aktor/Sensor einen Homedroiden haben und somit wäre es ein Vielfaches mehr als mit Kanonen auf Spatzen geschossen.

Das bedeutet Homedroid ist ein Ersatz bzw. eine starke Erweiterung für HM-Wired oder übersehe ich etwas?
Aktuelle Projekte:
Direkter SMS-Versand und -Empfang über CCU2&Raspberrymatic ohne Cloud:
viewtopic.php?f=31&t=39483

Automower (G2) steuern über Homematic per WLAN:
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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von funkleuchtturm » 28.07.2015, 21:45

@mule
Ein Homeduino 4.0 kann fast alle Meß- und Steuerungsaufgaben, die man so in der Hausautomation benötigt.

Vielleicht kann er aber schon zuviel und schreckt damit manchen Beginner ab !? :mrgreen:

Aber man muß ja nicht alle Funktionalitäten von anfang an benutzen.
Das Gerätchen ist so preiswert wie manche Homematic-Box mit nur ganz wenigen Kanälen! Bei der vorhandenen Leistungsfähigkeit müßte der Homeduino eigentlich viel teurer sein, aber das widerspricht einem Sebstbau- und Hobbyprojekt. Zumindest bekommt man im Vergleich zu beispielsweise lächerlich einfachen aber superteuren "Luftqualitätssensoren" (die messen Luftdruck, Temperatur und so !!) mit "wunderschönen" Apps auf dem Smartphone hier mit dem Homeduino eine wirklich nützliche Hausautomation.

Vielleicht werde ich mal eine zugeschnittene Simpel-Lösung als Variante machen, bei der die Funktionen der vielen Ports fest eingestellt ist. Man muß dann lediglich die IP-Adresse der CCU eingeben und fertig ist der "Anlernvorgang". Und sonst muß/kann nix eingestellt werden. :D

Aber eins ist auch klar: Die vielen Möglichkeiten machen eine meist feste Installation mit mehreren Homeduino-Satelliten sinnvoll, zumal ein Batteriebetrieb kaum sinnvoll ist. Insoweit ist der Homeduino mehr eine leistungsfähige Ergänzung oder Ersatz der zuverlässigen Wired-Technik.

... aber mit der Möglichkeit auch per WLAN eine Verbindung zur CCU herzustellen. :D
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Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von mikewolf99 » 28.07.2015, 21:51

Hallo ja bei mir ist es so das ich aufgrund der Substanzen eher Satelliten Lösungen benötige,
ZB einer ist für RFID einer für Pool Temperaturen , einer Heizung , einer Zisterne ,einer als Text messagedisplay z.b Müll oder wichtige Meldungen usw..
Auch Wegen der ausfallsicherheit !!
Deswegen wäre ich auch für ne Aufteilung
Aber super Projekt , auch die Erweiterungen shields sind sehr gut durchdacht [emoji106][emoji106][emoji106][emoji106]
Danke
Mikewolf

Ps hab mal 3 Tft Display bestellt Dauer ca 3weeks


Sent from my iPhone 6 plus using Tapatalk
CCU2 mit Cuxd und HP CLX ,3 x FHZ2000,2 Funkgateway (eckig),und 2 Funkgateway (rund),RS LanGate
ca 590 Komponenten gemischt HM und FS20 90/10)`CCU auf Cubie LXCCU,CCU auf RPi3 Pivccu,Iobroker auf HPgen8,
Tinker,orangepi,Odroid .....,Sonoffs,Xiaomi und ne Menge esp8266

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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von dondaik » 28.07.2015, 21:55

:-) so ein möglicher mega rennt hier: er ist nur für die bereitstellung von "wetterdaten" zuständig, alles ist fest verdrahtet. er wartet auf ein gehäuse damit er nach draussen umziehen kann... ach ja und dann ist da noch der eltako-windsensor der an dem mega noch laufen soll, aber jetzt ist noch bienenzeit :-) nix / wenig mit basteln.
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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von mule » 28.07.2015, 22:45

@funkleuchtturm:
Ich glaube wir reden aneinander vorbei, denn mit Abschrecken hat es nichts zu tun, sondern ich beziehe mich rein auf die Topologie und die daraus abzuleitenden Einsatzmöglichkeiten bzw. Vorraussetzungen.

Was ich meine ist, das die Aktoren/Sensoren in einem Haus ja üblicherweise extrem dezentral über verschiedene Räume und in den einzelnen Räumen auf verschiedene Lokationen vollkommen dezentral verteilt sind. Hat man also nicht bereits eine zentralisierte Verkabelung der Sensoren/Aktoren im Haus implementiert, müsste man an jedem Aktor/Sensor einen Homedroiden anschließen, da der Aktor/Sensor ja nicht kabellos mit dem Homedroiden kommunizieren kann. Nur macht es doch keinen Sinn einen Homedroiden mit > 20 Kanälen zu nutzen, um dann dort einen einzelnen Schalter oder irgendeinen einzelnen Sensor anzuschließen (größere Kanonen auf Spatzen sind ja kaum vorstellbar).

Deshalb ist ja meine Interpretation: Homedroid ist für diejenigen Interessant, welche eine Wired-Lösung haben/planen oder für ganz wenige Spezielfälle an denen man an einem zentralen Ort sehr viele IO-Kanäle benötigt. Aber vielleicht habe ich ja auch die Idee bisher noch nicht wirklich verstanden?
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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von funkleuchtturm » 28.07.2015, 23:02

mule hat geschrieben:Deshalb ist ja meine Interpretation: Homedroid ist für diejenigen Interessant, welche eine Wired-Lösung haben/planen oder für ganz wenige Spezielfälle an denen man an einem zentralen Ort sehr viele IO-Kanäle benötigt. Aber vielleicht habe ich ja auch die Idee bisher noch nicht wirklich verstanden?
Ja das ist richtig bis auf die Einschränkung "wenig Spezialfälle"
Ich habe festgestellt, daß eine Bündelung in solche Mess-Satelliten relativ viel Sinn macht.
Bespiele hierfür, die sicher nicht Spezialfälle sind:
- Heizungsraumsensor: viele Temperaturen, Schaltausgänge
- Wohnzimmersensor: Viele verschiedene Messsignale
- Multimedia Steuerungszentrale : viele Status-Ein-und Ausgänge, Infrarot-Gateway ...
- Überwachungs- und Alarmzentrale
- Hauszugang : mit RFIDs , Lampen und Türsteuerung
- Poolsteuerung: da werden viele Sensoren und Aktoren benötigt.
-...
Was ich damit sagen möchte: Zwischen den Extremen, völlige dezentrale Struktur und einer komplett zentralen Struktur, gibt es Mittelwege, die in Richtung Homeduino gehen.
Das ist ähnlich wie bei der Elektronikstruktur im Automobil!
Viele Gruesse
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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von pruse » 29.07.2015, 00:04

Hallo,
wird es einmal möglich sein Systemvariablen von der Homematic auf dem Display darzustellen.

Gruß Jens
LXCCU im Standby,Yahm auf Raspberry Pi3, 3xHomeduino, 1xHM-Sen-LI-O, 1xHM-WDS10-TH-O, 1xHM-PBI-4-FM, 4xHM-LC-Bl1-FM, 3xHM-LC-Sw1-FM, 2xHM-WDS40-TH-I,
2x HM-Sen-MDIR-O, 6xHMW-IO-12-Sw14-DR, 1xHM-RC-4-2, 1xHM-LC-Sw4-PCB, 1xHM-ES-PMSw1-Pl, 1xHM-WDS30-OT2-SM,
1xHM-LC-Bl1PBU-FM, 1xHM-WDS30-T-O, 1xHM-TC-IT-WM-W-EU, 1xHM-Sen-MDIR-WM55, 1xHM-LC-Bl1PBU-FM

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Re: Homeduino4.0: viele neue I/Os mit TFT-Display und RFID

Beitrag von funkleuchtturm » 29.07.2015, 07:22

Im Prinzip wäre das kein großes Problem! Man kann zum Homeduino nicht nur Befehle zum Setzen der Ports schicken sondern genauso auch Datenstrings zur Anzeige auf dem Display.

Aber ob noch mehr Funktionen sinnvoll sind ??

Die leider notwendige Einstellung und Parametrierung wird dann zwngsweise immer aufwändiger.
... und es soll doch möglichst einfach bleiben :D
Viele Gruesse
Eugen
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