RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Entwicklung und Bau von Hardware aller Art, die im HM-Umfeld eingesetzt werden kann

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homematic_fan
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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von homematic_fan » 02.01.2017, 18:52

Hallo,

es gäbe noch eine ganz andere Möglichkeit. Aber das ist dann wirklich eine Bastellösung, aber eine der man es später nicht notwendigerweise ansieht. Es gibt einige FHEM Programmierer, die sich HS-/Homematic-Module auf der Basis von Arduino-Boards selber herstellen. Das Projekt läuft seit einiger Zeit unter dem schönen Namen "Homebrew Devices". Einen Thread über den Verlauf des Projekts findet sich hier:

https://213.252.140.23/index.php?topic=22952.0

Eine Übersicht über die geplanten/vorhandenen Module ist hier:

https://wiki.fhem.de/wiki/HomeMatic_Wired

FHEM Module können nicht 1:1 in einem Homematic-Sy<stem eingebunden werden. Zumindest fehlt eine XML-Datei, die im Homematic-System abgespeichert werden muß, damit das Homematic-System, das neue Device erkennt (die Homebrew Module sind keine Clone von exisitierenden Homematic-Modulen, sondern eigenständige Module, die lediglich das Homematic-Protokoll verwenden). Wenn es richtig schön werden soll, müssen zusätzlich noch Image-Files für die bildliche Darstellung der Module im Homematic Web-Interface eingebunden werden.

JFISCHE hat das für 2 Module auf sehr schöne Weise gemacht (ein Temperatursensor-Modul und ein Zähler-Modul) und hier abgelegt:

https://github.com/jfische

Es gibt auch noch ein Tastensensor-Modul für 8 Tasten (HBW_SEN_SC8). Das interessiert mich am meisten, weil ich im Rahmen der Erweiterung der Hausinstallation eine Ersatzlösung für das nicht mehr hergestellten HMW-IO-12-FM Modul suche. Das HBW_SEN_SC8 Tastensensor-Modul wäre eine Ersatzlösung, es liest aber nur Tasten ein, d.h. man kann damit keine LEDs anschließen, wie sie in z.B. den Tastersensoren der Schalterserien von Jung und Gira vorhanden sind. Das ist erst mal ein Nachteil, aber was jetzt noch nicht ist, kann ja evtl. noch werden.

Die Software habe ich https://github.com/jfische runtergeladen, einige zusätzliche Bibliotheken aus dem Netz geladen, das Ganze compiliert, 2 kleinere Fehler behoben (aus irgendwelchen Gründen hat es nicht auf Anhieb fehlerfrei compiliert), in die Arduino-HW (s.u.) geladen, das XML-File in die CCU transferiert (bei mir läuft die CCU auf einem Raspbarry Pi3), die CCU rebootet und dann hat es eigentlich auch schon funktioniert. D.h. das neue Modul taucht im CCU-Webinterface auf und kann konfiguriert werden.

Es gibt gegenüber dem HMW-IO-12-FM Modul noch einen weiteren Nachteil: Direktverknüpfungen funktionieren mit dem HBW_SEN_SC8 noch nicht, obwohl sie in der CCU definiert werden können (s. Bild). Ich vermute, daß die Modul-SW in diesem Punkt noch unvollständig ist, weil sie bei einem Tastendruck lediglich eine einzige Broadcast-Message schickt. Eine ganze Reihe von Messages scheinen im aktuellen Stand der SW noch nicht implementiert zu sein. Das betrifft auch die Discovery. D.h. das Modul wird an die CCU dadurch angemeldet, indem man am Modul den Reset-Taster drückt. Dann erscheint das Modul im CCU-Postfach und kann in der bekannten Weise konfiguriert werden.

Dafür funktionieren Programmverknüpfungen. Somit wäre ein Anfang gemacht. Die fehlenden Messages für Direktverküpfungen lassen sich evtl. noch nachimplementieren. So lange die Änderungen nur das Modul betreffen, wäre dies noch relativ einfach, weil dafür der (Arduino-)Source-Code ja vorhanden und änderbar ist. Schwieriger bis unmöglich sind aus meiner Sicht Änderungen an der CCU-FW.

Hinsichtlich der HW eignet sich ein Arduino-Nano Board + RS485-Modul. Beides wird mit einigen Drähten verdrahtet (s. Experimentierschaltung im angehängten Bild; die zwei Adern des Telefonkabels ist der Homematic-Bus). Das Ganze sollte einschließlich Gehäuse und Tastsensor-Verdrahtung in einer tiefen UP-Dose Platz finden. Die Verdrahtung ist sicher frickelig, aber das ist sie bei Verwendung des HMW-IO-12-FM Moduls ebenso. Die HW habe ich für etwa 7€ pro Module gekauft. D.h. dem Mehraufwand steht eine Kostenerspranis im Vergleich zum Kauf einer Fertigmoduls gegenüber, wenn man davon absieht, daß das Fertigmodul derzeit abverkauft wird und in Zukunft gar nicht mehr erhältlich sein wird.

Es ist noch zu klären, ob das Nano-Board mit den 24V des Homematic-Busses versorgt werden kann. Der Spannungsregler des Nano-Boards sollte das lt. Datenblatt eigentlich aushalten. Ich habe aber auch schon Gegenteiliges gelesen.

Das ist voraussichtlich die Lösung, die ich anstrebe, um weitere Tastersensoren in der Homematic-Installation zu integrieren. Die Verlegung von viel-poligen Telefonkabeln, um Taster-Sensoren mit einem HM-RS485-Modul im Schaltschrank zu verbinden möchte ich nach Möglichkeit vermeiden. Eine funkbasierte Lösung ist für mich noch weniger eine Alternative.

Vielleicht konnte ich dem einen oder anderen, der den Wired-UP Modulen nachtrauert damit eine kleine Anregung gegeben. Evtl. ergeben sich Kooperationsmöglichkeiten bei der Weiterentwicklung des HBW_SEN_SC8-Moduls.

Grüße
HM-Fan
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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von Vince » 02.01.2017, 22:43

@HM-fan

vielen Dank! du hast mir ein wenig die Hoffnung gegeben, das man eine "einfache" EIB Verkablung nutzen kann.

ich habe soeben

1x 5V MAX485 TTL To RS485 Converter
1x Arduino nano
1x Arduinio nano I/O Shield

bestellt.

mal sehen wann die Teile hier sind, und dann kann das basteln los gehen. Nur mit dem kompilieren mache ich mir noch ein wenig sorgen.... Da bin ich recht unerfahren in Linux.

Der HBW-SEN-SC8 würde mir erstmal auch reichen. Lieber wäre mir natürlich noch, das es noch ein paar Ausgänge geben würde, aber vielleicht kommt da ja bald etwas.

Ich bin gespannt wie es da weiter geht, da das Projekt ja scheinbar bereits seit 2014 im Gange ist.

Faszinierend was einige Bastler so auf die Beine stellen.
Grüße Vince

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von homematic_fan » 03.01.2017, 00:07

Vince hat geschrieben:Nur mit dem kompilieren mache ich mir noch ein wenig sorgen.... Da bin ich recht unerfahren in Linux.
Da brauchst Du Dir keine Sorgen zu machen. Für den Arduino wird ja eine eigene IDE/Entwicklungsumgebung benutzt, und die Projekte sind ja nicht groß. Keine Makefile-Hierarchien und keine zig-tausend includierte h-Files :shock: . Damit ist das Kompilieren nicht so schwierig. Wenn alle Stricke reißen, verfasse ich eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, aber wahrscheinlich braucht es die nicht.

Grüße
HM_Fan

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von Vince » 03.01.2017, 19:22

Ok, da muss ich mich noch ein wenig einlesen.

Hast du schon ein Gehäuse im Auge was den Anforderungen entspricht? Die Platzverhältnisse sind ja schon sehr begrenzt. :roll:

Hast du irgendwo nen Schaltplan gefunden für die Verkabelung eines "HBW-SEN-SC8"? Ich finde aktuell keinen.
Grüße Vince

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von homematic_fan » 03.01.2017, 20:56

Vince hat geschrieben:Hast du schon ein Gehäuse im Auge was den Anforderungen entspricht? Die Platzverhältnisse sind ja schon sehr begrenzt. :roll:

Hast du irgendwo nen Schaltplan gefunden für die Verkabelung eines "HBW-SEN-SC8"? Ich finde aktuell keinen.
Gehäusemäßig wird es nichts Fertiges geben. Zumindest habe ich noch nichts Passendes gesehen. Momentan überlege ich die folgenden Möglichkeiten:

Ich habe noch einen 3-D Drucker herumstehen. Leider habe ich den noch nie richtig in Betrieb genommen, weil sich die Justierung als seeeehr schwierig herausgestellt hat und ich dann nicht genügend Zeit dafür hatte. Vielleicht mache ich aber nochmal einen neuen Anlauf. Das würde sich für so ein UP-Gehäuse richtig rentieren und man könnte auch versuchen, eine Befestigung für die Leiterplatten zu integrieren.

Die andere Möglichkeit wäre ein GFK-Gehäuse zu bauen. Als Positiv-Form könnte z.B. eine Styroporscheibe (50x15mm) dienen, die mit Frischhaltefolie als Trennmittel überzogen wird und anschließend laminiert wird. Der Vorteil des GFKs wäre, daß die Gehäusewände sehr dünn sein können und das Gehäuse trotzdem stabil ist. Das wäre mehr die Fallback-Lösung, falls es mit dem Gehäusedrucken nichts wird.

Die Verdrahtung ist im README-File der HBW-SEN-SC8 Files beschrieben, wobei D0 und D1 nicht verdrahtet werden, weil die schon auf dem Nanoboard mit der USB Schnittstelle verbunden sind. Einen Schaltplan für das Nano-Board gibt es auf der Arduino-Seite https://www.arduino.cc/.

Bei einem PC mit Windows 7 wird das Nanoboard möglicherweise von der USB-Schnittstelle nicht erkannt und man muß manuell einen USB-Treiber auf dem PC installieren. Bei Windows10 sollte es ohne weiteres Zutun funktionieren.

Grüße
HM-Fan

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von homematic_fan » 19.01.2017, 02:58

Hi,

ich habe mich in der letzten Zeit noch etwas eingehender mit dem Homebrew Modul HBW-SEN-SC8 von JFische beschäftigt (s.o.) und möchte ein paar weitere Ergebnisse posten, die vielleicht von Interesse sind, insbesondere für diejenigen, die so wie ich, in ihrer Hausinstallation auf Homematic Wired Module gesetzt haben und jetzt feststellen müssen, daß zumindest die UP-Module nicht mehr hergestellt werden. Im folgenden soll es also um den Ersatz dieser UP-Module durch Selbstbau gehen.

Wie schon geschrieben besteht die HW für das HBW-SEN-SC8 aus einem Arduino Nano-Board und einem RS485-Modul. Diese Module brauchen eine eigene Stromversorgung (>= 5V) oder es wird eine passende Spannung mittels Step-Down-Regler aus den 24V des Homematic Busses gewonnen. Ein anderes lösbares Problem besteht darin, daß handelsübliche RS485-Module busseitig ein Widerstandsnetzwerk enthalten, das innerhalb eines Homematic-Netzwerks nur einmal vorhanden sein darf und in einer bestehenden Homematic-Installation normalerweise auch schon vorhanden ist. D.h. wenn das RS485 Modul solche Widerstände enthält, dann müssen sie entfernt werden, weil sonst die Buslast zu groß wird und sich der Spannungshub am Bus verringert.

Das HBW-SEN-SC8 Modul ist als Hutschienen-Modul für den Schaltschrank konzipiert und es sind auch entsprechende Image-Dateien erstellt, die das Modul im Web-Interface der CCU bildlich darstellen. Das Ganze funktioniert aber auch ohne Bildchen und auch als UP- bzw. flushmounted (FM) Modul. Zwingend ist aber das Abspeichern einer HBW-SEN-SC8 spezifischen XML-Datei im CCU-Dateisystem, die im wesentlichen die Eigenschaften des HBW-SEN-SC8 Moduls und die Datenstrukturen im EEPROM des HBW-SEN-SC8 Moduls beschreibt. Wenn sich das HBW-SEN-SC8 Modul bei der CCU anmeldet, weiß die CCU dann, um welches Modul es sich handelt und welche Konfigurationsparameter es gibt und an welche Stelle im EEPROM des HBW-SEN-SC8 Moduls diese Parameter geschrieben werden müssen.

Der gegenwärtige Softwarestand des HBW-SEN-SC8 Moduls erlaubt nur Programmverknüpfungen. Direktverknüpfungen sind aus zweierlei Gründen nicht möglich:
1) Es fehlt der Befehl, der ein Sensor-Ereignis (z.B. Tastendruck) direkt an den verknüpften Aktuator sendet. Stattdessen wird das Ereignis nur in Form eines Broadcasts gemeldet.
2) Mit der verwendeten Arduino Bibliothek "SoftwareSerial" können nur serielle Datenbytes ohne Parity versendet werden. Der Homematic Bus ist aber für die serielle Datenübertragung mit Parity pro Datenbyte ausgelegt. Das RS485-LAN Modul, das das Gateway der CCU2 zum RS485-Bus bildet, versteht offenbar Datentransfers mit und ohne Parity. Andere I/O-Module wie z.B. das HM-IO12-SW7-DR Modul verstehen hingegen nur Datenbytes mit Parity und reagieren nicht, falls Datenbytes ohne Parity daherkommen. Somit kann das HBW-SEN-SC8 Modul offenbar nur mit der CCU aber nicht mit anderen Modulen kommunizieren.

Wenn diese beiden Probleme beseitigt sind, dann funktionieren auch die Direktverknüpfungen.

Wenn erst mal eine Reihe bestimmter Grundfunktionen vorhanden sind (das ist momentan noch nicht der Fall), können mit relativ geringem Programmieraufwand auch "maßgeschneiderte" Module zusammengestellt werden. Ich habe z.B. damit begonnen, ein HBW-IO12-SW4-FM Modul zu programmieren. Das UP-Modul soll 8 Tastereingänge und 4 Ausgänge haben. Das Modul soll dazu dienen, um ein 8-fach Tastermodul mit LEDs von Gira oder Jung an den Homematic-Bus zu bringen. Desweiteren plane ich ein UP-Modul, das einen Luftqualitätssensor auswertet. Dabei soll dann ein Analogwert an die CCU übertragen werden, wobei ein Teil der Vorverarbeitung im UP-Modul stattfinden soll.

Grüße HM-Fan

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von Vince » 23.01.2017, 19:43

Hallo HM Fan,

Das sieht doch schonmal sehr gut aus, was du da bisher erforscht hast. Respekt!

Ich habe jetzt meine Utensilien zusammen und würde erstmal versuchen einen " HBW-Sen-SC8" zu bauen. Morgen mache ich mich erstmal an den Testaufbau.

akutell brauche ich noch Stepdowns um das Modul im RS485 Bus zu betreiben. Habe mir folgende 3 Varianten bestellt:

http://www.banggood.com/DC-DC-Adjustabl ... mds=search
http://www.banggood.com/Mini-DC-DC-Conv ... mds=search
http://www.banggood.com/DC-DC-24V-12V-9 ... mds=search

Welche Widerstände müssen denn bei dem TTL to RS485 Modul entfernt werden?
TTLtoRS485.png

Dann fehlt eigentlich bei meiner Installation nur noch ein 8fach Taster wie dieser hier: http://www.mdt.de/Taster.html nur ohne KNX und von Gira :roll: ..... Dann könnte man in jede Dose einen " HBW-Sen-SC8 " hängen und hat eine Menge Möglichkeiten zu steuern. :mrgreen:
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nano.png
Grüße Vince

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von homematic_fan » 24.01.2017, 02:24

Hallo Vince,

zu den Widerständen:
Der Schaltplan des RS485 Moduls sollte in etwa so aussehen:

Bild

Der Homematic Bus wird an P2, Pin 2 und 3 angeschlossen. Die Widerstände R5, R6, R7 müsssen entfernt werden. Insbesondere R7 stört.

Anhand der obigen Schaltung läßt sich vor dem Auslöten mit dem Ohmmeter überprüfen, ob man an seinem Board tatsächlich den richtigen Widerstand im Fokus hat.

Zu den Step-Down-Wandlern:
Ich habe mir solche besorgt:

https://www.amazon.de/gp/product/B01MQG ... UTF8&psc=1

Zwar noch nicht ausprobiert, sollten aber schon funktionieren.

Bei den Tastenmodulen ist mittlerweile die Auswahl an Tastern mit integriertem KNX Anschluß größer als ohne. Reine Tastermodule gibt es z.B. von Jung:

http://www.jung.de/de/online-katalog/67915804/

Grüße
HM-Fan

Edit: das Tastenmodul von Jung muß noch mit einem Rahmen und einem Tastensatz ergänzt werden. So sieht es etwas "nüchtern" aus.

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von HM_User » 02.02.2017, 07:44

Hallo zusammen,

bin per Zufall auf diesen Thread gestoßen.
Ich habe noch zwei von den RS485 I/O-Modul 12-fach, UP Modulen zu verkaufen.
Ich gestehe: Ich habe alles mit der Telefonleitung 12x2x0,8 in den Schaltschrank gelegt. (Ja, es ist eine Sauarbeit das in den Schaltschrank zu pressen)
Wer noch Interesse hat, sie sind noch OVP und nie benutzt.
Gruß Stefan

Derzeit verbaut

Homematic Funk, wired und IP

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Re: RS485-Busankoppler für Taster, LEDs und Temperaturfühler

Beitrag von ThomasR » 07.02.2017, 15:41

Wow!
Bin ich froh, daß es noch andere Wired Fans gibt! Mir schlottern etwas die Hosenbeine, weil ich auf die Wired Topologie gesetzt habe und mit den Busankopplern zusätzliche Taster an die überall verlegten grünen Buskabel anbinden wollte. Ohne den HMW-IO-12-FM oder ähnliche wäre das aber tot. Und Funk geht bei uns nicht, zuviele Störungen durch den Militärflugplatz um die Ecke.

Mit Programmierung etc. kenne ich mich überhaupt nicht aus, wäre aber an Bausätzen oder fertigen Modulen interessiert! Meine Stärken sind eher Analogtechnik und Starkstrom (Elektriker). Eventuell kann ich da etwas beitragen?

Habe gerade gesehen, daß der nano einen dezidierten Spannungsregler hat, der tatsächlich nur 20 Volt max. verträgt (wobei es verschiedene Versionen zu geben scheint: ein Schaltplan zeigt einen µA7805, der könnte auch über 30 Volt). Diesen könnte man ersetzen, dann würde keine zusätzliche Step-Down Platine nötig....

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