Mit dem Raspberry Pi und OpenHAB Funksteckdosen (433 MHz) schalten

Wer zur Miete wohnt oder nicht seine Wände aufreißen möchte, der wird wahrscheinlich nicht unbedingt Relais nutzen können, um seine Geräte per Smart Home Panel zu steuern. Stattdessen können Geräte aber auch über Steckdosen per 433 MHz Funk gesteuert werden. Dazu bietet der Raspberry Pi eine hervorragende Plattform, um die OpenHAB Funksteckdosen auszulesen und per Klick an- und auszuschalten.

In diesem Tutorial nehmen wir daher jene Funksteckdosen in unsere Hausautomatisierung hinzu. Im speziellen lesen wir die Steckdosen aus und erstellen die Weboberfläche zum Schalten der Steckdosen.

Zubehör

Damit wir die 433.92 MHz Funksteckdosen über das Raspberry Pi und OpenHAB 2 verwenden und per Weboberfläche bzw. Touchscreen schalten können, ist folgendes Zubehör nötig:

• Raspberry Pi
• Funksteckdosen (siehe Hinweis unten)
• 433 MHz RF Set (Sender & Empfänger)
• Jumper Kabel
• Breadboard

Hinweis: Achte darauf, dass die Funksteckdosen manuell einstellbar (einstellbarer Hauscode) sind und nicht Plug & Play sind. Ich rate dazu die verlinkten 433 MHz Funksteckdosen von Brennenstuhl zu nehmen, da es mit diesen definitiv funktioniert und das Tutorial auch damit erstellt wurde. Weitere funktionierende Modelle können gerne in den Kommentaren verlinkt werden.

Eine weitere Möglichkeit bieten das Brennenstuhl Brematic Home Automation Gateway GWY 433, welches speziell auf deren Funksteckdosen ausgerichtet ist und natürlich auch mit OpenHAB genutzt werden kann. Allerdings wird dieses Gerät in diesem Tutorial nicht benötigt, da wir uns für wenige Euro das ganze auch selber bauen können.

OpenHAB Funksteckdosen vorbereiten

Beginnen wir mit der Verkabelung des 433 MHz Senders und Empfängers. Der Empfänger ist nicht unbedingt dauerhaft nötigt, aber mindestens jedoch zum Auslesen der Codes. Beide Module (Transmitter/Sender und Receiver/Empfänger) brauchen 5V Spannung. Daher wird VCC des Moduls an 5V angeschlossen des Raspberry Pi’s (Pin 2) und GND an einen freien GND Pin (z.B: Pin 6) angeschlossen.

Darüber hinaus wird der ATAD (Daten) Pin des Senders (im Bild rechts) an GPIO 17 angeschlossen. Einen der mittleren beiden Pins des Empfängers schließen wir an GPIO 27 an. Die der schematische Aufbau:

Mehr ist vorläufig nicht nötig, um zunächst die Codes auszulesen. Solltest du andere GPIOs verwenden, musst du dies gleich entsprechend anpassen.

Die Steckdosen sind per Hauscode einstellbar. Dazu musst du die Hinterseite öffnen und einen Code einstellen. Dabei sind die ersten fünf Schalter der Code (Unten: Null, Oben: Eins) und danach die Auswahl von A-E. In diesem Bild ist es Code 00011 für Steckdose E:

Den gleichen Hauscode stellst du auch in der Fernbedienung ein:

Schließe die Steckdose an und teste sie auf Funktionalität.

Software für 433 MHz Funksteckdosen installieren

Wir nutzen rc-switch und die 433Utils von ninjablocks, um die Funkcodes auszulesen. Öffne dazu eine SSH Verbindung zu OpenHAB und klone das Verzeichnis (git muss installiert sein: sudo apt-get install git):

cd /opt/
git clone --recursive git://github.com/ninjablocks/433Utils.git

Anschließend kompilieren wir die Dateien, wofür allerdings wiringpi notwendig ist:

sudo apt-get install wiringpi
cd /opt/433Utils/RPi_utils/
make

Nun kümmern wir uns um das Auslesen der Codes. Falls du die Codes bereits aus einem früheren Tutorial kennst, brauchst du sie nicht erneut auszulesen. Falls du sie nicht kennst, ist es sehr einfach diese Auszulesen. Starte dazu im Verzeichnis die ausführbare  RFSniffer Datei:

 ./RFSniffer

Drücke anschließend die Tasten der Funkfernbedienung, mit denen du die Steckdose an- bzw. ausschaltest. Die Codes werden nacheinander angezeigt. Es ist möglich, dass zwischen vielen Wiederholungen mal ein anderer Code angezeigt wird – dies ist aber oftmals einfach zu ignorieren. Drücke den Knopf am besten mehrere Sekunden und siehe welcher Code am häufigsten auftritt – dieser ist es mit hoher Wahrscheinlichkeit. Gleich wirst du es auch noch testen können.

Bei mir sind es diese Codes für meine zu schaltende 433 MHz Funksteckdose:

• An: 5506385
• Aus: 5506388

Nun senden wir die Codes als Überprüfung (passe deine Codes an):

./codesend 5506385

Die Steckdose sollte nun an- bzw. ausgeschaltet werden (je nachdem, welchen Code du gesendet hast).

Dieses Skript soll anschließend von OpenHAB aus aufgerufen werden, weshalb wir noch eine Bash Datei erstellen, in welcher die Codes gespeichert werden (inkl.

sudo nano /opt/433Utils/RPi_utils/run.sh

Die Datei bekommt den nachfolgenden Inhalt. Falls du mehrere Steckdosen schalten willst, kannst du das Skript entsprechend anpassen. Beachte auch, dass du deine entsprechenden Codes angibst:

#!/bin/sh
if [ "$1" = "D" ]; then
    if [ "$2" = "off" ] || [ "$2" = "0" ] || [ "$2" = "OFF" ]; then
        /opt/433Utils/RPi_utils/codesend 5506388
    else
        /opt/433Utils/RPi_utils/codesend 5506385
    fi
fi

Speichere mit STRG+O und kehre zurück ins Terminal mit Strg+X. Mit den nötigen Input Parametern (bspw: D OFF) kannst du das Skript auch bereits testen.

Für uns ist nachfolgend nur noch die codesend sowie unsere erstellte Bash Datei wichtig, daher geben wir diesen die nötigen Rechte:

sudo chmod +x /opt/433Utils/RPi_utils/codesend
sudo chmod +x /opt/433Utils/RPi_utils/run.sh

Übrigens: Falls du andere GPIO Pins nutzt, so musst du die Dateien vor dem Kompilieren bearbeiten (die Pin Nummerierung kannst du hier entnehmen).

OpenHAB Vorbereitung

In OpenHAB 2 müssen wir nun noch Things und Items für jede Steckdose anlegen. Wenn du mehr als eine Steckdose nutzt, so sollte das Shell Skript natürlich ebenfalls angepasst sein. In diesem Beispiel erstellen wir die Dateien allerdings erst einmal nur für eine 433 MHz Funksteckdose in OpenHAB.

Wir erstellen also zunächst ein Thing:

sudo nano /etc/openhab2/things/poweroutlets.things

Folgender Inhalt kommt hinein:

Thing exec:command:poweroutletD-control [ command="/opt/433Utils/RPi_utils/run.sh D %2$s", interval=0, autorun=true ]

Nach dem Speichern erstellen wir ebenfalls noch ein Item in einer separaten Datei:

sudo nano /etc/openhab2/items/poweroutlets.items

Dieser Inhalt kommt hier hinein (Namen etc. können angepasst werden):

Group grp_poweroutlets "Funksteckdosen Gruppe" <poweroutlet>
String poweroutletDSwitch "Funksteckdose D" <poweroutlet> (grp_poweroutlets) [ "Switchable" ] { channel="exec:command:poweroutletD-control:input", autoupdate="true" }

Als letztes erstellen wir nur noch die Sitemap. Natürlich kann ebenso eine existierende Sitemap einfach erweitert werden, falls dies gewünscht ist:

 sudo nano /etc/openhab2/sitemaps/poweroutlets.sitemap

Das war es auch bereits. Nach speichern der Datei können wir zum nächsten Schritt gehen – dem Testen.

Testen der OpenHAB Funksteckdosen

Um das User Interface und die Funksteckdosen in OpenHAB 2 zu testen, rufen wir die gerade erstellte Sitemap über einen Browser (Desktop PC oder Smartphone) aus dem selben Netzwerk auf:
http://openhabianpi:8080/basicui/app?sitemap=poweroutlets

Hierbei sollte ein solches Bild erscheinen:

Durch betätigen des Schalters kannst du nun die Steckdose an- und ausschalten.

Damit ist es natürlich auch möglich seine 433 MHz Funksteckdosen über das Smartphone fernzusteuern. Gerade, wenn der Abstand der Steckdosen zum 433 MHz Sender größer ist, kann es sein, dass die Verbindung unterbrochen wird. In diesem Fall eignen sich ESP8266 Außenstationen, die ähnlich angesteuert werden.

Weiteres zur Benutzung von OpenHAB 2 und 433 MHz Funksteckdosen

Ein Problem, das wir bei der Benutzung haben, ist, dass beim Neustart des Raspberry Pi’s bzw. OpenHABs der Status der Steckdose verloren geht. Dies können wir allerdings durch Installieren des Perstistence Add-ons umgehen.

Ein weiterer Punkt ist, falls du die Steckdosen per Handsender schaltest, wird der Status in OpenHAB nicht automatisch geändert. Daher musst du in diesem Fall den RFSniffer im Hintergrund laufen lassen und bei erkanntem Signal den Status auch in OpenHAB 2 updaten. Dies geht zum Beispiel mit der REST API von OpenHAB 2.

Ach ja: Solltest du das ganze ohne Raspberry Pi und  OpenHAB  umsetzen wollen, ist dies auch möglich: Ein einfacher ESP8266 NodeMCU für wenige Euro ist ausreichend, um die Brennenstuhl Funksteckdosen zu schalten.