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Ingo Gruetz und Sabine Gruetz
Wir leben seit 31 Jahren in unserem Haus, welches durch sehr viel Eigenarbeit gebaut und erweitert wurde. Vor 30 Jahren hatte niemand an die aktuellen technischen Möglichkeiten der Hausautomation und Datenerfassung gedacht. Obwohl ich damals schon alle Zimmer mit einem 12-Adrigen Kabel für Telefonanschlüsse und mögliche Temperatursensoren ausgestattet hatte, erscheint heute fast alles überflüssig. Das Zauberwort dafür ist die drahtlose Kommunikation. Geht es um Telefone, Computer, Tablets, Smartphones oder Sensoren, lässt sich fast alles nachträglich leicht installieren und nutzen.
Vor einem halben Jahr habe ich angefangen über einen Raspberry Pi Minirechner eine Steuerzentrale für Haustechnik aufzusetzen. Zunächst wollte ich eigentlich nur die Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte in verschiedenen Räumen erfassen. Inzwischen aber ist das Projekt deutlich größer geworden. Ich kann den Wasser- und Gasverbrauch messen und darstellen, sowie mir den Wasserstand unserer Regenwasser-Zisterne anzeigen lassen. Durch smarte Steckdosen erhalten wir auch Informationen über den Energiebedarf der üblichen Haushaltsgeräte. Neben den reinen Werten die ich erhalte und aufzeichne, bekommen wir auch Rückmeldungen über den Status der Waschmaschine und des Wäschetrockners. Das ist sehr praktisch, da der smarte Lautsprecher die Information direkt in der Küche meldet.
Die Vielfalt der weiteren Möglichkeiten ist nahezu unendlich groß. Neben den Geräten im Haus können auch der Status des Mähroboters und der Ladezustand unseres Staubsauger-Roboters abgefragt werden. Ob man die Sachen braucht oder nicht, kann ich für mich persönlich nur mit ja beantworten. Denn mir macht es Spaß, mich mit der Technik zu beschäftigen.
Was auch richtig prima ist, ist die Lichtsteuerung in unserem Wohnzimmer. Bisher mussten wir unsere Lichtdekoration und die verschiedenen Leuchten manuell ein- und ausschalten. Nachdem ich die Leuchtmittel in zigbee-taugliche Lampen ausgetauscht habe, können wir die Lichter ganz einfach über eine kleine Fernbedienung schalten. Dabei kann ich entweder alle mit einem Tastendruck oder jedes einzeln ein- oder ausschalten. Dadurch dass die Leuchtmittel direkt über diese Steuerzentrale geschaltet werden, kann auch jede Lampe manuell über den eingebauten Schalter bedient werden. Damit ist die Funktionalität auch bei einem Ausfall der Steuerzentrale gegeben.
Mein aktuelles Projekt dreht sich erneut um die Erfassung von Wasserständen. Konkret möchte ich dabei den Grundwasserstand erfassen. Wir haben ein nicht genutztes Brunnenrohr, worin die Messung stattfinden soll. Mit dieser Messung soll der Wasserstand über ein Jahr dokumentiert werden. Hilfreich ist das für die Nutzung unseres neuen Brunnens und die Überwachung der Wasserstände unserer Dränage. Erste Versuche haben schon funktioniert, es ist aber noch etwas Feintuning nötig.
Ein weiteres Projekt, das schon läuft, ist die Messung des Wasserstands in unserem Bewässerungstank. Ein ToF Sensor (Time of flight) tastet die Höhe des Wasserstands ab. Wird eine bestimmte Höhe erreicht, schaltet sich die Brunnen-Wasserpumpe automatisch an oder ab. Zu sehen ist der Zeitraum über 7 Tage. Je nach Sonnenscheindauer sind die Intervalle unterschiedlich lang. Im Hochsommer wurde der Tank alle 3 Tage neu befüllt. Zusätzlich habe ich an dem Sensor auch noch einen Temperaturfühler installiert. Der misst die Lufttemperatur im Tank oben am Deckel, nicht im Wasser. Dadurch sind die Schwankungen so groß. Jetzt im Sommer ist es nicht so wichtig, aber im Winter, wenn die Nachtfröste kommen, sehe ich wann die Pumpe abgeschaltet werden muss, damit kein Frostschaden entsteht. Beide laufen mit einem kostengünstigen chinesischen Mikrocontroller (ESP8266).
Neben der beschriebenen Haustechnik habe ich auch eine Wetterstation, die mir präzise Temperatur, Windstärke, Windrichtung und Regenmenge anzeigt. Dadurch, dass die Daten auch online zur Verfügung stehen, kann ich auch vom Urlaubsort auf ggf. kritische Situationen reagieren. Was noch fehlt, ist die Integration der Wetterstation in meine Steuerzentrale.
Bezüglich des Wasserverbrauchs habe ich mir ein System gebaut, dass es ermöglicht ohne Eingriffe in das System die Wassermenge zu erfassen. Unsere Wasseruhr hat einen kleinen Zeiger, der sich 1x um 360° dreht, wenn 1 Liter Wasser gezapft wurde. Dieser Zeiger hat an der Oberseite ein kleines Metalldreieck. Darüber habe ich einen Näherungssensor platziert. Dieser gibt bei jedem Durchlauf einen Impuls aus. Mit diesem Impuls schalte ich ein kleines Relais. Der potentialfreie Kontakt des Relais ist mit einem Zigbee-Fensteröffnungssensor verbunden. Wenn nun also der Zeiger sich dreht und über den Näherungsschalter das Relais kurz geschaltet wird, überbrückt der Relaiskontakt den Reedkontakt des Fensteröffnungssensors. Dieser sendet dann ein Signal an meinen IoBroker und ich kann die Daten speichern und grafisch darstellen.
We have been living in our house for 31 years now. It was built and expanded through a lot of personal contribution. 30 years ago no-one had thought about for the current technical possibilities of home automation and data acquisition. Although I had already equipped all rooms with a 12-wire cable for telephone connections and possible temperature sensors, today almost everything seems superfluous. The magic word for this is wireless communication. Whether it´s telephones, computers, tablets, smartphones or sensors, almost everything can be easily installed and used afterwards.
Half a year ago I started to set up a control center for building services via a Raspberry Pi mini computer. At first I just wanted to record the temperature and humidity values in different rooms. However, meanwhile the project has grown significantly. I can measure and display the water and gas consumption, and as well have the water level of our rainwater cistern displayed. Smart sockets also provide us with information about the energy requirements of common household appliances. In addition to the sheer values that I receive and record, we also get feedback about the status of the washing machine and tumble dryer. This is very practical, as the smart loudspeaker reports the information directly in the kitchen.
The variety of other possibilities is almost infinite. In addition to the devices in the house, the status of the robotic lawnmower and the charge status of our robot vacuum cleaner can also be checked. Whether you need all these things or not, I personally can only answer “yes“, as I just enjoy working with technology.
What is also really great is the light control in our living room. Previously we had to manually switch our light decorations and the various lights on and off manually. After replacing the bulbs with zigbee-compatible lamps, we now can easily switch the lights via a small remote control. I can either switch them on or off by one touch of a button or switch them off individually. Because the lamps are switched directly via this control center, each lamp can also be operated manually via the built-in switch. This means that functionality is ensured even if the control centre fails.
My current project once again is about recording water levels. Specifically, I would like to record the groundwater level. We have an unused well pipe in which the measurement should take place. With this measurement, the water level is to be documented over a year. This should be helpful for using our new well and for monitoring the water levels of our drainage. First attempts have already worked, but some fine-tuning is still necessary.
Another project that is already underway is measuring the water level in our irrigation tank. A ToF sensor (time of flight) scans the height of the water level. When a certain height is reached, the well water pump automatically switches on or off. You can check it within a period of 7 days. The intervals vary in length depending to the duration of sunshine. In midsummer the tank was refilled every 3 days. In addition, I have installed a temperature sensing device on the sensor. It measures the air temperature in the tank on top of the lid, not in the water. This is why the fluctuations are so great. Now in summer it is not so important, but in winter, when the night frosts come, I can check when the pump has to be switched off so that there is no frost damage. Both run on an inexpensive Chinese microcontroller (ESP8266).
In addition to the building services described, I also have a weather station that shows me the precise temperature, wind strength, wind direction and amount of rainfall. Because the data is also available online, I can also react to critical situations from the vacation spot. What is still missing is the integration of the weather station into my control center.
With regard to water consumption, I have built a system that makes it possible to record the amount of water without interfering with the system. Our water clock has a small pointer that rotates 360° once 1 liter of water has been tapped. This pointer has a small metal triangle on the top. I’ve placed a proximity sensor over it. This emits an impulse with each pass. With this impulse, I’ll switch on a small relay. The potential-free contact of the relay is connected to a Zigbee window opening sensor. So if the pointer turns and the relay is briefly switched via the proximity switch, the relay contact bypasses the reed contact of the window opening sensor. This then sends a signal to my IoBroker and I can save and graph the data.
