Funksteckdosen:

Dies bietet sich an, wenn die Verkabelung zur Leittechnik zu aufwendig wäre.

Möglichkeiten:
- schaltbare Steckdose von AVM Nachteil: Zugriff nur über die App zur Fritz-Box, aber nicht über die Leittechnik-
- das System digitalSTROM. Manche Komponenten, sehen aus wie eine Mischung aus einer Lüsterklemme und einem Lego-Baustein. Diese können in der Wand hinter der Steckdose eingebaut werden. Über das Stromnetz tauschen die Bausteine untereinander Daten aus. Nachteil: Bereits eine schaltbare Steckdose kostet 112 Euro! Dazu kommt noch Aufwand für den "digitalSTROM Meter" für 225 Euro. Das Rückgrad, um das System zum Laufen zu bringen. Und man braucht eine Schnittstelle zur Siemens-Leittechnik. Das alles erzeugt viel zu hohe Kosten!
- Module mit Relaisausgängen mit Netzwerkanschluß bzw. WLAN in allen möglichen Ausführungen bei ebay.
- Ein Set von schaltbaren Steckdosen und einer Fernbedienung aus dem Baumarkt. Wenn man die Kontakte von einem Taster anzapft, kann man über eine Relaisausgabe von der Leittechnik über Funk die Steckdose schalten.

Funksteckdosen über 433 MHz

ursprünglich angedachte Lösung:
- für eine schaltbare Steckdose: Der LOGO-Regler schaltet über seine Relaisausgänge die beiden Taster (Ein/Aus) der Fernbedienung. Die schaltbare Steckdose wird an anderer Stelle plaziert und schaltet den Verbraucher. Z.B. die Weihnachtsbeleuchtung am Fenster.
- für mehrere schaltbare Steckdosen: Ein Modul mit mehreren Relaisausgängen mit Netzwerkanschluß bzw. WLAN schaltet die Taster (Ein/Aus) der Fernbedienung. Das Schaltmodul und die Fernbedienung ist an zentraler Stelle im Wohnbereich platziert. Die schaltbaren Steckdosen sind an anderen Stellen plaziert und schalten die Verbraucher.

Realisierte Lösung:
Es gibt auch Sender für Funksteckdosen mit Netzwerkanschluß. Dies eröffnet neue Möglichkeiten. Man verwendet einen zentralen Sender im Heimnetzwerk und kann nahezu beliebig viele Empfänger nutzen.
Es gibt Gateways von Intertechno und Brennenstuhl, wobei ich mich für das Gateway von Brennenstuhl entschieden habe, weil es durch die große Antenne eine höhere Reichweite bietet. Im Set mit zwei Funksteckdossen kostete es bei ebay 79 Euro. Ein Set mit Handfernbedienung mit drei Funksteckdosen kostet sogar nur 19 Euro. Ideal für spätere Erweiterungen.

An der Funksteckdose muß noch eine Kodierung eingestellt werden, die beim Ansteuern über das Gateway verwendet werden muß.

Es gibt sogar Empfänger für die Verteilerdose oder als Zwischenstecker für die direkte Aufnahme einer Glühlampe. Dann braucht man aber wieder das Wissen über die passenden Codes, um selbst die Steuersignale aussenden zu können. Wenn man die Empfänger in die Apps SteckerPro oder Powerswitch aufnehmen kann, könnte man vom Smartphone aus zumindest mal das Gateway ansteuern. Dann braucht man nur noch eine Möglichkeit, die gesendeten Pakete im Netzwerk zu protokollieren, um die passenden Sendecodes zu ermitteln. Besser wäre ein Gateway, das die gesendeten Funksignale empfängt und über einen Netzwerkanschluß zur Auswertung ausgibt. Oder man zeichnet das an der Funksteckdose empfangene Funksignal mit einem Speicheroszilloskop auf.

Zum Einlesen in das Thema ist auch der Bericht Gateways in der Praxis nützlich.

Das System FS20 ist sehr interessant. Das System läuft aber aus und ist daher für Neuanwendungen uninteressant.
Der Nachfolger ist das System HomeMatik. Über den Rückkanal erfolgt eine Quittierung vom Empfangsgerät.

Funksteckdosen über 868 MHz

Für das System mit 868MHz gibt es ein Gateway mit Netzwerkanschluß. Auch im Set mit zwei Steckdosen. Passend dazu ein Artikel Hausautomation ganz einfach – REV iComfort.

Ansteuerung über eine App:
Die erste Inbetriebnahme wurde mit der App "iComfort" des Herstellers REV durchgeführt. Hat alles gut geklappt. Die Funksteckdosen lassen sich problemlos schalten.
Die Funksteckdosen melden über deren Rückkanal ihren Schaltzustand. Entweder automatisch nach manuellem Schalten am Taster am Gerät selbst oder nach Aufforderung über das Gateway.

Aber:
- Wenn man eine eingeschaltete Funksteckdose aus der Steckdose zieht, ist sie natürlich ausgeschaltet. Steckt man sie wieder in die Steckdose, bleibt sie ausgeschaltet. Das ist soweit in Ordnung. Aber in der App wird die Funksteckdose immer noch als eingeschaltet angezeigt, obwohl sich der Schaltzustand der Funksteckdosen über deren Rückkanal abfragen lässt. Man muß die Funksteckdose erst schalten, damit die Anzeige aktualisiert wird.
- Firmware-Update für das Gateway: In der App wird die Verfügbarkeit für eine neue Firmware angezeigt. Aber wie wird sie installiert? Erst über deren Support habe ich erfahren, daß in deren App ein ganz schmaler Balken gedrückt werden muß. Das stand aber nirgends! Eine richtige Schaltfläche sieht anders aus. Mit dieser Info konnte das Firmware-Update auf Version 1.2 erfolgreich durchgeführt werden.

Ansteuerung über ein Windows-Programm:
Will man die Funksteckdosen über eine SPS ansteuern, braucht man die Infos über die Steuercodes über das Netzwerk. Mit dem Programm Wireshark konnte ich die Datenpakete der App über die Fritz-Box aufzeichnen und analysieren. Eine Dokumentation aus dem Internet war auch sehr hilfreich. Mit beiden Infos zusammen war es möglich, mit einem selbstgeschriebenes Windows-Programm die Funksteckdosen anzusteuern und abzufragen. Funktioniert prima!

Sollte ich einmal zusätzliche Funksteckdosen in die Heimautomatisierung einbinden, müssen diese erstmal mit der App initialisiert werden.
Die Ermittlung der Adressen der neuen Funksteckdosen werde ich dann aber anders durchführen: Vor dem Gateway wird ein Hub eingeschleift. Dieser gibt im Gegensatz zu einem Switch die Datenpakete an allen Ausgängen aus. An einem angeschlossenem PC/Laptop können über das Programm SmartSniff die Datenpakete empfangen und angezeigt werden.

Ansteuerung über eine SPS:
Das ganze wurde auf die SPS übertragen. Auch dies funktionierte zuerst prima. Zyklisch werden die Funksteckdosen über deren Schaltzustand abgefragt. Die Rückmeldung wird mit der Anforderung aus der Hausautomatisierung verglichen. Bei einem Unterschied wird die Funksteckdose neu angesteuert.
Aber es gibt ein riesen Problem: Wird eine Funksteckdose aus der Steckdose gezogen, ist die Rückmeldung über den abgefragten Schaltzustand anders als wenn sie in Betrieb ist. Das zurück gesendete Datenpaket ist dann etwas kürzer. Aber beim Baustein zum Empfang des Datenpaketes vom Gateway in der Siemens SPS muß man sich auf eine feste Länge beim Empfang von Datenpaketen festlegen. Stimmt diese beim Empfang nicht mit der Projektierung überein, verschieben sich die Zeichen bei jedem Empfang aufs Neue im Datenbaustein. Nichts mehr ist an der erwarteten Stelle! Das macht die Auswertung fast unmöglich! Über den Steuercode 10 lässt sich zwar das Ende des Datenpaketes ermitteln. Aber die Länge des Datenpaketes und somit der Anfang ist unbekannt. Mit sehr viel Mühe und Zeitaufwand konnte über eine Auswertung mit der Programmiersprache "strukturierter Text" das Datenpaket wieder restauriert werden. Danach zeigten sich immer mehr unerwartete Probleme mit unerklärbarer Ursache. Schlieslich zeigte sich, daß statische Variablen vom Funktionsbaustein beim Empfang eines Datenpaketes plötzlich kurz 0 werden, was zu vielen Fehlfunktionen führte. Dies besserte sich erst nach und nach mit Verlagerung von Variablen in den Merkerbereich. Gibt es evtl. noch weitere Dreckeffekte? Das ist absolut keine Grundlage für eine zuverlässige Ansteuerung der Funksteckdosen! Somit hat das System "REV iComfort" die Erwartung für eine einfache und zuverlässige Ansteuerung von Verbrauchern über die Siemens SPS nicht erfüllt! Hätte ich das nur gleich gewusst! Dann hätte ich mir viel mühsame vergebliche Mühe sparen können!

Mit einer SPS vom Hersteller Phönix wäre das kein Problem gewesen. Bei einem anderem Projekt konnten über IP-Bus Datenpakete mit unterschiedlicher Länge ohne Probleme empfangen werden. Man muß sich nicht vorher zur Länge festlegen. Stattdessen wird nach dem Empfang die Länge des empfangenen Datenstrings zur Verfügung gestellt. So muß es sein! Aber deswegen gab es erstmal noch keine Einbindung einer Phönix-CPU in die Heimautomatisierung.

Abhilfe: Auf den Empfang und die Auswertung von Statusmeldungen der Funk-Steckdosen wird komplett verzichtet. Die Funksteckdosen werden nicht zyklisch abgefragt, sondern werden gleich mit den Vorgabe zyklisch angesteuert. Damit funktionierte es endlich zuverlässig. Auch nach Abziehen und wieder Einstecken der Funk-Steckdose bei der Steckdose in der Wand, war die Funk-Steckdose nach einer kurzen Wartezeit wieder wie gewünscht geschaltet.

Die Verwendung dieser Funksteckdosen über 868 MHz ist zwar sicherer als die Funksteckdosen mit 433 MHz. Aber sie kommt dennoch nicht an die Zuverlässigkeit einer Verbindung über WLAN ran. Noch besser ist die Anbindung über ein Netzwerkkabel.

Es geht doch nichts über die LOGO-Regler von Siemens. Da ist die Ansteuerung sicher, stabil und mit sehr wenig Programmier- und Zeitaufwand zu realisieren.

Zuverlässigkeit von Funksystemen über 433 bzw. 868 MHz

Das ganze bietet nicht die Sicherheit in der Ansteuerung wie eine Binärausgabe der SPS. Denn das Funksignal kann auch mal durch andere Sender gestört sein. Und es gibt vom Empfänger bei den Systemen mit 433 MHz keine Rückmeldung des Empfanges an den Sender. Für die Garten- und Fensterbeleuchtung ist dies unkritisch. Bei Tests war die Ansteuerung stets zuverlässig. Später wurde aber doch mal ein Ansteuersignal ignoriert. Da hat wohl gleichzeitig eine Funkwetterstation in der Nachbarschaft gerade gesendet.

Da es bei den Funksystemen über 433 bzw. 868 MHz keine automatische Wiederholung des Sendesignals gibt, ist auch dieses System nicht 100%ig zuverlässig. Daher werde ich dieses System nur für die Ansteuerung von Beleuchtungen nutzen.
Bleibt für alles andere also nur die Ansteuerung über Verkabelung, Netzwerkkabel oder WLAN.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß die Reichweite des Gateway für 433 MHz abnimmt, wenn das Gateway für 868 MHz in der Nähe montiert ist. Dies führte dazu, daß eine der beiden Funksteckdosen nicht mehr eingeschaltet wurde. Als das Gateway für 868 MHz ca. 60 cm daneben und von der Antenne des Gateway für 433 MHz abgewandten Seite montiert wurde, war das Problem wieder verschwunden.

Nach steigender Unzuverlässigkeit einer Funksteckdose für 433 MHz und einigen Untersuchungen hat sich eine ganz unerwartete Ursache für deren Unzuverlässigkeit heraus gestellt. Zuerst konnte auch in unmittelbarer Nähe am Gateway diese Funksteckdose nicht mehr geschaltet werden. Erst nachdem die kleinen DIL-Schalter an dieser Funksteckdose bewegt wurden, konnte sie wieder angesteuert werden. Dann auch wieder in einem anderen Raum. Es handelte sich also um einen Wackelkontakt.
Das schafft kein Vertrauen in diese günstigen Funksteckdosen für 433 MHz. Bei evtl. Erweiterungen werde ich in Zukunft also nur noch auf die Funksteckdosen für 868 Mhz zurück greifen. Auch wenn sie mehr kosten. Bei denen gibt es auch kein DIL-Schalter.

WLAN-Steckdosen

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von WLAN-Steckdosen für ca. 20 bzw. 35 Euro. Dies bietet wieder eine hohe Sicherheit der Ansteuerung. In der Regel läuft die Kommunikation aber über einen externen Server. Das ist nützlich, weil man damit von jedem Ort die WLAN-Steckdosen zuhause schalten kann. Ohne Anbindung an das Internet lassen sich die WLAN-Steckdosen auf dem normalen Wege nicht schalten. Man müsste schon die Infos haben, welche Datenpakete man über das Heimnetzwerk an die WLAN-Steckdose senden muß. Mit einem Mitschnitt des Datenverkehrs von der dazugehörigen App über die FritzBox zum Gateway müssten sich die zu sendenden Daten aber ermitteln lassen. Da aber ständig Datenpakete hin und hergeschickt werden, ist das ganze recht schwierig zu ermitteln.
Bei der WLAN-Steckdose EG-PM1W-001 von EnerGenie lässt sich mit einer mitgelieferten Windows-Software ganz ohne Anbindung an das Internet die WLAN-Steckdose schalten. Es ist sogar auf einer CD ein Beispielprogramm mit einer DLL dabei. Dies ist zuerst einmal sehr erfolgversprechend. Aber die nötigen Infos über die zu sendenden Datenpakete rückt der Hersteller nicht rauß. Daran scheitert die Ansteuerung über eine SPS.

Zuverlässige Ansteuerung von Steckdosen über eine selbstentwickelte WLAN-Funk-Steckdose.

Damit sind alle möglichen Ausgabenmodule ausprobiert. Deren Vor- und Nachteile sind bekannt. Nun können neue Anwendungen in der Hausautomatisierung dazu kommen. Vielleicht eine Automatik für das Giesen der Blumen?

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