Space Automation

Space Automation Status: unbekannt
Beschreibung	Complete automation.
Autor:	schinken
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Vortrag

Schinken hat über unsere Automatisierung an der Gulschprogrammiernacht 2014 einen Vortrag über die Spaceautomation gehalten:

Spaceautomatisierung - Wie man mit Software wie OpenHAB einen Space komplett per Web oder App steuerbar machen kann.

• Aufzeichnung
• Slides

Zielsetzung

Nachdem immer mehr Geräte in unserem Space vorhanden sind und unsere Raum-FAQ immer voller wurde, mussten wir eine Lösung finden um den Hackerspace möglichst einfach "herunterzufahren". Bisher mussten an vielen Stellen Stecker gesteckt oder gezogen werden, Sicherungen an/ausgeschalten, Heizungsthermostate gedreht und Türen sowie die Jalousie kontrolliert werden.

Gerade für neue Mitglieder gestaltet sich diese Prozedur etwas unüberschaubar. In den meisten Fällen wurde aber zum Glück lediglich die Stereoanlage oder die Heizung vergessen auszuschalten.

Das gesetzte Ziel: Möglichst alles mit einem einzigen Taster abschalten!

Setup

Für unsere Installation haben wir die Java Umgebung OpenHAB gewählt. Mit diesem Programm ist es möglich, verschiedene Geräte per "Binding" zu kombinieren. Bindings sind getrennte Komponenten, gepackt in .jar Container, die einfach in den openhab/addons Ordner kopiert werden.

Ein rießiger Vorteil von OpenHAB ist die Möglichkeit, Dateien und Addons "On-The-Fly" nachladen zu können. Das Programm registriert automatisch Dateiänderungen oder wenn Bindings hinzugefügt oder entfernt werden. Außerdem liefert OpenHAB einen Designer, mit dem Sitemaps und Items editiert werden können, sowie eine eigene Scriptsprache inklusive Syntaxhighlighting,

Desweiteren existiert für OpenHAB eine Android und iPhone-App, sowie eine Web-Oberfläche. Die Konfiguration wird dabei jeweils dynamisch aus der Serverkonfiguration generiert. Geräte mit HABDroid bzw. der iPhone-App erkennen automatisch im WLAN die OpenHAB-Installation und zeigen unsere aktuelle Konfiguration an. Dadurch müssen keine selbstprogrammierten Apps aktualisiert werden.

Hardware

Um den Space für jedes Mitglied steuerbar zu machen hat unser Mitglied xoquox zwei 7 Zoll LélikTec Tablets in unseren Räumen installiert. Eines befindet sich in unserer Lounge (Host: brain), sowie eines in unserem Hackcenter (Host: pinky).

Wir versuchen viele verschiedene Hardware zu verwenden, welche für ihren Bereich sehr gut funktioniert um diese dann mit OpenHAB unter ein Dach zu bekommen. Hierfür währen noch KNX-Geräte wünschenswert, da diese sehr gut in Stromkästen verbaut werden können.

Bindings

Aktuell Verwenden wir folgende Bindings:

• MPD - Music Player Daemon
• HTTP
• SNMP
• HomeMatic

MPD

Das MPD-Binding verwenden wir um unsere mopidy-spotify-Installation steuern zu können. Hier gibt es in unserem Setup die Möglichkeit die Musik zu pausieren, sowie die Lautstärke zu regulieren

Onkyo

Mit diesem Binding steuern wir unseren Onkyo-Receiver, welcher als Medienzentrale in der Lounge steht. Hier wird z.B. beim Klingeln der Tür automatisch die Lautstärke des Receivers runtergedreht, aber auch beim Einschalten des Gerätes der dazugehörige Subwoofer per Funksteckdose geschalten.

Astro

Über die Lat/Lon des Hackerspaces ermitteln wir den aktuellen Sonnenstand und damit die Sunset/Sunrise-Zeit. Dadurch fahren wir nur unsere Rollos hoch, wenn auch noch hell drausen ist.

HTTP

Viele unsere Komponenten im Space sind per REST-API steuerbar. Dazu gehört das Ledboard, Webrelais sowie unser neustes Projekt-Mitglied Funkstrom. Durch einfaches senden der HTTP-Methoden POST oder DELETE können unsere Relais oder die Funksteckdosen geschalten werden.

Für den Status bieten unsere APIs noch den responsetype "OpenHAB" welcher ein ON oder OFF representiert, da wir noch nicht erfolgreich eine JSON-Response in OpenHAB auswerten konnten.

SNMP

Per SNMP holen wir verschiedene Werte ab, um sie in der App darzustellen. Unter anderem sind das Temperaturen der verschiedenen Räume, unseren Kontostand oder der Load unseres Servers.

HomeMatic

HomeMatic ist ein System von eQ-3 AG das wir über ELV bestellt haben.

Das "HomeMatic" Setup ist schon das zweite System das wir in unserem Space verwenden. Ein erster Aufbau mit Produkten der MAX! Serie selben Herstellers wurde aufgrund des noch instabilen Bindings (wackelig) verworfen. Die "HomeMatic" Serie wird dank der größeren Community besser von openHAB unterstützt.

Wir verwenden von HomeMatic die Heizungsthermostate sowie die Funk-Rauchmelder. Im Test haben wir zudem ein 4-Fach-Funktaster.

MQTT

Viele externe Events kommen über den MQTT-Events bei OpenHAB an. Diese Events werden durch verschiedene RaspberryPIs, unseren Bot usw. über den MQTT-Broker "mosquitto" verschickt

topic	body	type	description	active
psa/alarm	message	string	irc alarm message	active
psa/message	message	string	public service announcement message	active
psa/pizza	empty		irc pizza message	active
psa/sound	message	string	sound file located in nfs/music/ircSounds	active
psa/rick_me	message	string	just listen	active
sensor/door/frame	open/closed	string	if the door is open or closed	active
sensor/door/lock	open/closed	string	if the door is locked or unlocked	active
sensor/door/button	pressed/released	string	if the door button is pressed	active
sensor/door/bell	pressed/released	string	if the door bell rings	active
sensor/backdoor/lock	open/closed	string	status of the backdoor lock	active
sensor/door/cnc	open/closed	string	door server to cnc	active
sensor/door/restroom	open/closed	string	door server to restroom	active
sensor/door/hackcenter	open/closed	string	door server to hackcenter	active
sensor/door/lounge	open/closed	string	door server to lounge	active
sensor/temperature/lounge/podest	temperature	float	temperature	active
sensor/temperature/lounge/ceiling	temperature	float	temperature	active
sensor/temperature/hackcenter/shelf	temperature	float	temperature	active
sensor/temperature/misc/cnc	temperature	float	temperature	active
sensor/temperature/misc/restroom	temperature	float	temperature	active
sensor/temperature/misc/rack	temperature	float	temperature	active
sensor/temperature/misc/outside	temperature	float	temperature	active
sensor/radiation/cpm	radiation counts	int	counts per minute	active
sensor/radiation/uSv	micro-sievert	float	radiation	active
sensor/space/member/deviceCount	member devices	int	member devices count	-
sensor/space/member/names	member names	string	member names, comma separated, sorted a-z	-
sensor/space/member/count	member count	int	member count present	active
sensor/space/status	open/closed	string	current space status	active
sensor/space/accountBalance	money	float	current account balance	active
sensor/power/main/L1	watts	float	current watts on L1	active
sensor/power/main/L2	watts	float	current watts on L2	active
sensor/power/main/L3	watts	float	current watts on L3	active
project/laser/operation	active/inactive	string	current laser operation state	active
project/laser/powered	on/off	string	laser powered on/off	active
project/laser/duration	seconds	int	duration laser active updated every second	active
project/laser/finished	seconds	int	duration laser active after job has finished	active

Automatisierung

Da OpenHAB über eine mächte Rule-Engine verfügt, müssen die Automatisierungen nun nicht mehr von externen Programmen orchestriert werden, sondern können jetzt in OpenHAB direkt realisiert werden.

Die aktuell implementierten Regeln findet ihr in unserem GitHub Repository.

Implementiert

• Beim Öffnen der Tür werden:
  • ..die Rollos in der Lounge hochgefahren, wenn es aussen Dunkel ist (Astro-Binding)
  • ..die Lichter angeschalten
  • ..die Heizung aktiviert
  • ..diverse Geräte angeschalten (Ledboard, Nyancat, Briefkasten, Schild, ...)
• Wenn die Tür klingelt:
  • ..wird die Lautstärke der Musik in der Lounge reduziert
  • ..der Sound im Hackcenter wiedergegebn
  • ..Text auf dem LED Board angeschalten
  • ..das Alarm-Licht angeschalten
• Die Tür zum Hackcenter geöffnet wird:
  • ..Rollos fahren hoch und Licht wird angeschalten, wenn jemand vor 3 Minuten in den Space gekommen ist
• Sicherheitswarnungen:
  • Wenn das Rack geöffnet wurde
  • Bewegungen im Space bei ungeöffneter Tür und keine Member
  • Rauchmelder schicken SMS bei Auslösung, Licht wird angeschalten und Rollos fahren hoch

Und vieles anderes mehr...

Geplant

• Kontakte an allen Fenstern für ALARM (Wenn niemand da und Fenster öffnet sich)
• Aufräum-Alarm
• Vorheizen des Spaces im Winter für z.B. Dienstags
• Notifications an der App, wenn beim Shutdown noch $irgendwo ein Fenster geöffnet ist

Angebundene Steuerungen

Elektrische Geräte

Über die Funksteckdosen, Powerctrl und Webrelais schalten wir diverse Lichter oder Geräte.

Hackcenter

• Licht oben
• Licht Regal
• Licht Arbeitstisch
• Neon-Lampe
• Notausgangsbeleuchtung Weiss + Rot
• Alarm-Licht

Lounge

• Nyan Cat
• LED Bars
• Regal
• Beamer
• Licht Eingang
• Licht Podest
• Licht Leinwand
• Licht Bar

Küche

• Licht
• Steckdosen Arbeitsplatte
• E-Herd
• Lager

Temperatursensoren

Unsere Temperatursensoren sind per 1-Wire an bestehende RaspberryPIs angeschlossen worden. Durch das laden des Moduls w1-gpio und w1-therm ist die Temperatur per /sys/-Dateisystem erreichbar. Um das Abfragen des Temperatursensors von einer SNMP-Anfrage zu entkoppeln, läuft ein CronJob alle 10 Minuten um die Temperatur in eine Datei im /tmp-Ordner zu schreiben.

Der SNMP-Endpunkt liesst dann nur noch den Inhalt dieser Datei.

Temperatursensoren:

1Wire ID	Ort	MQTT-Topic
10-000802cf03d5	Lounge Podest nahe RasPi	sensor/temperature/lounge/podest
10-000802cefd6b	Aussen (Eingangstür)	sensor/temperature/misc/outside
10-000802cf0dec	Lounge Decke	sensor/temperature/lounge/ceiling
10-000802ceeb04	Hackcenter Stereoanlage	sensor/temperature/hackcenter/shelf
10-00080294ac6f	CNC	sensor/temperature/misc/cnc
10-00080294c7f7	WC (Lufttemperatur)	sensor/temperature/misc/restroom
10-00080294a912	Serverschrank nahe RasPi	sensor/temperature/misc/rack

Thermostate

Aktuell steuern wir unsere Heizkörper per Funk-Thermostate des Herstellers eQ-3 AG. Unser Aufbau besteht aus 7 Thermostaten der Serie HomeMatic sowie einen HomeMatic Funk-LAN Gateway, welcher das Gateway zwischen Funk und LAN bildet.