Space Automation

Version vom 10. Februar 2017, 17:49 Uhr von Schinken (Diskussion | Beiträge) (MQTT)

(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
Crystal Clear action run.png
Space Automation

Status: unbekannt

Cat spaceautomation.png
Beschreibung Complete automation.
Autor: schinken
Flattr Flattr Space_Automation
PayPal Spenden für Space Automation

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.

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

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 QoS retained body type description active
psa/alarm 1 no message string irc alarm message active
psa/message 0 no message string public service announcement message active
psa/pizza 1 no non empty value string/number irc pizza message active
psa/sound 1 no message string sound file located in nfs/music/ircSounds active
psa/rick_me 0 no message string just listen active
sensor/door/frame 0 yes open/closed string if the door is open or closed active
sensor/door/lock 0 yes open/closed string if the door is locked or unlocked active
sensor/door/button 0 yes pressed/released string if the door button is pressed active
sensor/door/bell 0 yes pressed/released string if the door bell rings active
sensor/backdoor/lock 0 yes open/closed string status of the backdoor lock active
sensor/door/cnc 0 yes open/closed string door server to cnc active
sensor/door/restroom 0 yes open/closed string door server to restroom inactive
sensor/button/hackcenter/0 0 yes pressed/released string Hackcenter Button-Panel Button #0 active
sensor/button/hackcenter/1 0 yes pressed/released string Hackcenter Button-Panel Button #1 active
sensor/button/hackcenter/2 0 yes pressed/released string Hackcenter Button-Panel Button #2 active
sensor/button/hackcenter/3 0 yes pressed/released string Hackcenter Button-Panel Button #3 active
sensor/door/hackcenter 0 yes open/closed string door server to hackcenter active
sensor/door/lounge 0 yes open/closed string door server to lounge active
sensor/temperature/lounge/podest 0 yes temperature float temperature active
sensor/temperature/lounge/ceiling 0 yes temperature float temperature active
sensor/temperature/hackcenter/shelf 0 yes temperature float temperature active
sensor/temperature/misc/cnc 0 yes temperature float temperature active
sensor/temperature/misc/restroom 0 yes temperature float temperature active
sensor/temperature/misc/rack 0 yes temperature float temperature active
sensor/temperature/misc/outside 0 yes temperature float temperature active
sensor/radiation/cpm 0 yes radiation counts int counts per minute active
sensor/radiation/uSv 0 yes micro-sievert (uSv) float radiation active
sensor/space/member/deviceCount 0 yes member devices int member devices count -
sensor/space/member/names 0 no member names string member names, comma separated, sorted a-z -
sensor/space/member/present 0 yes member count int member count present active
sensor/space/member/count 0 yes member count int registered member count active
sensor/space/status 0 yes open/closed string current space status active
sensor/space/accountBalance 0 yes money float current account balance active
sensor/power/main/L1 0 yes watts float current watts on L1 active
sensor/power/main/L2 0 yes watts float current watts on L2 active
sensor/power/main/L3 0 yes watts float current watts on L3 active
project/laser/operation 0 yes active/inactive string current laser operation state active
project/laser/powered 0 yes on/off string laser powered on/off active
project/laser/duration 0 yes seconds int duration laser active updated every second active
project/laser/finished 0 yes seconds int duration laser active after job has finished active
sensor/wifi/radio/backspace_802.1x 0 yes # clients int connected clients to backspace 802.1x active
sensor/wifi/radio/Freifunk_Backspace 0 yes # clients int connected clients to Freifunk Backspace active
sensor/wifi/radio/backspace.int_2.4ghz 0 yes # clients int connected clients to backspace.int 2.4ghz active
sensor/wifi/radio/backspace_IoT 0 yes # clients int connected clients to backspace IoT active
sensor/wifi/room/hackcenter 0 yes # clients int connected clients to AccessPoint hackcenter active
sensor/wifi/room/lounge 0 yes # clients int connected clients to AccessPoint lounge 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

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.