433 Mhz Sender: Reichweite und Leistung erhöhen

Wie bereits in den vorherigen Artikeln beschrieben, steuere ich mehrere Lampen mit Hilfe von Funksteckdosen über einen Raspberry PI 2 und einen Amazon Echo (Alexa).

Dabei bin ich immer wieder auf die Problematik gestossen, dass das Signal für weiter entfernte (>5m) Steckdosen nicht ausreicht und so manche Steckdose deswegen nicht gesteuert werden konnte.

Daher habe ich mir eine externe Antenne gekauft, um die Reichweite zu erhöhen. Dabei hat sich dann aber schnell herausgestellt, dass auch diese Antenne ohne weiteres meine Bedürfnisse nicht erfüllt. Obwohl die Reichweite verbesserte wurde, kam es manchmal noch vor, dass das Signal nicht ausgereicht hat.

Nach kurzer Recherche bin ich dann auf einen Artikel gestoßen, der erklärt, dass man durch etwas mehr Spannung am Sender die Reichweite deutlich erhöhen kann.

Also habe ich kurzerhand einen Batterieclip und 9Volt-Batterien gekauft und entsprechend angelötet. Dabei verbindet man den Plus-Pol direkt mit dem Stromeingang (VCC) am Sendemodul und den Minus-Pol an der Erdung des Senders (GND) und an einem Erdungs-Pin am Raspberry PI selbst. Ich habe hierfür den Pin 6 gewählt. Die Belegung der GPIO Pins kann auf der offiziellen Raspberry PI Webseite nachgelesen werden.

Nach dem Anschließen der Batterie kommen die Signale an der Funksteckdose nun immer sehr zuverlässig an. Ich hatte seit dem überhaupt keine Übertragungsprobleme mehr.

Du hast Fragen zu diesem Thema? Sprich mich gerne an, in dem du mir eine E-Mail schreibst oder mich bei XING kontaktierst. Die Kontaktdaten findest du in der rechten Seitenleiste.

Update: Ich werde an dem Sender die Batterien langfristig wohl durch ein Netzteil austauschen, da die 9V-Batterien immer nur etwa zwei Wochen lang aushalten bis diese getauscht werden müssen.

Außerdem möchte ich darauf hinweisen, dass durch zusätzliche Leistung an einem solchen Sender die Betriebserlaubnis gefährdet sein kann. Da ich keine rechtlichen Tipps geben möchte, verweise ich auf die Gesetzeslage.

Amazon Echo: Funksteckdosen und Lampen über Sprache steuern

Wie bereits im vorherigen Artikel angekündigt, möchte ich meine Lampen (bzw. die verbundenen Funksteckdosen) gern über den Amazon Echo steuern können.

Falls sich jetzt jemand fragt, was ist überhaupt ein Amazon Echo: Ein Lautsprecher mit integrierten Mikrofonen und ein bisschen Technik, der auf das Wort „Alexa“hört und Befehle ausführt. Wenn ich also sage „Alexa, wie spät ist es?“, dann erhalte ich die Uhrzeit als gesprochenes Wort über die Lautsprecher zurück.

Und genau diese Technologie möchte ich nutzen, um die Steuerung der Lampen in meiner Wohnung zu übernehmen. Um die native SmartHome-Integration von Alexa nutzen zu können, simuliere ich mit Hilfe einer Home Automation Bridge ein Philips Hue light system (Webserver).
In dieser HA-Bridge gebe ich dann an, welche Geräte ich darüber steuern möchte und auf welchen Namen diese reagieren sollen. In der Alexa-App kann ich darüber hinaus noch Geräte gruppieren, so dass ich beispielsweise alle Geräte im Wohnzimmer auf einmal steuern kann.

Wer an einer detaillierten Anleitung interessiert ist, folgt am besten dieser Anleitung:

FHEM mit dem Amazon Echo per Sprache steuern

Ich habe nach der Integration also die Möglichkeit meine Lampen mit simplen Sprachbefehlen zu steuern. Beispielsweise funktionieren folgende Befehle:

Alexa, schalte alle Lampen im Wohnzimmer an. 

Alexa, schalte die Stehlampe an. 

Alexa, schalte alle Lampen aus. 

An dieser Stelle möchte ich noch einmal kurz den gesamten Aufbau dieser kleinen SmartHome Steuerung aufzeigen:

Alexa  -> Home Automation Bridge -> Raspberry PI mit FHEM -> Funkmodul -> Funksteckdose

Homebridge: Funksteckdosen mit dem iPhone und Siri steuern

Nachdem ich meinem vorherigen Beitrag erklärt habe, wie ich die Funksteckdosen mit dem Raspberry Pi verbunden habe und diese dann z.B. über das Webinterface steuern zu können, werde ich hier noch einen Schritt weiter gehen.

Ich möchte meine Lampen (also die damit verbunden Funksteckdosen) über mein Smartphone steuern können. Am liebsten mit der Hilfe von Siri.

Dafür gibt es zum Glück auch schon Bibliotheken, die mit FHEm zusammenspielen. Erinnerung: FHEM ist das Stück Software, das die Steuerung der Funksteckdosen auf meinem Raspberry Pi übernimmt. Namentlich benötigt man dazu die Software „Homebridge“. Die Einrichtung wird auf dem internen FHEM-Wiki sehr gut erläutert.  Homebridge ermöglicht die Integration der FHEM-Komponenten in die HomeKit-Umgebung von Apple. HomeKit ist sozusagen Apples SmartHome-Lösung (softwareseitig).

Homebridge is a lightweight NodeJS server you can run on your home network that emulates the iOS HomeKit API. It supports Plugins, which are community-contributed modules that provide a basic bridge from HomeKit to various 3rd-party APIs provided by manufacturers of „smart home“ devices.

Um den Homebridge-Service bei einem Start des Raspberry Pi automatisch zu starten wird im originalen Wiki-Artikel auf die Nutzung der Dienste mit systemctl verwiesen. Da ich aber auch andere Dienste über die /etc/rc.local starte und dabei vorerst bleiben möchte, habe ich diesen Weg gewählt. Hierfür verwende ich zusätzlich „screen„.

Die entscheidende Zeile in der rc.local sieht damit wie folgt aus:

su -c „screen -dmS homebridge homebridge“ -s /bin/sh pi

Genauer wird diese Vorgehensweise in der github Readme des Homebrides-Projektes erklärt.

Sobald der Homebridge-Webserver läuft, kann man in den Apple-Produkten nach Geräten suchen und den Homebridge-Server hinzufügen. Hierfür wird noch eine 9-Stelle ID benötigt, die während der Einrichtung festgelegt wird (siehe FHEM Wiki).

Für die Verwaltung und die Siri-Integration eignet sich sehr gut die App „EVE“ von elgato. Diese ist kostenfrei im Apple-Store erhältlich.

In der HomeKit App sieht es dann schließlich so aus:

Und schon kann ich bequem über das iPhone und Siri meine Geräte – bei mir sind es noch ausschließlich Lampen – steuern.

Im nächsten Beitrag werde ich dann die Einrichtung der Steuerung über Amazon Echo erklären.

Raspberry PI 2 – Funksteckdosen steuern

Wie bereits im voraus gegangenen Artikel angedeutet, habe ich Funksteckdosen bestellt, um diese dann mit dem Raspberry PI 2 zu steuern.
Bei der Umsetzung bin ich dieser Anleitung gefolgt. Wobei ich die Steuerung über die Webseite erst einmal weggelassen habe. Ich habe zur Zeit noch keine Idee wofür das im Alltag wirklich sinnvoll sein könnte.
Ich kann die Steckdosen jetzt somit über meinen Raspberry PI steuern. Dafür nutze ich die Bibliotheken WiringPI und RaspberryRemote.
Dabei bin ich über eine Sache gestolpert: Die Steuerung über diese Bibliotheken funktioniert out of the box nur dann, wenn man das Datenkabel an Pin Nr. 11 des Raspberry PI anschließt. Und das, obwohl in der Beschreibung von RaspberryRemote eine Auswahl (als Kommandozeilenparameter) für andere Pins gegeben wird.

Meine erste Schaltung ist im Prinzip nichts anderes als eine Lampe mit Bewegungsmelder. Klar, für diesen Zweck hätte ich auch einfach eine vorbereitete Lampe (ohne große digitale Technik) für wenige Euro kaufen können. Doch das ist ja nicht der Sinn der Übung.

Mein kleines Python-Skript macht somit folgendes:
In einer unendlichen Schleife wird überprüft, ob der Bewegungsmelder eine Bewegung registriert hat. Wenn ja, wird ein Timer auf 120 Sekunden gesetzt und die Lampe eingeschaltet. Wenn nicht, wird dieser Timer um 1 verringert und eine Sekunde gewartet. Sobald der Timer abgelaufen ist, schalte ich das Licht wieder aus.

Auf Dauer einsetzen werde ich diese Schaltung so wohl nicht. Das Problem: Meine Kater werden von dem Bewegungsmelder ebenfalls erkannt und sorgen somit für unnötiges Ein- und Ausschalten der Wohnzimmerlampe.

Gleichzeitig ist mir dabei aber ein anderer Gedanke gekommen, wie man den Raspberry PI einsetzen könnte. Als Katzenklingel. Ich könnte mir mit Hilfe des Raspberry und einer (Signal)-Lampe also anzeigen lassen, ob gerade ein Kater vor meiner Terrassentür darauf wartet hereingelassen zu werden. Dafür brauche ich dann aber noch ein Outdoor-Gehäuse …

Eingesetzte Produkte:
Funksteckdosen (3erPack)
433Mhz Sender und Empfängermodul
433Mhz Antenne
Raspberry PI 2
Bewegungsmelder
Jumper-Kabel

To be continued …