Heimautomation mit KNX, Dali, 1-Wire und Co. (eBook)

Vorwort

Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser, in Ihren Händen halten Sie die dritte Auflage des umfassenden Handbuchs zur Heimautomation. Es freut mich sehr, dass Sie zu diesem 1.350 Seiten starken Werk greifen, es beweist Ihren Entschluss, sich ernsthaft mit der faszinierenden Welt des Smart Homes zu beschäftigen.

Eine intelligente Gebäudesteuerung eröffnet Ihnen ungeahnte Möglichkeiten und ist heute bereits fester Bestandteil einer modernen und zukunftsorientierten Elektroinstallation mit der Zielsetzung, uns im Alltag zu unterstützen und von Routineaufgaben zu befreien. Im eigenen Zuhause sorgt sie für einen deutlichen Gewinn an Komfort und Flexibilität bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit und Optimierung der Energieeffizienz.

Ein Smart Home, egal ob als Nachrüstlösung oder von Grund auf geplant, bekommen Sie nicht von der Stange, sie stellt immer eine individuelle Lösung dar, angepasst an Ihre persönlichen Bedürfnisse und Wünsche. Betrachten Sie es als Baukasten, dessen Bausteine aus den unterschiedlichen Gewerken (Heizung, Beleuchtung, Belüftung, Beschattung, Sicherheit, Multimedia usw.) stammen und in deren richtiger Kombination das Geheimnis des intelligenten Zuhauses liegt. Dieses Buch macht Sie mit allen Bauteilen dieses Baukastens vertraut und zeigt Ihnen, wie Sie durch geschickte gewerkeübergreifende Vernetzung Ihr persönliches Smart Home erschaffen. Dabei habe ich besonderen Wert darauf gelegt, Ihnen nicht nur das technische Hintergrundwissen darzustellen, sondern Sie auch bei der Beschaffung, Planung und Umsetzung zu unterstützen. Zahlreiche eingestreute Praxisbeispiele sowie ein umfangreicher Realisierungsteil helfen Ihnen, sich sicher durch die herausfordernde Materie zu bewegen.

Die Mission hinter diesem Handbuch ist so einfach wie anspruchsvoll: Ich möchte Ihnen genau das Buch bieten, dass ich mir damals, als ich von dem Thema infiziert wurde (und für mich selbst die fantastischen Möglichkeiten eines intelligenten Zuhauses entdeckte), gewünscht hätte. Denn eines ist trotz aller Komplexität sicher: Smart Home macht unglaublich Spaß.

Ein paar Worte zur dritten Auflage

Ziemlich genau drei Jahre nach der zweiten Auflage ist nun diese dritte, überarbeitete Auflage entstanden. Neben den obligatorischen Anpassungen an neue Software-Versionen (HomeServer Experte 4.11, openHAB 3, SmartHomeNG, Grafana etc.) enthält sie auch jede Menge komplett neue Abschnitte. Zu den wichtigsten zählen: KNX Secure, MQTT Modbus, dazu passende Gateways, LED-Controller, Sprachsteuerungen, neue Touchpanels, Schritte einer KNX-Abnahme und in wortwörtlich letzter Minute ein Ausblick auf die ETS6.

Etwas verborgener sind zahlreiche Detailerweiterungen und Produktvorstellungen im Hardwareteil, u.a. neue Präsenzmelder-Typen (optisch, HF), Spannungsversorgungen, Dimmer, Aktoren, Luftgüte-Sensoren, KNX-RF-Komponenten, Sicherheitsmodule, Fernsteuerungen sowie diverse Budget-Geräte.

Ebenfalls weiter angewachsen ist das wichtige Thema Beleuchtung. Sie finden dazu jetzt zusätzliche Informationen zu DALI (Gateways, Gerätetypen, Betriebsgeräte) zur Lichtplanung selbst, den passenden Einbaudosen und zur PI-LED-Technik.

Aus insgesamt sechs Buchteilen sind jetzt sieben entstanden. Dadurch wurde der Grundlagen-Teil entzerrt und der Themenkomplex Server, Visualisierung und zugehörige Linux-Anwendungen besser abgegrenzt. Inhaltlich weggefallen sind lediglich ein paar Linux-Grundlagen, die inzwischen weniger beachteten Projekte Freetz und libSML, sowie die Einrichtung einer Cross-Entwicklungsumgebung.

Also ja – auch Besitzer der ersten oder zweiten Auflage dürfen selbstverständlich gerne zugreifen.

Etwas Organisatorisches

Sie werden beim Lesen feststellen, dass ich recht viele Querverweise auf weitere Kapitel innerhalb des Buchs eingefügt habe. Sie dienen als Hinweis, dass zusätzliche Informationen an anderer Stelle auf Sie warten und Sie nicht bereits an dieser Stelle alles schon verstehen müssen. Das Buch ist so aufgebaut, dass Sie es von vorne bis hinten durchlesen können, ohne den Querverweisen zu folgen. Falls Sie z. B. beim zweiten Durcharbeiten ein spezielles Thema gesondert aus dem Buch herauspicken, helfen Ihnen die Querverweise dabei, auch die damit verbundenen weiteren Kapitel zu finden.

Was erwartet Sie?

Kurz gesagt: alles, was es zum Thema Heimautomation und intelligente Gebäudesteuerung zu wissen gilt. Das Buch ist in insgesamt sieben Teile untergliedert.

• Teil I – Einführung
  Der Einführungsteil macht Sie mit dem Grundbegriff Smart Home vertraut, verrät, welche Konzepte dahinterstecken, wo die Unterschiede zwischen der herkömmlichen Elektroinstallation und einer intelligenten Gebäudesteuerung liegen und welche Ausbaustufen möglich sind. In einem virtuellen Rundgang erfahren Sie, soweit es sich eben auf Papier spüren lässt, wie sich Smart Home in der Praxis anfühlt. Darüber hinaus begleite ich Sie auch durch ein kleines Gruselkabinett, das Ihnen verdeutlichen soll, wie Gebäudetechnik ohne Smart-Home-Konzept aussehen kann.

• Teil II – Grundlagen
  Teil II dieses Buchs widmet sich ganz den für die eigene Umsetzung notwendigen Grundlagen und Vorkenntnissen. Ich habe dabei großen Wert auf eine möglichst breite Abdeckung gelegt. Sie finden also, angefangen von dem Basiswissen zur Elektrik und Digitaltechnik, jede Menge Material zu den verschiedenen Technologien aus dem Bereich Automatisierung und Vernetzung. Besonderes Augenmerk liegt auf den Standards KNX, DALI, 1-Wire und EnOcean, den Schlüsseln zu einer erfolgreichen Heimautomation. Da Sie im Laufe dieses Buchs oft mit dem für eigene Projekte nahezu idealen Betriebssystem Linux in Kontakt kommen, werden Sie von zwei Linux-Praxis-Kapiteln unterstützt. Eine Einführung in die grafische Modellierungssprache UML soll Ihnen zeigen, wie einfach es ist, auch komplexere Anforderungen an eine gewünschte Logik anschaulich zu formulieren.

• Teil III – Vorbereitung und Planung
  Teil III unterstützt Sie bei der Vorbereitung und Planung. Sie lernen die wichtigsten Werkzeuge kennen, sowohl die echten Hand- und Elektrowerkzeuge als auch die eher feineren Software-Tools. Eine Vorstellung von Installationsklemmen, Dosen, Leitungen und Leerrohren macht Sie mit dem benötigten Installationsmaterial vertraut. Es folgt eine Vorstellung, welchen Prinzipien Sie bei einer Smart-Home-Planung folgen sollten und welche Planungshilfen Ihnen dabei zur Verfügung stehen. Sie sind danach vorbereitet, Ihre eigenen Wünsche zu formulieren, zu bestimmen, welche Komponenten Sie benötigen, grundlegende Pläne zu erstellen und den Aufbau eines Stromkreisverteilers zu verstehen. Darüber hinaus lernen Sie, auf was es bei der Gestaltung Ihrer künftigen Smart-Home-Infrastruktur ankommt, wie Sie die komplexen Themen Sicherheit und Beleuchtung angehen und wie Sie dafür sorgen, keinen Datenverlust zu erleiden. Ein generelles Kapitel zur Beschaffung hilft Ihnen, bares Geld zu sparen.

• Teil IV – Smart-Home-Komponenten
  In Teil IV wird es bereits sehr konkret. Sie lernen die gesamte Palette an Hardware kennen, die in einer intelligenten Gebäudesteuerung zum Einsatz kommt. Begonnen wird im Technikraum, genauer gesagt in der Unterverteilung, wo der größte Teil der Steuerungen untergebracht werden wird. Die ausführliche Beschreibung aller wichtigen Komponenten auf Basis des KNX-Automatisierungs-Standards nimmt dabei den größten Platz in Anspruch. Dazu zählen Spannungsversorgungen, Sensoren, Aktoren, Schnittstellen, Gateways und vieles mehr. Da Sie Ihr Smart Home natürlich auch bedienen wollen, sind Schalterprogramme, Tastsensoren und Touchpanels ebenfalls wichtige Themen, genau wie die Automatisierung über Logikbausteine und Logikmaschinen. Die umfassende Vernetzung war ein Leitgedanke für dieses Buch, daher erfahren Sie in Teil IV nicht nur, wie die Teilsysteme Multimedia (Audio, Video), Telefon, Türkommunikation, Smart-Metering und Zutrittskontrolle funktionieren, sondern auch, wie Sie sie gewinnbringend in Ihr Gesamtkonzept integrieren. Einer der Grundbausteine einer zukunftsorientierten Automatisierung liegt in einem den Bedürfnissen angepassten IT-Netzwerk. Sie lernen, wie Sie Netzwerkkomponenten einsetzen, welchen Server Sie auswählen und wo bzw. wie Sie Daten erfassen und speichern. Komplettiert wird dieser Buchteil durch Haustechnik wie Heizung, Lüftung, Haushaltsgeräte sowie die notwendige Ausstattung zur Fernbedienbarkeit Ihres Smart Homes.

• Teil V – Server, Logik, Visualisierung
  In diesem neu entstandenen Buchteil erfahren Sie, wie Sie Ihre Smart-Home-Installation um mächtige Funktionalitäten erweitern können. Dazu dienen zum einen Logikbausteine und Logikmaschinen, aber auch komplette Server-Systeme und Automatisierungsrechner. Darüber realisieren Sie eine ansprechende Visualisierung, richten einen Fernzugriff auf Ihr Smart-Home ein und meistern komplexe Logik-Funktionen. Ich stelle Ihnen die kommerziellen Automatisierungs-Lösungen vor und gehe detailliert auf die Crème de la Crème der kostenfreien Software im Automatisierungsumfeld ein. Dazu...