FHEM – Der Weg zum eigenen smarten Zuhause

Nachdem ich hier auf meinem Blog bereits einige Beiträge zum Thema Hausautomation verfasst haben, kann es für den Einen oder Anderen etwas unübersichtlich geworden sein, was man nun alles machen muss, um sein eigenes Zuhause smarter zu machen.

In diesem Beitrag erkläre ich euch alle benötigten Schritte für eine eigene kleine Hausautomation. Beginnend beim Herzstück, den Raspberry mit der Plattform FHEM, bis hin zu den ersten Sensoren und Aktoren.

Das Herzstück – der Raspberry

Jede Hausautomation benötigt ein Herzstück – die sogenannte Zentrale. In diesem Fall bildet ein Raspberry mit der Plattform FHEM die Zentrale. Ich persönlich verwende aktuell einen Raspberry Pi 3. Der Vorgänger, der Raspberry Pi 2 funktioniert jedoch auch einwandfrei (Vergleich beider Versionen). Der Raspberry Pi 1 sollte jedoch aufgrund seiner geringen Leistung lieber nicht genommen werden.

Raspbian auf dem Raspberry installieren

Bevor man mit der Installation von FHEM beginnen kann, muss man dem Raspberry Leben einhauchen. Am besten mit dem Betriebssystem „Raspbian“. Für die Installation eignet sich am besten die kostenlose Software „Win32 Disk Imager“, welche hier kostenlos heruntergeladen werden kann.

Zusätzlich zur oben genannten Software, muss das Image von Raspbian heruntergeladen werden. Man erhält das Image auf der offiziellen Homepage von Raspberry.

Die zu beschreibende SD-Karte für den Raspberry sollte sich nun im Computer befinden.

Nun kann man die den „Win32 Disk Imager“ als Administrator starten. Es erscheint ein sehr übersichtliche Benutzeroberfläche.

win32diskimager

Über den blauen Ordner kann man nun das Raspbian-Image auswählen. Unter „Device“ wählt man die SD-Karte aus.

ACHTUNG: Genau darauf achten, dass die SD-Karte ausgewählt ist und nicht z.B. eine externe Festplatte. Das ausgewählte Device wird nämlich komplett gelöscht und mit dem Image beschrieben.

Über „Wirte“ wird der Schreibprozess nun gestartet. Nachdem der Schreibprozess erfolgreich abgeschlossen wurde, kann die SD-Karte auch wieder in den Raspberry gesteckt werden. Versorgt man den Raspberry nun mit Strom, beginnt er sofort zu starten und die Ersteinrichtung kann begonnen werden.

Die Ersteinrichtung

Nachdem man den Raspberry mit Strom versorgt hat und durch ein Netzwerkkabel mit dem heimischen Netzwerk verbunden hat, sollte man zunächst herausfinden unter welcher IP-Adresse der Raspberry im Netzwerk zu finden ist. Am besten geschieht dies über die Benutzeroberfläche seines Routers.

Hat man die IP-Adresse herausgefunden, kann man sich mit dem Raspberry über eine SSH-Verbindung verbinden. Ich empfehle dazu das Programm „Putty“. Dieses lässt sich auf der Herstellerseite downloaden.

putty Raspberry

Durch die Eingab der IP-Adresse und des Portes 22 lässt sich nun eine SSH-Verbindung zum Raspberry aufbauen.

Der Benutzername einer frischen Raspbian-Installation lautet „pi“ mit dem Passwort „raspberry“.

Über das Konsolen-Fenster können nun Befehle ausgeführt werden. Anfangen sollte man nun mit der Konfiguration des Raspberrys. Über folgenden Befehl startet man das Konfigurationsmenü:

sudoconfig

Damit das Betriebssystem den gesamten Speicherplatz der SD-Karte optimal ausnutzt, sollte über „Expand Filesystem“ das Dateisystem erweitert werden. Des Weiteren sollte über „Change User Password“ das Passwort geändert werden.

Damit Ressourcen vom Raspberry nicht unnütz vergeudet werden, sollte das automatische Laden des grafischen Desktops verhindert werden. Dies geschieht über den Menüpunkt „Boot Options“.

boot options Raspberry

Hier lässt sich nun die „Console“ als Boot-Option auswählen.

Zum Schluss werden dann noch über den Menüpunkt „Internationalisation Options“ ein paar Einstellungen bezügliche Tastaturlayout oder Zeitzone vorgenommen. Dieser Punkt ist sehr wichtig, damit FHEM später die aktuelle und richtige Uhrzeit hat, damit zeitabhängige Vorgänge richtig abgearbeitet werden können.

Nachdem auch dies erledigt ist, kann man über „Fertig“ das Menü verlassen.

Nun sollte der Raspberry einmal neugestartet werden.

Der Raspberry startet nun neu. Nach ein paar Sekunden kann man sich dann wieder per SSH mit dem Raspberry verbinden.

Raspberry aktualisieren

Bevor man nun weiter mit dem Raspberry arbeitet, sollte man diesen auf den neusten Stand bringen. Über den Befehl

lädt man die aktualisierte Liste der installierten Pakete herunter. Danach kann das eigentliche Update gestartet werden:

Anschließend sollte der Raspberry neu gestartet werden:

Raspberry absichern

Erst recht, wenn der Raspberry später über eine Portfreigabe von außen erreichbar sein soll, sollte man sich Gedanke um das Absichern des Raspberrys machen.

Ich habe bereits einen Blog-Beitrag zu diesem Thema befasst – Raspberry im Internet absichern.

FHEM installieren

Nachdem der Raspberry soweit eingerichtet ist, kann mit der Installation von FHEM begonnen werden. Hierzu am besten meinen Blog-Beitrag lesen – FHEM installieren und Einrichten.

Erste Schritte mit FHEM

Der Raspberry läuft und FHEM ist startklar. Zeit sich nun damit zu beschäftigen. Wie bereits im Blog-Beitrag zur Installation von FHEM beschrieben, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten die FHEM-Oberfläche zu erreichen. In diesem Beitrag nutzen wir die Oberfläche für den Desktop.

Die IP-Adresse entsprechend anpassen. Um einen kurzen Einblick in die Funktionsweise von FHEM zu bekommen, empfehle euch meinen Blog-Beitrag zur Funktionsweise von FHEM – Wie funktioniert FHEM?

FHEM-Installation updaten

Direkt nach der Erstinstallation sollte man FHEM auf den neusten Stand bringen. Dies geschieht über das obere Eingabefeld.

Es werden nun alle Pakete aufgelistet, für den ein Update zur Verfügung steht.

Hiermit wird das Update nun gestartet. Nachdem alle Pakete aktualisiert wurden, sollte FHEM einmal neu gestartet werden.

FHEM-Installation absichern

Bevor man nun weiter mit FHEM arbeitet, sollte man seine FHEM-Installation absichern. Wie dies funktioniert habe ich im folgenden Beitrag beschrieben – SSL Verbindung: FHEM mit Passwort und HTTPS absichern.

Die Adresse um auf die FHEM-Weboberfläche zu gelangen lautet nun wie folgt:

Die IP-Adresse entsprechend anpassen.

Die Weboberfläche – wo ist was zu finden

Die Weboberfläche von FHEM ist recht übersichtlich aufgebaut. Auf der linken Seite befindet sich die Menüstruktur.

FHEM Menü Struktur

Ganz oben befindet sich der Button um getätigte Änderungen abzuspeichern – „Save config“. Gibt es aktuell nicht gespeicherte Änderungen, dann befindet sich neben diesem Button ein rotes Fragezeichen. Durch draufklicken erhält man eine Auflistung der letzten 10 Änderungen.

Unter dem Save-Button befindet sich eine Auflistung aller alternativen Frontends / Bedienoberflächen. Bei einer frischen FHEM-Installation fehlt dieser Eintrag entsprechend. Wer sich jedoch schon für alternativen Bedienoberflächen interessiert, kann gerne auf meinem Blog-Beitrag dazu vorbeischauen – TabletUI – Tablet als Schaltzentrale.

Jetzt folgt eine Auflistung aller vorhandenen Räume. Zum Anfang gibt es hier noch relativ wenige. Ich rate euch jedoch früh mit dem Anlegen entsprechender Räume zu beginnen. Dies hält eure FHEM-Installation übersichtlich und erleichtert das Wiederfinden der später eingerichteten Devices. Mehr zum Thema Übersichtlichkeit und Aussehen von FHEM auf meinem Blog-Beitrag – FHEM schöner machen – Icons und mehr.

Nach der Raumauflistung beginnt der Bereich für Einstellungen und Logfiles. Angeführt von dem Button für das System-Logfile. Hier erhält man alle Systemmeldungen. Über „Commandref“ gelangt man zu den Hilfeeinträgen der einzelnen Devices. Über „Remote Doc“ gelangt man zu offiziellen FHEM-Homepage mit weiteren Hilfeseiten.

Nach den Hilfelinks kommt der Button „Edit files“. Hierrüber erhält man eine Auflistung aller Dateien.

editfiles FHEM

Interessant sind die hier Einträge am Anfang. Die Datei „fhem.cfg“ enthält alle definierten Devices und vorgenommenen Einstellungen. In dieser Datei befindet sich also eure kompletten FHEM-Einstellungen. Für unerfahrene User empfehle ich von dieser Datei die Finger zu lassen. Falsche Einträge in dieser Datei können erheblichen Schaden verursachen.

Zusätzlich erhält man über „Edit files“ Zugang zu eigenen erstellten Dateien oder zu „99_myUtils.pm“ in der eigene Module oder Skripte erstellt werden können. Aber dazu in späteren Beiträgen mehr.

Nach dem „Edit files“-Eintrag kommt der Eintrag zum Auswählen des Styles – „Select style“. Hier kann zwischen bereits vorgefertigten Stylesheets ausgewählt werden und das Aussehen so verändert werden. Ich persönlich verwende das Stylesheet „dark“.

Das Ende der Menüleiste macht der Eintrag „Event monitor“. Hier lassen sich alle Systemmeldungen in Echtzeit verfolgen. Sobald ein Device irgendwelche Daten sendet oder empfängt, erscheint hier der entsprechende Log-Eintrag.

FHEM Event Monitor

Neben der Menüleiste auf der linken Seiten, fällt das Eingabefeld im oberen Bereich auf.

FHEM eingabefeld

Hierdrüber lassen sich Devices erstellen, Attribute hinzufügen oder Readings auslesen, kurz gesagt, hierdrüber steuert ihr eure FHEM-Installation.

Detailseiten – Die Übersichtsseite eines Devices

Jedes definierte Device hat seine eigene Detailseite – eine Art Übersichtseite über das Device. Hier lassen sich alle wichtigen Informationen über das Device ablesen und eventuelle Verknüpfungen mit anderen Devices einsehen.

Auf die Übersichtseite gelangt man durch ein klicken auf das gewünschte Device.

Detailseite FHEM öffnen

Device Übersicht

Ganz oben sieht man die Device-Übersicht – „DeviceOverview“. So sieht das Device in der Raumansicht aus.

Nach dieser Übersicht erfolgt eine Aufzählung aller internen Informationen. Diese Informationen kommen vom Device selber oder wurden bei der Definition festgelegt.

Nach diesen „Internals“ kommen die „Readings“ Hier werden alle Readings des definierten Devices aufgelistet. Bei den PCA301-Funksteckdosen sind das zum Beispiel der aktuelle Verbrauch oder der Gesamtverbrauch.

Nach den Readings folgt der Bereich für die Attribute.

Attribute – Die kleinen Helfer der Devices

Wie oben schon erwähnt, lassen sich Attribute über das Eingabefeld hinzufügen. Dies geschieht über folgenden Syntax:

Jedem Device-Typ stehen bestimmte Attribute zur Verfügung. Neben den Typspezifischen Attributen gibt es auch Attributen, die jedem Device zugeordnet werden können. Zum Beispiel das Attribut „room“.

Hierdurch lässt sich das Device „WZ_Papierlampe“ den Raum „01_Wohnzimmer“ zuordnet.

Aber keine Angst, man muss sich nicht alle Attribute merken und auswendig kennen, welches Device, welche Attribute unterstützt. Hier kommt der Attributen-Bereich der Device-Detailseite zum Einsatz.

Attribut FHEM

Über ein Drop-Down-Menü lassen sich alle möglichen Attribute auflisten. Über das Eingabefeld rechts daneben kann man den gewünschten Attributenwert eingeben.

Durch klicken auf „attr“ ganz links wird das Attribut „aktiviert“.

Durch das Hinzufügen von Attributen lassen sich Devices anpassen und um Funktionen erweitern. Einige Devices funktionieren sogar erst durch das Hinzufügen bestimmter Attribute. Aber dazu jeweils im entsprechenden Blogbeitrag mehr.

 Einrichtung der Aktoren und Sensoren

Nachdem ihr euch mit der Funktion und dem Aufbau von FHEM auseinander gesetzt habt, kann man mit dem Einrichten erster Sensoren und Aktoren anfangen.

Einrichtung einer Funksteckdose

Mein erster Aktor war eine Funksteckdose, die PCA301 Funksteckdose von ELV. Diese lässt sich über FHEM an- und ausschalten. Damit diese jedoch mit FHEM nutzbar ist, ist der Aufbau eines Hardware-Gateways notwendig. Dessen Aufbau und die Einrichtung in FHEM erkläre ich im dazugehörigen Blog-Beitrag – JeeLink Clone – Funksteckdose PCA301 mit FHEM steuern.

Temperatur und Luftfeuchtigkeitssensor

Neben ersten Aktoren sind natürlich auch Sensoren wichtig für eine Hausautomation. Ich persönlich empfehle für Anfänger die WeMos-Sensoren. Diese sind einfach aufgebaut und erfordern keine großen Lötkenntnisse. Des Weiteren ist deren Einbindung in FHEM leicht zu realisieren und laufen sehr stabil. Mehr Infos dazu in meinem Blog-Beitrag – WeMos – Wlan Sensoren und Aktoren zum zusammenstecken.

Wie man diese Sensoren in FHEM einbindet, habe ich auf folgendem Beitrag beschrieben – ESP Easy Sensoren in FHEM einbinden.

Fazit

Gratulation, solltet ihr die oben beschriebenen Schritte erfolgreich „abgearbeitet“ haben, seit ihr nun stolze Besitzer eines „smarten“ Zuhauses. Zwar noch in einer sehr kleinen Ausführung. Aber jeder fängt klein an 😉

Um eure Hausautomation zu erweitern, schaut euch einfach auf meinem Blog um. Nach und nach wächst somit auch eurer FHEM-Installation.

Aber denkt immer daran, eine Hausautomation mit FHEM ist kein Selbstläufer, sondern erfordert ein gewisses Maß an „Pflege“ und Wartung. Aber keine Angst, zusammen schaffen wir das 😉

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