Frage: Wer braucht eigentlich einen Hauscomputer?

Antwort: Eigentlich niemand. Aber wenn du gern bastelst und Spaß an Elektronik hast und ein Haus besitzt und einen PC übrig hast...

Frage:  Was kostet der ganze Spaß?

Antwort: Das hängt vom Umfang ab. Mit einem Interface, 6 Schaltmodulen und 4 Sensoren für eine Rollladensteuerung kommt man auf ca. 150,-€. Hinzu kommen ein alter PC  und ganz...viel Zeit.  Die notwendigsten Infos wie Bauanleitungen bzw. Software können kostenlos heruntergeladen werden als "Hauscomputer selbst gebaut.zip". Auf der bestellbaren Projekt DVD sind darüber hinaus umfangreiches Material wie Leiterplatten- Dateien, ergänzende Bilder, Dateien für die DOS Netzwerkkonfiguration, fertig konfigurierte Linux ISO Image sowie der komplette Quelltext enthalten.

Frage:  Worin liegt der Vorteil dieses Hauscomputers gegenüber anderen Lösungen, wie SPS/C-Control/Basic-Stamp o.ä.?

Antwort: Vor allem in der grafischen Darstellung und in den zahlreichen Möglichkeit analoge und binäre Signale beliebig zu kombinieren. Die damit erreichbare Komplexität (intelligentes Haus) ist preiswerter nicht zu haben. Der verwendete modifizierte I2C- Bus (Hausbus) kann mehrere 100 m überbrücken. Ein vergleichbares System ist "MisterHouse" auf LINUX- Basis unter Verwendung X10 Systembausteine für 110V im englischsprachigem Raum. Allerdings muss dort der Anwender umfangreiche Programmierkenntnisse besitzen. Die drahtlose deutsche Version ist das FS20 System von ELV. Dieses System arbeitet noch als Vorwärtssteuerung ohne Rückkopplung und ist relativ teuer. "HomeMatic" behebt zwar einige Probleme, bleibt aber sehr teuer. Für Heizungssysteme gibt es die programmierbare Steuerung UVR1611, die einfach konfigurierbar aber auf Heizungen begrenzt ist. Fertige Komponenten verwendet auch openHAB, wegen der vielfältigen Unterstützung ist es aber sehr komplex. Mittlerweile sind auch Alexa, Google Home und Co im Wettbewerb um das intelligente Haus angekommen. Allerdings geht es hier immer um den Verkauf von Komponenten und/oder Daten. Ein zuverlässiger Internet-Zugang ist Vorraussetzung. Ein universelles, zuverlässiges und preiswertes System das Daten nur lokal verwendet ist so im deutschen Raum leider noch nicht (ausgereift) verfügbar.

Frage:  Wie bekomme ich die Daten und Anzeigen des Hauscomputers auf mein Handy, meinen Computer oder mein Fernsehgerät?

Antwort: Die einfachste Lösung wäre früher eine Grafikkarte mit TV- Ausgang gewesen, dessen Signale entweder direkt an den Fernseher gestöpselt (AV Eingang) oder über ein Modulator in das Antennensignal/ Kabelsignal eingespeist wird. Unter den heutigen netzwerkfähigen Betriebssystemen wie Android, Windows oder Linux kann man mittlerweile aber auch direkt auf die entsprechenden Daten zugreifen. Ab Version 6.0.24 ist das Programm "Hauscomp.exe" netzwerkfähig unter DOS und ab Version 6.0.33 gibt es ein spezielles Debian- Linux Image. Ab der Version 6.0.40 gibt es darüber hinaus auch ein erweitertes Puppy-Warry-Linux Image, das alle modernen Zugriffsmöglichkeiten (auch verschlüsselt) bis hin zur Steuerung per Smartphone bietet. Dabei benötigt man keine spezielle App - der integrierte Webbrowser ist völlig ausreichend. Die automatisch generierten Logs, Datenbanken und Auswerte-Grafiken können auch per Netzwerk zur weiteren Verarbeitung/Dokumentaion heruntergeladen werden. Auch die Einbindung von Überwachungskameras oder eigenen Scripten sind kein Problem. Anleitungen dazu finden sich im Programmhandbuch und im Dokument "Hauscomputer und Linux".. Im derzeit aktuellen Linux-Image HC_V2A wurden alle Erkenntnisse bis hin zur automatischen Wetterprognose von openweathermap.org. gebündelt.

Frage:  Ich möchte einen Lüfter aller 120 min für jeweils 10 min laufen lassen, wie programmiere ich das?

Antwort: Zunächst programmierst du einen freilaufenden Taktgenerator mit 120x60/2=3600s: z.B.

z=51 6 Takt 1 -51 51 3600

Dann triggerst du damit ein Monoflop für 10x60=600s:

z=52 61 10min 51 600

Zum Schluss steuerst du damit deinen Lüfter über den Hausbus an:

fz=53 31 Lüfter 52 52 -4 [adr] [kan]

Die Angabe der "-4" bedeutet in diesem Fall, dass der Lüfter ausschließlich am Samstag, Sonntag und Feiertagen wie gefordert läuft. Die genaue Befehlssyntax kannst du im Programmhandbuch nachlesen.

Frage:  Kann ich den Hauscomputer für die Steuerung einer Solaranlage zur Heizungsunterstützung verwenden?

Antwort: Selbstverständlich! Auf der Projekt CD im Handbuch 4 (kombinierte Heizungssteuerung) ist ein praktisches Beispiel für die Steuerung einer kombinierten Öl/ Holz/ Solar - Heizung mit etlichen Extras veröffentlicht.

Frage:  Wenn man einen PC dauernd für eine Steuerung laufen lässt - ist der Stromverbrauch dafür nicht zu hoch?

Antwort: Natürlich ist der Energiebedarf eines PCs bzw. Thin-Clienten wesentlich größer als z.B. bei einer "basic stamp". Allerdings sollte man die Kirche im Dorf lassen. Eine Haussteuerung mit etlichen Relais, Sensoren und verschiedenen Netzteilen benötigt ohne Rechner bereits zwischen 5 und 25 W allein für den normalen Betrieb. Dazu kommt der Energiebedarf für z.B. Pumpen. Ein Intel Celeron; 400Mhz (älterer Laptop) z.B. benötigt für die Kernaufgaben (Hauscomp.exe unter DOS) 5 W, dazu kommen 3 W für die Bildschirmbeleuchtung, 1 W für den Betrieb der (nicht notwendigen) Festplatte und 4 W für das Netzteil. Insgesamt also ca. 13 W. Die Festplatte kann man ausbauen, die Bildschirmbeleuchtung bekommt einen Schalter und die Stromversorgung übernimmt ein zentrales Hausbusnetzteil. Damit sind wir nur noch bei 5 W!!!. Ähnliche Ergebnisse gibt es bei Desktops - wie gesagt, hier laufen keine stromfressenden Grafikspiele oder Dateitransfers. Mit einem Energiemonitor lässt sich die eigene Lösung sehr gut optimieren. Allein der Lüfter im Rechner-Netzteil benötigt in der Regel 2W - ihn kann man getrost abklemmen, wenn der Gesamtbedarf unter 12W bleibt. Das Netzteil wird auch dann nicht zu heiß. Auf keinen Fall verbraucht der PC 250 oder gar 350 W, wie man manchmal meinen würde. Erst die neuen schnelleren PCs ab ca. 1 GHz heizen so richtig. Ein Medion Laptop 3,05 GHz (Pentium 4) ließ sich nicht mehr unter 30 W drücken. Alle älteren bisher getesteten PC (auch vom Schrott) lagen aber unter 18 W. Ein PC mit einer Taktfrequenz um 100 MHz (386/486) ist für dieses Projekt auch völlig ausreichend. Interessant sind übrigens ausrangierte Thinclients: Für den Testbetrieb unter Linux kam bereits 2011 ein IGEL 3/2 (400 Mhz) für 30 € (mit Garantie!) zum Einsatz - Stromaufnahme: ganze 12,5 W, also ca. 25 € Stromkosten im Jahr. Dieser PC hat keinen Lüfter und anstelle der Festplatte agiert eine Compact Flash Karte. Mittlerweile nutze ich selbst einen Fujitsu-Siemens S450-2 Futro, der zwar 19W "zieht" aber in Echtzeit neben der SPS- und Bussteuerung auch die komplette Datenanalyse, ein umfangreiches Web-Interface und einen NAS Server umfasst.

Frage:  Ist der Betrieb eines solchen Projektes unter DOS nicht antiquiert bzw. veraltet?

Antwort: Kommt darauf an, wie weit man in die Zukunft schaut. Im Augenblickt erscheinen auf dem Markt alle 2 - 5 Jahre neue Betriebssysteme: wenn man ein Projekt kompatibel halten will, müsste man wohl oder übel mit Windows XP/7/8/10 oder aktuellen Linux Distributionen und deren entsprechenden Paketverwaltungen mitziehen. Das kann niemand mehr allein umsetzen. Hinzu kommen die Unwägbarkeiten bei Software-Updates. Die alten Betriebssysteme MS-DOS oder FreeDOS sind deshalb beileibe nicht tot, eben weil sie einen genau festgelegten Funktionsumfang haben, auch wenn scheinbar Hardwareunterstützungen für Touchscreens und manchmal die Netzwerkfähigkeit fehlen. Die PCs sind dafür in der Praxis immer noch kompatibel (zum damaligen Standard) - entsprechende Programme booten und erfüllen ihre Funktion genau determiniert, d.h. präzise vorhersagbar und sind unschlagbar schnell. Genau das ist es, was gute Steuerungen ausmacht - Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit. Die Netzwerkfähigkeit ist inzwischen sogar unter DOS möglich, aber auch per Emulation unter Linux und Windows; den Touchscreen hat man auf dem Smartphone und der Zugriff übers Internet stellt kein Problem mehr dar. Auch die Nutzung vieler verschiedener Funktionen gleichzeitig in einem rund um die Uhr laufenden Server (Mail-, NAS- und Videofunktionen, WLAN, Steuerungszentrale u.s.w.) sind mittlerweile mit dem erweiterten Linux-Image möglich. In einer Anwendung des HC-Projektes gibt es auch eine Kopplung mittels ioBroker, womit weitere Vernetzungen möglich sind. Eigenen Ideen sind dabei (fast) keine Grenzen mehr gesetzt, das Linux-Baukastenprinzip macht es möglich. Ich glaube, dass es in der nahen Zukunft einen Standard für Home-Automation geben wird, der einerseits die Begrenztheit der Internet Protokolle IPv4 und IPv6 überwindet (wie adressiere ich einen Sensor, einen Sensor-Verbund, wie einen Raum oder eine Etage..), echtzeitfähig ist und darüber hinaus in der Hardwareunterstützung eine Brücke vom PC zu kleineren Controllern wie die z.B. von ATMEL u.s.w. schlagen kann. Bis dahin wird es viele Insellösungen geben, die sich mehr oder weniger durchsetzen werden. Dieses Projekt ist von aktuellen Betriebssystemen unabhängig und gerade deshalb hoffentlich noch lange Jahre lauffähig!

Frage:  Kann als Hardware auch ein Raspberry-Pi zum Einsatz kommen?

Nein bisher noch nicht. So verlockend die Idee auch ist (Leistungsaufnahme nur 3,5W beim Pi 3B+!), müsste ein Puppy-Linux-System mit Dosemu auf dem Rechner laufen - dafür halte ich die Rechenleistung (auch der 3B+ Version) für derzeit absolut nicht ausreichend, zumal ohne Netzwerk keine Uhrzeit initialisiert wird. Reines DOS geht wegen Kompatibilitätsproblemen nicht (fehlende Timer- und Dallesbausteine). Außerdem sind bei der seriellen Schnittstelle nicht alle Leitungen vorhanden, ein Hausbus müsste erst irgendwie hardwaremäßig an die GPIO Leitungen adaptiert werden. Allerdings hat es bisher noch keiner versucht und vielleicht gelingt es ja eines Tages mit Lazarus/Freepascal...

 

Dipl. Ing. Uwe Behrndt