Smarte Steuerung via TV
So wird der Smart-TV zur Smart-Home-Zentrale
Was wäre ein Smart Home ohne Visualisierung der intelligenten Geräte? Mit EnOcean und einem Smart-TV sparen Sie das Einbauen eines Touchscreens in die Wand. Somit ist etwa die Steuerung von Licht und Rollläden per 3D-Maus möglich.
Unser Smart Home ist mit Sensoren und Aktoren nach dem EnOcean-Standard ausgestattet. Die Steuer-Software, hier myHomeControl von BootUp, ist eine Windows-Anwendung. Prinzipiell lässt sich damit also jeder Strom sparende Windows-Computer verwenden. Es ist jedoch zu bedenken, dass der Gebäuderechner 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr arbeiten muss. Da ist der abgelegte Spiele-PC nicht die richtige Wahl.
Als Gebäuderechner verwenden wir in unserem Beispiel einen geräuschlosen Industrie-Computer von MSI. Auch andere für den Dauerbetrieb geeignete Kleinstsysteme etwa von Pokini oder Sapphire lassen sich einsetzen. Der Gebäuderechner muss nicht besonders schnell sein und benötigt auch keine große Festplatte. Seine Stärken sollten hohe Energieeffizienz, Zuverlässigeit und Geräuscharmut sein.
Für unser Beispielprojekt benötigen wir darüber hinaus zwei USB-Anschlüsse für das EnOcean-Gateway und die Maus. Die Verbindung zum Smart-TV übernimmt ein kurzes HDMI-Kabel. Der Rechner muss nicht über HDMI verfügen, denn die meisten modernen Smart-TVs besitzen zusätzlich eine VGA-Computerbildschirm-Schnittstelle. So wird der Fernseher ganz einfach zum Bildschirm des Gebäuderechners.
Da der Rechner sehr flach und geräuschlos ist, kann er hinter dem TV-Gerät oder in Reichweite des HDMI-Kabels versteckt werden. Eine Tastatur wird für den Betrieb nicht benötigt. Als Eingabemedium nutzen wir eine 3D-Maus: ein drahtloses Zeigegerät in der Größe einer TV-Fernbedienung.
Diese Maus erkennt durch eingebaute Lagesensoren, ob sie nach rechts, links, oben oder unten bewegt wird. Diese Information funkt die Maus an den Rechner, der den Mauszeiger entsprechend auf dem TV-Bildschirm darstellt. Für unseren Test haben wir uns für die preiswerte Mele Mouse entschieden. Es gibt jedoch noch andere Produkte diverser Hersteller, die sich gleichermaßen verwenden lassen.
Wer eine zweidimensionale Maus gewohnt ist, die auf dem Schreibtisch bewegt wird, hat anfangs oft Schwierigkeiten, das Gerät in der dritten Dimension zu nutzen. Doch schon nach wenigen Minuten des Zielens und Klickens sollte diese neuen Art der Maussteuerung deutlich besser funktionieren.
Tipp: Praktische Helfer für ein sparsames Zuhause
Verbindung über ein EnOcean-Gateway
Für eine gute Verbindung zwischen den EnOcean-Sensoren und Aktoren sorgt das Gateway. Immer dann, wenn ein Lichttaster gedrückt wird oder ein Temperatursensor eine Änderung erfährt, sendet es ein wenige Millisekunden langes Funktelegramm. Das Gateway empfängt die Daten und die Software wertet diese aus. Deshalb ist es wichtig, dass das Gateway zu allen Sensoren und Aktoren eine gute und sichere Funkverbindung besitzt. Idealerweise montiert man das Gateway daher an einem zentralen Punkt im Gebäude. Bei unserem Beispiel haben wir es einfach an die Hinterseite des Fernsehers geklebt.
Die Software myHomeControl unterstützt auch Gateway-Typen, die per serieller Schnittstelle (RS-232 oder RS-485) oder das lokale Netzwerk (LAN) mit dem Gebäuderechner verbunden sind. Da der Gebäuderechner sowieso ins LAN eingebunden wird, bietet es sich an, ein LAN-Gateway zu verwenden, bei größeren Objekten auch mehrere. Man kann den besten Platz für die Gateway-Installation frei auswählen. In unserem Musterbeispiel haben wir der Einfachheit halber die USB-Schnittstelle des Gebäuderechners genutzt.
Einführung in EnOcean
EnOcean ist ein batterieloser Funkstandard für die Gebäude- und Industrie- Automation. Die patentierte Funktechnik ermöglicht es, ein Signal mit verblüffend geringen Mengen an Umgebungsenergie zu erzeugen. Mit lediglich 50 μWs kann ein EnOcean-Funkmodul ein Signal über eine Distanz von 300 Metern (im Freifeld) übertragen.
Das Geheimnis liegt in der Signaldauer; der gesamte Prozess wird ausgelöst, durchgeführt und abgeschlossen in lediglich einer Tausendstelsekunde. Von der International Electrotechnical Commission (IEC) ratifiziert, zeichnet sich EnOcean vor allem durch seinen besonders niedrigen Energieverbrauch aus. Damit ist es der erste und einzige Funkstandard, der für die Niedrigenergiegewinnung geeignet ist. Somit ist er auch für batterielose Vernetzungstechnologie optimiert.
Die Inbetriebnahme
Bei der Einrichtung des Smart-Home-Projekts spielt der Zielrechner erst einmal keine Rolle, es gibt keinen Hardware-Bezug. Erst wenn die Darstellung stimmig ist, also alle Leuchten, Rollos, Fenster- und Türsensoren eingezeichnet sind und die Logik funktioniert, wird das Projekt auf den Zielrechner übertragen. Im Fall unserer Beispiel-Einrichtung ist dies ein MSI Wind Box II-Industrie-PC. Das EnOcean-Gateway wird ebenso wie die 3D-Maus mit einer USB-Schnittstelle verbunden. Für das Videosignal verfügt der Rechner über einen DVI-Ausgang.
Per DVI-VGA-Adapter stellen wir wiederum die Verbindung zum TV-Gerät her. Nun muss nur noch der Rechner eingeschaltet und als Eingang am TV-Gerät "PC" ausgewählt werden. Der Computer fährt hoch und startet die Software "my-HomeControl" automatisch. Das TV-Gerät sollte nun formatfüllend den Grundriss des Erdgeschosses mit allen Sensoren und Aktoren anzeigen.
Mit dem Mauszeiger wählen wir etwa die Leuchte oder das Rollo aus, das wir schalten möchten, genauso wie man es sonst auf dem extra dafür installierten Touch-Display machen würde. Ist der Schaltvorgang beendet, wird per TV-Fernbedienung wieder aufs Programm zurückgeschaltet.
Es geht auch ohne
Nun möchte aber vielleicht nicht jeder einen Rechner hinter dem Smart-TV platzieren. In diesem Fall gibt es noch eine andere Variante: Im zweiten Beispiel befindet sich der Gebäuderechner in einem Installationsraum im Kellergeschoss des Hauses in der Nähe des Schalt- bzw. Sicherungskastens. Nun muss das Videosignal vom Rechner zum TV-Gerät gelangen; dafür sind zwei USB-Kanäle aus dem Wohnzimmer in den Keller zu legen. Idealerweise befindet sich hier auch der Router, zum Beispiel eine FRITZ!Box oder der LAN-Switch.
Sollte dies nicht der Fall sein, können wir das Netzwerkkabel zum Rechner verlegen. Ist auch das nicht möglich, suchen wir für den Rechner einen Ort, an dem sowohl ein Netzwerk-Anschluss als auch Strom vorhanden sind. Wenn das Smart Home eine digitale Video-Türsprechstelle, beispielsweise die T24 von Mobotix, besitzt, müssen wir auch noch Ton zwischen Rechner und Fernseher übertragen können. Schließlich soll sich der Besucher an der Haustür über das TV-Gerät mit uns unterhalten können.
Kommunikation mit der Tür
Es gibt dafür spezielle Hardware, sogenannte HDMI-Extender. Wir haben in unserem Test den Startech IPUSB2HD2 verwendet. Er überträgt Bild, USB und Ton über eine Netzwerk-Leitung. Auf der Rechnerseite nutzen wir die mitgelieferte Software. Je nach Computer dauert es etwa zehn Minuten, bis alles automatisch eingerichtet ist. Die Software installiert sich sowohl als zusätzliches Display als auch als USB-Server. Sie erkennt den HDMI-Extender automatisch und ebenso seine angeschlossenen Geräte wie die HDMI-Schnittstelle des TV-Geräts, den USB-Port der 3D-Maus und ein analoges Mikrofon.
Die Software bündelt die Daten und sendet sie per LAN weiter. Am Gebäuderechner selbst wird also kein Adapter benötigt. Für die Darstellung am TV-Gerät müssen die Daten allerdings wieder separiert werden.
Diese Aufgabe übernimmt der HDMI-Extender. Bild- und Tonübertragung der digitalen, an das lokale Netzwerk angeschlossenen Video-Türsprechstelle von Mobotix lassen sich auf diese Weise mit hoher Qualität am TV-Gerät wiedergeben. Ein winziges Mikrofon am Extender sorgt dafür, dass uns der Besucher vor der Tür hervorragend verstehen kann. Und natürlich werden am TV-Gerät auch die Smart-Home-Visualisierung und der 3D-Mauszeiger dargestellt.
Fazit
Wer im intelligenten Zuhause keinen eigenen Gebäude-Monitor einbauen will, kann TV-Geräte zur Visualisierung und als Bedienungsbildschirm benutzen. Für den Industrierechner muss man zwischen 400 Euro und 1.000 Euro investieren. Dazu kommt gegebenenfalls der HDMI-Extender für ca. 250 Euro. Ein spezieller Gebäuderechner mit Touch-Display kostet dagegen 1.000 bis 3.000 Euro. Die Variante mit Fernseher spart also nicht nur Platz, sondern ist auch deutlich preiswerter.
