Schlenker Hausautomation mit Arduino™

Fruit up your fantasy
1. Auflage 2014
ISBN: 978-3-645-20279-4
Verlag: Franzis
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 259 Seiten

Reihe: Arduino(TM) Mikrocontroller

Heizkörperthermostat, Funksteckdose, SMS-Rauchmelder, RFID-Katzentür, Gartenbewässerung & Co.: Die Aufgaben im Haus übernimmt ab jetzt der ArduinoTM. Smart Home ist in aller Munde, aber noch längst nicht in allen Wohnungen und Häusern. Woran liegt es? Am fehlenden Wissen und an den Kosten. Fertige Lösungen sind teuer, kompliziert und nicht flexibel genug. Wer möchte täglich den Monteur im Haus haben, weil das Licht oder die Heizung sich nicht mehr einschaltet? Bleiben Sie Herr im Haus und automatisieren Sie selbst und das auch noch für kleines Geld. Für eigene Elektronikprojekte bietet sich der ArduinoTM geradezu an: Günstig, flexibel und eine große Community, die auch bei Problemen gerne und schnell hilft. Wenn es darum geht, den ArduinoTM im eigenen Heim zu installieren, muss es auch nicht immer eine fertige Platine sein, wie z. B. der ArduinoTM Uno. Der Mikrocontroller genügt auch. Mattias Schlenker zeigt Ihnen, wie Sie für wenige Euro einen ArduinoTM nachbauen. Neben dem ersparten Geld sparen Sie auch noch Platz. Um nicht so viel Strom zu verbrauchen, können Sie den ArduinoTM auch schlafen legen. Wie das geht, erfahren Sie in diesem Buch. Der erfahrene Autor zeigt Ihnen alles, was Sie zur Hausautomatisierung benötigen. Angefangen von Hardware über Software bis zum Entwurf von Schaltungen ist alles dabei. Dem Thema Energieversorgung der aufgebauten Schaltung ist ein eigenes Kapitel gewidmet. Leser ohne ArduinoTM-Kenntnisse erhalten im Anhang einen Crashkurs zur Programmierung. Neben Grundlagen zeigt Schlenker viele nützliche Projekte: Funksteckdosen schalten, Sensoren nutzen, RFID-Katzentür oder auch einen Lecksensor für die Waschküche. Jedes Projekt startet mit einer Liste der benötigten Hard- und Software. Damit können Sie die Projekte direkt nachbauen und auch erweitern. Da Maker nicht gerne wegwerfen, zeigt Ihnen Schlenker, wie Sie Upcycling betreiben und alte Geräte für neue Dinge nutzen können.

Mattias Schlenker entwickelt Live-Linux- Distributionen vornehmlich als Notfall- und Rettungssysteme und ist als Autor für Linux-, Netzwerk- und Sicherheitsthemen für verschiedene Computermagazine tätig. Zu ArduinoTM kam der gelernte Kraftfahrzeugmechaniker aus Neugier, als er nach einer günstigen Möglichkeit suchte, Betriebsdaten seines PKW über die OBD-II-Schnittstelle auszulesen. Mittlerweile ist er fasziniert von der Möglichkeit, mit ArduinoTM die verschiedensten Mess-, Regelungs- und Steuerungsaufgaben einfach, günstig und schnell umsetzen zu können - dementsprechend viele Arduinos sind in seinem Haushalt im Einsatz. Das in den letzten Jahren neu erworbene ArduinoTM-Fachwissen gibt er gerne in Buchform weiter.

Autoren/Hrsg.

Schlenker, Matthias

Inhaltsverzeichnis

1;Hausautomation mit Arduino;1
2;Einleitung;5
3;Inhaltsverzeichnis;7
4;1Einstieg in die Hausautomation;11
4.1;1.1 Begriffsklärung;11
4.2;1.2 Kommerzielle Produkte;12
4.2.1;FS20;13
4.2.2;Homematic/eQ-3;14
4.2.3;Belkin WEMO;15
4.2.4;AVM Fritz;15
4.2.5;Pearl CasaControl;16
4.2.6;China 434;16
4.3;1.3 Freie Projekte;17
4.3.1;FHEM;17
4.3.2;OpenHAB;17
4.3.3;Smarthomatic;17
4.4;1.4 Der Maker-Arbeitsplatz;18
4.4.1;Arbeitsplatz;18
4.4.2;Aufbewahrung;18
4.4.3;Löten und messen;19
4.5;1.5 Tipps zum sauberen Aufbau von Schaltungen;21
4.5.1;Eigenbauplatinen aus Normplatinen;21
4.5.2;Prototypen-Shields;22
4.5.3;Selbst ätzen oder bestellen;23
4.5.4;Flexibilität mit Jumpern und Headern;24
4.5.5;Schaltungsentwürfe mit Fritzing;24
4.6;1.6 Tipps zum Upcycling;25
4.6.1;Geplante Obsoleszenz? – Nicht mit uns!;25
4.6.2;Zielgerichtetes Schlachten spart Geld;26
4.6.3;Vorsicht, Hochspannung!;27
4.7;1.7 Tipps zum Aufbau von Gehäusen;28
4.7.1;Missbrauchte Gefrierboxen;28
4.7.2;Alu und Kunststoff;28
4.7.3;Steampunk mit Holzkästchen;28
4.7.4;3D-Druck;28
4.7.5;Schrumpfschlauch;29
4.8;1.8 Tipps zur Energieversorgung;29
4.8.1;Steckernetzteile;29
4.8.2;Akkus;30
4.8.3;Einwegbatterien;30
4.8.4;Solarzellen;31
4.8.5;Parasitäre Energieversorgung;31
5;2Grundlagen und Basisprojekte;33
5.1;2.1 Die richtige Arduino-IDE;34
5.2;2.2 Der Arduino Yún als Steuerungszentrale;35
5.2.1;Erstkontakt mit Yún;36
5.2.2;Wo bist du, Yún?;40
5.2.3;SSH-Zugriff auf Arduino Yún;41
5.2.4;Arduino Yún per Netzwerk programmieren;42
5.2.5;Debugging von Yún-Sketches;44
5.2.6;Webserver schaltet LED;45
5.3;2.3 Raspberry Pi als Alternative;47
5.3.1;Arduino per I²C anbinden;48
5.3.2;Vorbereitung beim Raspberry Pi;49
5.3.3;Skript schaltet LED;50
5.3.4;Sonderfall RPi-Shieldbridge;55
5.4;2.4 Arduinos für Sensoren und Aktoren;56
5.4.1;Prototyping mit Arduino Uno;57
5.4.2;Kompakte Sensoren mit Arduino Pro Mini;58
5.4.3;Maximale Flexibilität mit Rasterduino;61
5.4.4;Klein und billig: Rastertiny;70
5.5;Platine zum Flashen von Bootloadern und Programmieren von Attinys;76
5.5.1;Funk inklusive bei Moteino;78
6;3Großer Projektteil;79
6.1;3.1 Kommunikation mit Funkaktoren;79
6.1.1;Projekt: Arduino schaltet Funksteckdosen;79
6.1.2;Projekt: Erweiterung zur Schaltuhr;84
6.1.3;Funkuhr setzt RTC;98
6.1.4;Projekt: Signale der China-434-Fernbedienung verarbeiten;100
6.1.5;Projekt: FS20-Aktoren steuern;103
6.1.6;Projekt: Zwei Arduinos funken miteinander;108
6.1.7;Projekt: Umbau von Heizkörperthermostaten auf Funk;117
6.2;3.2 Sensoren selbst bauen;129
6.2.1;Projekt: Basissensor mit Ethernetverbindung;129
6.2.2;Projekt: Basissensor mit Einwegefunk (434 MHz Manchester);136
6.2.3;Projekt: Basissensor mit RFM12B-Transceivern (434 MHz);142
6.2.4;Hintergrund: Stromsparmodi nutzen;146
6.2.5;Projekt: Lichtsensor;150
6.2.6;Projekt: Temperatursensor;152
6.2.7;Projekt: Lecksensor für die Waschküche;155
6.2.8;Projekt: Fenster offen?;159
6.3;3.3 Steuerungszentrale aufbauen;162
6.3.1;Projekt: Ein Adapter, um alles anzuschließen;162
6.3.2;Projekt: Aktoren in REST-Schemata integrieren (Yún);169
6.3.3;Projekt: Aktoren in REST-Schemata integrieren (Raspberry Pi);174
6.3.4;Projekt: Sensoren in REST-Schemata integrieren (Yún);179
6.3.5;Projekt: Sensoren in REST-Schemata integrieren (Raspberry Pi);182
6.3.6;Projekt: Ein hübsches Webfrontend statt REST-Links (Arduino Yún);190
6.3.7;Projekt: Ein hübsches Webfrontend statt REST-Links (Raspberry Pi);196
6.3.8;Projekt: REST sicher im Internet verfügbar machen;199
6.3.9;Projekt: Anwesenheitsermittlung per Bluetooth;204
6.4;3.4 Kombinierte Projekte;208
6.4.1;Projekt: Die RFID-Katzentür;208
6.4.2;Projekt: Twitternde Zimmerpflanzen;215
6.4.3;Projekt: War der Briefträger schon da?;221
6.5;3.5 Mit Sicherheit!;225
6.5.1;Projekt: Rauchmelder meldet per SMS;225
6.5.2;Projekt: Gaslecksensor selbst gebaut;233
6.5.3;Projekt: Steampunk-Einlasskontrolle mit Wählscheibe;237
7;AAnhang;247
7.1;A.1 Crashkurs Arduino;247
7.1.1;IDE installieren;247
7.1.2;Aufbau eines Arduino;247
7.1.3;Empfohlene Bauteile;248
7.1.4;Beispiel: LED blinken lassen;248
7.1.5;Beispiel: Debug-Ausgabe am PC;248
7.1.6;Bibliotheken importieren;249
7.2;A.2 Problemlösung;249
7.2.1;Netzwerk-Troubleshooting;249
7.2.2;#ifdef verursacht seltsame Fehler;249
8;BGlossar;251
9;Stichwortverzeichnis;257
9.1;#ifdef;44
9.2;3D-Druck;28
9.3;434 MHz Manchester;136
9.4;Akku;30
9.5;Anwesenheitserkennung;150
9.6;Anwesenheitserkennung;204
9.7;Arduino;57
9.7.1;Due;57
9.7.2;Galileo;57
9.7.3;Kompatibilität;56
9.7.4;Leonardo;57
9.7.5;Pro Mini;55
9.7.6;Pro Mini;58
9.7.7;Pro Mini;162
9.7.8;Pro Mini;174
9.7.9;Uno;55
9.7.10;Uno;56
9.7.11;Uno;57
9.7.12;Uno R3;174
9.7.13;Yún;35
9.7.14;Yún;108
9.7.15;Yún;162
9.7.16;Yún;169
9.7.17;Yún;179
9.7.18;Yún;190
9.7.19;Yún;205
9.7.20;Yún;215
9.7.21;Yún;229
9.8;Arduino-IDE;34
9.9;Arduino-IDE;42
9.10;Arduino-IDE;247
9.11;Arduino-Proto-Shield;162
9.12;ATmega328P;55
9.13;ATmega328P;56
9.14;ATmega328P;57
9.15;ATmega328P;174
9.16;ATmega328P;179
9.17;ATmega328P;226
9.18;ATmega32U4;56
9.19;Attiny45;70
9.20;Atxmega;57
9.21;AVM Fritz;15
9.22;Batterie;30
9.23;Batterie;129
9.24;Batterie;146
9.25;Bluetooth;204
9.26;BlueZ;205
9.27;Bootloader;59
9.28;Bootloader;63
9.29;Bootloader;67
9.30;Bootloader;73
9.31;Bootloader;76
9.32;Breadboard;21
9.33;Briefkastensensor;221
9.34;Brownout Detection;149
9.35;CasaControl;16
9.36;CGI-Skript;190
9.37;China 434;16
9.38;China 434;100
9.39;Cronjob;172
9.40;CSS;193
9.41;CSV-Datei;187
9.42;Cygwin;41
9.43;Dauerbetrieb;142
9.44;DCF77;84
9.45;DCF77;92
9.46;Debugging;44
9.47;DS1307;84
9.48;DS3231;84
9.49;Dynamisches DNS;203
9.50;Einlasskontrolle;237
9.51;Einwegefunk;136
9.52;Elektrolyt;156
9.53;Enc28J60-Ethernetmodul;129
9.54;Energiesparfunktion;226
9.55;Energiesparmodus;147
9.56;Erdfeuchtesensor;158
9.57;Erdfeuchtesensor;216
9.58;Ethernet;129
9.59;Fenstersensor;159
9.60;FHEM;17
9.61;Flask;55
9.62;Flask;199
9.63;Flask-Applikationsserver;196
9.64;Fotodiode;150
9.65;Fotowiderstand;150
9.66;Fritzing;24
9.67;FS20;13
9.68;FS20;175
9.69;FS20-Aktoren;103
9.70;Funkreichweite;83
9.71;Funksensor;179
9.72;Funksteckdose;79
9.73;Funksteckdose;137
9.74;Funksteckdose;192
9.75;Funkuhr;84
9.76;Fusebits;66
9.77;Fusebits;67
9.78;Gaslecksensor;233
9.79;Gassensor;233
9.80;Gegenstromwärmetauscher;12
9.81;Gehäuse;28
9.82;Heißleiter;154
9.83;Heizkörperthermostat;108
9.84;Heizkörperthermostat;117
9.85;Heizkörperthermostat;186
9.86;Heizungssteuerung;152
9.87;Heizungssteuerung;199
9.88;Helligkeit;187
9.89;Homematic;14
9.90;I²C;48
9.91;ICSP;59
9.92;ICSP-Header;108
9.93;Interrupt;129
9.94;Interrupt;147
9.95;Interrupt;222
9.96;Interrupt;222
9.97;Interrupt Service Routine;156
9.98;JSON;47
9.99;JSON;135
9.100;Katzentür;208
9.101;Lecksensor;155
9.102;Leitungswasser;156
9.103;Lichtsensor;150
9.104;Linino;35
9.105;Löten;19
9.106;Luftfeuchtigkeit;187
9.107;Lux;151
9.108;Manchester 434 MHz;136
9.109;Manchester-Bibliothek;165
9.110;MC145010;225
9.111;MC145012;225
9.112;Memory-Effekt;151
9.113;Mikrocontroller;6
9.114;Mikrocontroller;33
9.115;Minimalsensor;136
9.116;MQ-Sensoren;236
9.117;Nachtabsenkung;11
9.118;NSI;238
9.119;NSR;238
9.120;OpenHAB;14
9.121;OpenHAB;17
9.122;opkg;41
9.123;Post;221
9.124;Programmer;73
9.125;Pull-up-Widerstand;160
9.126;Raspberry Pi;47
9.127;Raspberry Pi;162
9.128;Raspberry Pi;174
9.129;Raspberry Pi;179
9.130;Raspberry Pi;182
9.131;Raspberry Pi;196
9.132;Raspberry Pi;232
9.133;Raspberry-Pi-Shieldbridge;55
9.134;Rasterduino;61
9.135;Rasterduino;121
9.136;Rasterduino;174
9.137;Rastertiny;70
9.138;Rauchmelder;225
9.139;RC522-Chip;208
9.140;RCSwitch;80
9.141;RCSwitch;100
9.142;RCSwitch;175
9.143;Real Time Clock;84
9.144;Reed-Kontakt;159
9.145;Reed-Kontakt;221
9.146;REST-API;45
9.147;REST-API;176
9.148;REST-API;199
9.149;REST-Interface;169
9.150;RF12-Bibliothek;124
9.151;RFID-Katzenklappe;208
9.152;RF-Link;80
9.153;RF-Link-Empfänger;103
9.154;RF-Link-Empfänger;162
9.155;RF-Link-Sender;79
9.156;RF-Link-Sender;136
9.157;RF-Link-Sender;162
9.158;RFM12B;109
9.159;RFM12B;228
9.160;RFM12B-Transceiver;108
9.161;RFM12B-Transceiver;162
9.162;RFM12B-Transceiver;180
9.163;RFM12B-Transceiver;185
9.164;RPi-Shieldbridge;108
9.165;RPi-Shieldbridge;162
9.166;RTC-Modul;85
9.167;SC5262;80
9.168;SC5262;100
9.169;Schaltuhr;84
9.170;Schaltuhr;177
9.171;Schlafmodus;147
9.172;Schrumpfschlauch;29
9.173;Sensor;129
9.174;Sensor;136
9.175;Serial Peripheral Interface;110
9.176;Servo;211
9.177;Smarthomatic;17
9.178;Smartphone;204
9.179;SMS senden;229
9.180;SNAP-Protokoll;108
9.181;Solarzelle;31
9.182;SPI;108
9.183;SPI;130
9.184;SPI;209
9.185;SQLite-Datenbank;187
9.186;SSH;41
9.187;Stand-by-Stromfresser;80
9.188;Steampunk;28
9.189;Steampunk;237
9.190;Steckernetzteil;29
9.191;Stylesheet;197
9.192;Takt;72
9.193;Temboo-API;216
9.194;Temboo-API;229
9.195;Temperatur;187
9.196;Temperatursensor;152
9.197;Thermostat;121
9.198;Trinärlogik;101
9.199;Twilio;229
9.200;Twitter;215
9.201;Twitternde Zimmerpflanzen;215
9.202;UDP;132
9.203;UDP-Sensor;179
9.204;UIPEthernet-Bibliothek;130
9.205;User Datagram Protocol;132
9.206;Virtualwire;142
9.207;Wählscheibe;237
9.208;Wake On LAN;130
9.209;Waschmaschine;155
9.210;Wattuino Pro Mini;59
9.211;Webserver;45
9.212;Webserver;190
9.213;Webserver;196
9.214;Weihnachtsbaum;80
9.215;WEMO;15
9.216;WLAN;36
9.217;YunServer;169
9.218;Zehntel-Zoll-Raster;21

Über Autor(innen)

Mattias Schlenker entwickelt Live-Linux- Distributionen vornehmlich als Notfall- und Rettungssysteme und ist als Autor für Linux-, Netzwerk- und Sicherheitsthemen für verschiedene Computermagazine tätig. Zu ArduinoTM kam der gelernte Kraftfahrzeugmechaniker aus Neugier, als er nach einer günstigen Möglichkeit suchte, Betriebsdaten seines PKW über die OBD-II-Schnittstelle auszulesen. Mittlerweile ist er fasziniert von der Möglichkeit, mit ArduinoTM die verschiedensten Mess-, Regelungs- und Steuerungsaufgaben einfach, günstig und schnell umsetzen zu können - dementsprechend viele Arduinos sind in seinem Haushalt im Einsatz. Das in den letzten Jahren neu erworbene ArduinoTM-Fachwissen gibt er gerne in Buchform weiter.