Kluge Wärmespender

Heizungssteuerung im Selbstbau nachrüsten

Praxis & Tipps | Praxis

Eine Heizung im Sommer? Braucht zum Glück kein Mensch. Genau die richtige Zeit also, um seinen Heizkörpern stressfrei ein wenig Eigenintelligenz zu verpassen. Das Max-System bietet einen günstigen Einstieg ins wohltemperierte Smart Home und lässt sich auch per Raspi steuern.

Die Heizungssteuerung ist einer der wenigen Bereiche im Smart Home, in dem sich Verbrauchskosten sparen lassen. Fenstersensoren verhindern, dass man versehentlich gegen das gekippte Fenster anheizt, ein zentraler Schalter fährt beim Verlassen der Wohnung alle Räume auf eine moderate Temperatur herunter und der Wochenplan sorgt dafür, dass man zur rechten Zeit im richtigen Raum die gewünschte Temperatur vorfindet.

Mit dem günstigen bidirektionalen Max-System von ELV lassen sich Mietwohnungen oder auch ganze Häuser ohne zu bohren nachrüsten. ELV liefert alle Komponenten optional als ARR-Bausatz (Almost Ready to Run), sodass man mit ein wenig Geschick noch ein paar Euro sparen kann.

Hardware-Auswahl

Zum Nachrüsten benötigt man für jeden Heizkörper einen Funkthermostat. ELV hat zwei Max-Thermostate im Angebot: Die einfachere Version muss von Hand oder von einer externen Instanz gesteuert werden. Im Thermostat+ steckt eine eigene Zeitschaltuhr, mit der das Gerät zur Not auch ohne eine Zentrale zeitgesteuert arbeitet.

Ergänzt wird das System durch Fenstersensoren, die mit Magnetschalter melden, ob das Fenster geschlossen ist, und einen Eco-Schalter, der alle Heizkörper auf Knopfdruck in den Öko- oder Anwesenheitsmodus versetzt. Wer es besonders komfortabel mag, kann einen Wandthermostat einbinden, der in einem Raum mehrere Heizkörper gleichzeitig steuert. Mit dem Max Cube hat ELV ein Gateway im Angebot, das die Gesamtanlage per App oder Browser steuerbar macht – auch aus der Ferne.

Bei den ARR-Bausätzen werden die Geräte in Einzelteilen geliefert. Der Montageaufwand unterscheidet sich dabei von Komponente zu Komponente. Die Steuerzentrale Cube und die Fenstersensoren lassen sich einfach zusammenklicken. Beim Zusammenbau der Thermostate muss man hingegen ein wenig mit dem Lötkolben hantieren. Der Wandthermostat stellt die höchsten Anforderungen.

Bei den Heizkörperthermostaten baut man zunächst das Getriebe für den Stellantrieb auf und verbindet danach die Hauptplatine mit der Motoreinheit. Problematisch ist allenfalls die Montage des starren Kabels für den optischen Sensor, der die Position des Ventilstiftes erfasst. Hat man diese Hürde genommen, ist ein Thermostat in etwa einer halben Stunde zusammengebaut.

Wer den Aufwand oder das Risiko scheut, kann alle Komponenten auch fertig montiert kaufen. Andererseits ist der Aufbau der ARR-Bausätze ein Puzzle-Spaß, bei dem man auch Kinder mit einbeziehen kann. Die freuen sich besonders, wenn ihre „Bastelarbeit“ am Ende einen sinnvollen Zweck erfüllt.

Sind alle Komponenten zusammengebaut, geht es an die Installation. Den Heizkörperthermostaten liegen Adapterringe für gängige Ventiltypen bei. Sind die Thermostate mit dem Heizkörper verschraubt, werden sie durch einmaligen Druck auf die mittlere Taste initialisiert und führen eine Testfahrt durch, bei der sie das Ventil voll öffnen und wieder schließen. Bis auf den Cube benötigen alle Max-Komponenten Batterien, die im Lieferumfang enthalten sind. Ist der Batteriezustand einer Komponente kritisch, zeigt der Cube dieses durch eine rot leuchtende LED an.

Die Ersteinrichtung erledigt man bequem über den Max Cube. Dieses Gateway wird per Ethernet mit dem Heimnetz verbunden; und von einem mitgelieferten USB-Netzteil mit Strom versorgt. Die für Windows und OS X erhältliche Konfigurationssoftware Max Setup hilft beim Erstkontakt mit dem Cube.

Über den Menüpunkt „Neues Gerät“ lassen sich alle Thermostate, Schalter und Sensoren nacheinander anlernen und verschiedenen Räumen zuordnen. Die Komponenten funken proprietär im 868-MHz-Band und vernetzen sich untereinander. So reagieren etwa zwei Heizkörper in einem Raum direkt auf ein geöffnetes Fenster, selbst wenn das Gateway nicht aktiv ist. Die Temperatur wird dann automatisch auf einen zuvor hinterlegten Wert zurückgefahren. Ebenso tauschen sich gekoppelte Thermostate über die Zieltemperatur aus. Verändert man die Temperatur manuell an einem von mehreren Thermostaten, ziehen alle anderen Komponenten im selben Raum automatisch nach.

Steuerrechner

ELV bietet kostenlose Steuer-Apps für iOS und Android an. Hat man sein Max-System in der Cloud angemeldet, kann man auch unterwegs auf das Heizungssystem zugreifen. Was noch fehlt, ist eine statistische Auswertung der Temperaturdaten oder eine Verknüpfungsmöglichkeit mit anderen Smart-Home-Komponenten. Hier kommt der kostenlose Server FHEM ins Spiel.

„Freundliche Hausautomatisierung und Energie-Messung“ (FHEM) ist ein in Perl programmiertes Server-Programm, mit dem sich verschiedene Komponenten im Smart Home steuern lassen. Es unterstützt derzeit rund 200 Module – von einfachen Funkzwischensteckern aus dem Baumarkt über die Heizungs- und Lichtsteuerung bis hin zu Bussystemen wie KNX.

Für das Max-System stehen zwei Einbindungsvarianten bereit. Eine nutzt den Cube als Gateway für die Kommunikation mit der Heizungssteuerung, die andere ersetzt den Cube komplett und klinkt sich direkt in die Kommunikation der Komponenten ein.

Zunächst benötigt man einen laufenden FHEM-Server. Da die Heizungssteuerung im Dauerbetrieb laufen soll, haben wir einen sparsamen Raspberry Pi benutzt, der im ersten Schritt mit dem aktuellen Noobs-Standard-Image bespielt wird.

Für die Heizungssteuerung ist es zudem wichtig, dass der Steuerrechner die korrekte Urzeit kennt. Bringen Sie den Raspi daher mit

sudo dpkg-reconfigure tzdata

zunächst in die richtige Zeitzone und machen ihn mit den folgenden zwei Befehlen zum NTP-Client, damit er künftig die aktuelle Uhrzeit aus dem Netz bezieht.

sudo apt-get install ntpdate
sudo ntpdate -u de.pool.ntp.org

Als Nächstes benötigt der Raspi die aktuelle FHEM-Version. Man holt sie über die Kommandozeile mit dem Befehl

sudo wget http://fhem.de/fhem-5.6.deb -O ⤦
 /tmp/fhem-5.6.deb

aufs System. Der Befehl

sudo dpkg -i fhem-5.6.deb

installiert das Paket. Die Zeile

sudo apt-get install perl libdevice-serialport-perl ⤦
 libio-socket-ssl-perl libwww-perl libxml-simple-perl -y

sorgt anschließend dafür, dass die nötige Perl-Umgebung auf dem System installiert wird. FHEM soll beim Start des Raspberry automatisch gestartet werden. Im Terminalfenster ruft der Befehl sudo leafpad den Texteditor der Noobs-Distribution auf. Nun muss man im Verzeichnis /etc die Datei rc.local aufrufen und vor dem Endbefehl exit 0 die Zeile service fhem start einfügen.

Nach einem Reboot sollte FHEM automatisch hochfahren. Das Webfrontend des Servers lässt sich über einen beliebigen Browser im lokalen Netz unter der Adresse http://<IP-Adresse-des-Raspi>:8083 aufrufen.

Am einfachsten lässt sich die Anlage über das in FHEM enthaltene MAXLAN-Modul steuern. Es stellt eine Verbindung zum Max Cube her, liest die dort hinterlegte Geräteliste aus und importiert sie in FHEM.

FHEM einstellen

Alle Einstellungen in FHEM nimmt man in der Startdatei fhem.cfg vor, die man in der aktuellen Version 5.6 auch direkt über das Webinterface aufrufen und verändern kann. Zur Anmeldung des Gateways kann man also über den Punkt „Edit Files“ den obersten Punkt „fhem.cfg“ anwählen, um darin den Max Cube einzurichten. Hierzu benötigt man dessen IP-Adresse. Man findet sie am einfachsten im Einstellungsmenü des Heim-Routers, allerdings meldet sich das Gateway unter einem kryptischen Namen. Im Zweifelsfall finden Sie den Namen auf einem kleinen Aufkleber auf der Unterseite des Cubes.

Hat man die IP-Adresse, fügt man zur Anmeldung des Cubes in FHEM die Zeile

ddefine ml MAXLAN <IP-Adresse des Gateways>

in die Datei fhem.cfg ein. Beim nächsten Start sollte FHEM auf den Max Cube zugreifen. Alle gefundenen Geräte tauchen unter Angabe ihrer ID-Nummer im Modul „MAX“ in der linken Navigationsleiste von FHEM auf. Sie lassen sich umbenennen, indem man die ID-Nummer bei der Zuweisung innerhalb der Konfigurationsdatei fhem.cfg in einen Klarnamen ändert. Macht man etwa aus Zeile

define MAX_0f7dcf MAX HeatingThermostatPlus 0f7dcf

den Eintrag

define Heizung_rechts MAX HeatingThermostatPlus 0f7dcf

erscheint der rechte Heizkörper im Wohnzimmer künftig als Heizung_rechts im FHEM-Menü. Wählt man die einzelnen Komponenten direkt an, lassen sie sich über die „attr“-Schaltfläche des Webinterface verschiedenen Räumen zuordnen. Auch die Räume kann man statt über das Webinterface direkt über die Datei fhem.cfg definieren.

FHEM legt zu jedem erkannten Gerät automatisch eine Log-Datei an. Über die Funktion „Create SVG-Plot“ lassen sich im Webinterface kleine Grafiken erzeugen, die beispielsweise den Temperaturverlauf über den vergangenen Monat anzeigen. Wer mag, kann den einzelnen Devices über „Select icon“ passende Symbole zuordnen, damit man bei einem Haushalt mit vielen Komponenten den Überblick behält.

Der FHEM-Server stellt seine Informationen auch über Port 8084 in einer für Smartphones oder über Port 8085 in einer für Tablets optimierten Darstellung bereit. Spezielle Apps wie andFHEM für Android sind jedoch komfortabler zu handhaben. In der kostenpflichtigen Version kann man zum Beispiel Widgets konfigurieren, die die aktuelle Temperatur anzeigen oder die smarte Heizung auf Knopfdruck steuern.

Wer mag, kann sein Max-System auch vollkommen ohne Cube und Cloud betreiben. Dann benötigt man einen CUL-Stick von Busware. Der Funk-Stick lässt sich in FHEM über das MAX_CUL-Modul einbinden und übernimmt die Funktion des Cubes. Der Stick macht den Raspberry Pi selbst zum Gateway, sodass er direkt mit den Thermostaten und Sensoren kommuniziert.

Mehr Funktionen als über den Max Cube stellt die Lösung mit dem CUL-Stick zwar nicht bereit, dafür ist man für die Fernsteuerung nicht mehr von der ELV-Cloud abhängig. Zudem ist das System über den Funk-Stick offen für die Integration weiterer Komponenten wie zum Beispiel einer Wetterstation, Schaltsteckdosen oder anderer Komponenten im 868-MHz-Band. Das legt den Grundstein für weitere Smart-Home-Projekte. (sha@ct.de)

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