Die Automatisierung der eigenen Wohnung oder des eigenen Hauses ist ein spannendes Thema für jeden praktisch veranlagten Bastler. Dank der vielen Module und Lösungen kann jeder Anwender sein »Smart Home« individuell und nach eigenen Wünschen aufbauen.
Mit Arduino, ESP8266 und Raspberry Pi können Sie kostengünstig einzelne Lösungen realisieren: Sei es die Raumüberwachung mittels eines Sensor-Netzwerks oder die Lichtsteuerung und deren Visualisierung mit Raspberry Pi und Node-Red.
Eine Schaltzentrale mit Raspberry Pi und Standardschnittstellen wie MQTT erlauben die einfache und offene Integration von Selbstbau-Modulen wie auch fertigen, kommerziellen Modulen und Anwendungen.
Dieses Buch richtet sich an Bastler und Maker, die bereits etwas Erfahrung mit Arduino und Raspberry Pi gesammelt haben und nun praktische Anwendungen in ihrem Heim aufbauen möchten.
Dieses Buch ist so aufgebaut, dass Sie zuerst Grundlagen über das Arduino-Board, den ESP8266 und den Raspberry Pi lernen. Anschließend werden in verschiedenen Themenkapiteln praktische Projekte aufgebaut und in den nachfolgenden Anwendungskapiteln 8 bis 10 realisiert.
In Kapitel 1 wird die im Buch verwendete Hardware mit Arduino und Raspberry Pi vorgestellt und in Betrieb genommen.
Die Verbindung dieser Microcontroller-Boards mit dem heimischen Netzwerk oder WLAN wird in Kapitel 2 erklärt.
Die sehr verbreiteten Module der ESP8266-Reihe werden in Kapitel 3 in Betrieb genommen. Mit der Installation der bekannten Firmware Tasmota haben Sie eine optimale Basis für die Projekte in den weiteren Kapiteln.
In Kapitel 4 werden die verbreiteten Protokolle HTTP und MQTT vorgestellt.
Ein Arduino, der über MQTT ins Netzwerk integriert ist, bietet eine einfache Hardware als Sensor- und Aktormodul in der Heimautomation. In Kapitel 5 nutzt das Arduino-Board dabei die weitverbreitete PubSubClient-Bibliothek.
In Kapitel 6 wird der Minicomputer Raspberry Pi als Schaltzentrale aufgebaut. Die zentrale Anwendung dabei ist die webbasierte Entwicklungsumgebung Node-Red.
In jeder Heimautomation fühlen Sensoren die Umwelt. In Kapitel 7 werden verschiedene Sensoren eingesetzt, um Zustände im Heim zu erfassen. Mittels verschiedener Gateway-Lösungen können Sensordaten empfangen und verarbeitet werden.
Das Kapitel 8 beschreibt praktische MQTT-Anwendungen, die man über Node-Red schalten und verwalten kann. Eine drahtlose Fernbedienung erlaubt die Ansteuerung des Fernsehers über Tablet oder Smartphone. Weiter werden analoge Daten eingelesen, die Klingel an der Haustür vernetzt und die Überwachung des Briefkastens ins heimische Netz integriert.
In Kapitel 9 werden Heimautomations-Lösungen vorgestellt. In einfachen Schritten kann die Anwendung Home Assistant als Basis für eine Heimautomation eingerichtet und konfiguriert werden.
Weitere praktische Projekte wie ein webbasierter Aquarium-Timer, ein Stromwächter zur Energie-Überwachung oder die Temperatur-Überwachung des Gefrierschranks werden in Kapitel 10 beschrieben.
Weitere Informationen zu den Heimautomations-Projekten im Buch sind auf meiner Website erhältlich:
https://555circuitslab.com
Im Downloadbereich finden Sie alle Beispielskripte, 3D-Vorlagen, Ergänzungen und Erweiterungen.
Bei Anmerkungen und Anregungen können Sie mich gerne per E-Mail oder über Twitter kontaktieren.
E-Mail: maker@555circuitslab.com
Twitter: https://twitter.com/arduinopraxis
Weiterführende Informationen zum Thema Arduino und Sensoren und laufend neue Projekte beschreibe ich in meinem Arduino-Blog.
http://arduino-praxis.ch
Auf der Verlags-Website finden Sie Details zu meinen bisherigen Buchprojekten:
Arduino Praxiseinstieg
https://mitp.de/0054
Sensoren im Einsatz mit Arduino
https://mitp.de/150
Ich möchte mich ganz herzlich bei meiner Familie, meiner Frau Aga und meinen Jungs Tim und Nik bedanken, dass sie mir die Zeit und den Freiraum für dieses Buch-Projekt gewährt haben.
Ein großer Dank geht auch wieder an meine Lektorin Sabine Schulz vom mitp-Verlag. Es war wieder eine sehr angenehme und erfolgreiche Zusammenarbeit.
Dieses Buch widme ich meinem Vater Bernhard.
Im Februar 2021
Thomas Brühlmann
Die Hardware im IoT- und Smarthome-Umfeld ist mittlerweile sehr vielfältig und viele Hersteller, Anbieter und auch Online-Shops bieten unterschiedliche Komponenten an. Als Anwender verliert man schnell die Übersicht über die verschiedenen Systeme, Techniken und Technologien.
Grundsätzlich kann man bei einem Händler ein kommerzielles Produkt mit vielen verschiedenen Komponenten wie Sensoren, Türkontakten, Lichtschranken, Bewegungsmeldern, Alarmsirenen sowie einer zugehörigen Zentrale kaufen und installieren oder installieren lassen.
Als bastelfreudiger Anwender möchte man aber lieber eigene Module aufbauen und in sein lokales Smarthome integrieren. Meist fängt man dabei mit Sensoren zur Überwachung der Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder des Lichts an und baut dann laufend sein System aus.
In diesem Kapitel werden die beiden Technologie-Familien Arduino und Raspberry Pi erklärt und für den Einsatz als IoT-Device und für das heimische Smarthome vorgestellt.