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Digitales Schlüsselbrett mit 1-Wire iButtons
Die Herausforderung in einem Smarthome ist häufig, Personen- oder Sachbezogen Logiken, Szenen oder Aktionen auszulösen.
Aufbauend auf dem KNX-Schlüsselbrett von blue04 entstand der Gedanke, ein digitales Schlüsselbrett mit 1-Wire iButtons aufzubauen.
Anforderungen
Die Wünsche an eine eigene Lösung waren hierbei:
- Einfach! Also auch für z.B. Kinder, Reinigungskräfte, Urlaubs-Blumenfürsorge usw intuitiv bedienbar.
- Möglichst fehlertolerant und logisch, d.h. es sollte ohne "besondere zusätzliche Tätigkeiten" auskommen.
Den Hausschlüssel vergisst man eben tendenziell eher selten und hängt ihn beim nach Hause kommen auch automatisch wieder dahin, wo er hingehört.
Die Idee mit den iButton-Lesern stammt vom Forenmitglied jonofe,
konkret wurde das aber erst mit einem geeigneten 1-Wire Gateway, um dies sauber in die KNX-Installation zu integrieren.
Funktion
Es wird für jeden eingerichteten iButton ein Bitwert (0/1) auf den KNX an eine einstellbare Gruppenadresse gesendet, sobald dieser in (irgendeinem) Leser steckt.
- Die Auswertung erfolgt mittels Homeserver und verschiedener Logiken, Beispiel:
- Alternativ (mit UDP ohne Verwendung von KNX): Auswertung der gesendeten iButton-Seriennummer.
Realisierung
Die Grundlagen, 1-Wire Bustechnik für die Leser und das notwendige Gateway zum KNX wurden
hier bereits vorgestellt.
Darauf aufbauend, iButtons sind kleine runde "Knopfzellen", die es mit den verschiedensten Funktionen gibt.
Für diesen Fall interessiert jetzt jedoch nur die einfachste Variante: Die DS1990A mit einer auslesbaren, eindeutigen Seriennummer
(diese wird vom Hersteller bei der Produktion fest "eingebrannt") fertig in einer Halterung mit Magnetring.
Der Magnetring hat eine erstaunliche hohe Haltekraft und macht auch beim Schlüsselbund eines Nachtwächters nicht schlapp!
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Diese kombiniert mit einem geeigneten Lesegerät(en) ergeben die Basis für das digitale Schlüsselbrett.
Es handelt sich hierbei um rein passive Teile, die letztlich nur den Kontakt des iButtons zum 1-Wire Bus herstellen.
Zusätzlich sind je eine rote und eine grüne LED eingebaut, die z.B. zur Signalisierung verwendet werden können.
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Dazu wurde beim Glaser eine in Wunschfarbe lackierte Glasplatte mit passenden Bohrungen bestellt
und diese ganz einfach auf eine aussenrum mattweiss lackierte 16mm MDF-Platte mit einem passenden Ausschnitt gesetzt.
Die zusätzlichen Haken dienen letztlich zur Befestigung an der Wand und für "normale" Schlüssel.
Ansteuerung der LEDs:
Die LEDs in den Lesern wurden ebenfalls mit 1-Wire angesteuert, primär jedoch aus praktischen Gründen: 1-Wire musste sowieso für die Leser in die Klemmdose und die geeigneten Geräte lagen bereits vor.
Eine direkte Ansteuerung der LEDs mit geeigneten KNX-Geräten wäre natürlich ebenso möglich (Tasterschnittstellen z.B. US/U 4.2, UK/S 32.2 uvm.) um ggfs. diverse Stati anzuzeigen (jew. eine rote und grüne LED pro Leser, gemeinsame Kathode).
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Die Verdrahtung ist ganz einfach, es werden für die Leser (ohne LED-Ansteuerung) nur 1-Wire DATA und GND benötigt.
Kosten
Die Kosten belaufen sich neben der Glasplatte (ca. 30 EUR wegen spezieller Farbe..)
auf ca. 9.- EUR für den Leser und ca. 7.- EUR pro magnetischem iButton. (ohne Gateway).
Bezugsquelle für iButton und Kontaktiereinrichtung (Leser): WireGate Shop>
Varianten
Die möglichen weiteren Anwendungsszenarien sind sehr umfassend, vor allem:
- gezielte Anwesenheit von Personen ohne den Nachteil sich die "Position" des Schlüssels merken zu müssen.
- mehrere Leser möglich, auch an verschiedenen Orten (z.B. mehrere Hauseingänge), ohne Abhängigkeit der Position.
- iButtons für Wochenendhaus, Autoschlüssel etc.pp. um Funktionen und Logiken zu realisieren.
- iButtons für Reinungspersonal oder den Babysitter zur Zeiterfassung etc.pp.
Denkbar ist ebenso die Realisierung mit ebenso verfügbaren "Touch-only" Lesern, um nur einen Impuls auszulösen.
Versehen mit einem 1-Wire Zusatzgerät kann dann umgekehrt auch gezielt bestimmt werden,
in welchen Leser ein iButton "eingelegt" wurde, die Kosten für einzelne iButtons ohne Magnet sind mit ca. 3,50 EUR auch wesentlich geringer.
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Oder natürlich auch die Verwendung anderer iButtons z.B. mit Sicherheitsmerkmalen um kritischere Bereiche abzudecken.
Womit man zum Thema
Sicherheit
kommt.
Die Sicherheit dieser Lösung basiert einzig und allein auf der eindeutigen Seriennummer,
die mit dem entsprechenden Aufwand, einen 1-Wire Slave zu programmieren natürlich theoretisch zu umgehen ist!
Man muss dazu allerdings auch sagen, dass viele gängige Lösungen mit RFID usw. auch meist kein höheres Sicherheitsniveau
bieten.
Und das ist für diesen Anwendungfall zwar natürlich vernachlässigbar, es gibt jedoch auch iButtons mit hochsichererem
SHA-1 Algorithmus (diese werden z.B. für Zahlungstransaktionen verwendet).
Die eingetragenen Warenzeichen, die in diesem Artikel verwendet
werden, sind Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber.
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