KNX/EIB KNX Raumcontroller mit Arduino

[Ing-Dom]

Hallo zusammen,

inspiriert vom Arduino am KNX-Thread und dem verfügbaren Stack für die Siemens BTM überlege ich derzeit eine Art Raumcontroller damit zu realisieren.

Busanbindung per Siemens BTM, dazu ein Arduino Nano als CPU.
Daran anbinden möchte ich dann:
- ein kleines Farb-LCD 128x128 oder 160 mit Uhrzeit, Temp/Luftfeuchte, Status Raffstore-Steuerung etc..
- 2 präzise Temp/rF-Sensoren per I2C (SHT21)
- 1Wire für weitere Temp-Sensoren
- Tasterschnittstelle 4fach + 4LED
- weitere Bineingänge für Fensterkontakt/Präsenzmelder o.ä.
- akustischer Signalgeber (Klingel)
- ggf. IR-Schnittstelle

Energieversorgung wird wohl über gelb/weiß erfolgen müssen.
Alternativ zur Siemens-Ankopplung könnte man auch ein selfbus Einbaumodul verwenden. Mit ca. 11€ vs. 23,70€ ist der Preisvorteil aber nicht gewaltig.

Was die Arduino-Welt hier so attraktiv macht dass es fertige, kleine Module für n Appl und n Ei aus China gibt.. und oft SW als OSS verfügbar ist.
So kommt man ohne Platinenätzerei etc aus.

Fragen:
Gibt es schon was Vergleichbares?
Haltet ihr das für realisierbar?
Seht ihr besondere Schwierigkeiten/Probleme/Knackpunkte?


Gruß
SirSydom

[tuxedo]

JuMi2006 bastelt an einem KNX Shield. Dann wäre der Siemens BCU abgelöst und man würde noch mehr Platz sparen.
Alles in allem finde ich den Arduino doch etwas "beschränkt" in der Leistung. Vielleicht bin ich auch zu doof, aber mit meinem 6-Kanal PWM-LED Dimmer stoße ich schon hier und da an die Grenzen meines Arduino Micro. Sowohl was den Speicherplatz, als auch den RAM betrifft. Viele KOs kosten einfach....

Bin am überlegen ob ich nicht auf ARM umsattle... Mit dem Arietta G25 (http://www.acmesystems.it/arietta) hat man auf etwa den Arduino Micro/Nano-Abmessungen ein recht leistungsstarkes ARm Paket mit Debian Linux und WLAN. Dann spart man sich den Siemens BCU wenn man das TCP/IP Netz mit einem IP Router als Zugang zum KNX Bus voraussetzt. Debuggen und entwickeln finde ich auf diesen Kisten auch einfacher als mit dem Arduino.

Für sehr einfache Sachen ist der Arduino Ideal. Aber so wirklich klein wird es, sofern das KNX-Shield-Projekt noch nicht einsatzbereit ist, nicht wirklich.

Zur Idee Raumcontroller:

Prinzipiell nicht schlecht. Aber bisher hab ich sowas nicht, und habs auch noch nicht vermisst. Ich bin froh wenn ich mit einem einzigen und direkten Tastendruck das gewünschte auslösen kann. Eine Menüführung in 55mm-UP-Größe brauch ich nicht. Wenn dann eine Visu/SmartDisplay. Das darf dann gerne größer sein.

Aber zurück zum Thema:
Die Idee das mit ARM und WLAN zu basteln gefällt mir immer mehr. Ich meine:
Bei KNX wird das Thema Sicherheit und physikalischer Zugriff auf den Bus ja immer wichtiger. Mit WLAN und passender Absicherung ist man hier "eigentlich" besser dran. Auch zum Nachrüsten an Ecken wo keine KNX-Busleitung liegt wäre das eine feine Sache. Man braucht halt nur irgendwoher ein wenig Saft für die Elektronik ...

[l0wside]

Hallo zusammen,

inspiriert vom Arduino am KNX-Thread und dem verfügbaren Stack für die Siemens BTM überlege ich derzeit eine Art Raumcontroller damit zu realisieren.

Busanbindung per Siemens BTM, dazu ein Arduino Nano als CPU.
Daran anbinden möchte ich dann:
- ein kleines Farb-LCD 128x128 oder 160 mit Uhrzeit, Temp/Luftfeuchte, Status Raffstore-Steuerung etc..
- 2 präzise Temp/rF-Sensoren per I2C (SHT21)
- 1Wire für weitere Temp-Sensoren
- Tasterschnittstelle 4fach + 4LED
- weitere Bineingänge für Fensterkontakt/Präsenzmelder o.ä.
- akustischer Signalgeber (Klingel)
- ggf. IR-Schnittstelle

Energieversorgung wird wohl über gelb/weiß erfolgen müssen.

Da hast du dir ja einiges vorgenommen, viel Erfolg!

Für dein Gerät wirst du nicht unbedingt gelb/weiß brauchen. Der Stromverbrauch von µC und Sensorik ist minimal (einige mW), wenn man die Low-Power-Modi nutzt (geht das beim Arduino?). Der dominierende Faktor wird die Hintergrundbeleuchtung des Displays sein. Bei den China-Dingern gibt es wie üblich kein anständiges Datenblatt, aber wenn ich bei Farnell schaue, gibt es dort z.B. ein MCT024L6W240320PML mit einer Hintergrundbeleuchtung, die ca. 200 mW braucht.

Aus dem Bus darfst du 12mA bei 30V ziehen, also 360 mW. Der Busankoppler genehmigt sich irgendwas zwischen 100mW und 150mW. Mit einem Schaltregler könnte das also klappen. Allerdings ist der eingebaute Schaltregler des TPUART2 nicht unbedingt der reine Traum. Etwas einschlägige Erfahrung wäre von Vorteil.

Max

[Ing-Dom]

Ja, das wird schon etwas Arbeit. Aber ich bin beruflich SW-Entwickler (derzeit Automatisierungstechnik/SPS) habe aber auch Erfahrung im µC Bereich aus dem Studium. Sollte schon klappen. Habe noch mind. 1 Jahr bis zum Einzug

Ob das "Shield" am Ende tatsächlich günstiger oder nicht sogar deutlich teurer wird muss man sehen. Erstmal gehe ich mit dem BTM ins Rennen. Ich habe ein Mega2560 "mini" Board gefunden dass mit 51x36 in eine UP-Dose passen könnte. Dann hätte schonmal 8k Ram. 16USD aus China, gegenüber Micro/Nano für weniger als 5USD recht teuer.

Andererseits bin ich auch direkt am überlegen ob es nicht doch etwas größer werden soll und man direkt einen Raspi einsetzt. Preislich wäre man dann mit knapp 20€ im Rennen hätte aber deutlich mehr Power. Dann könnte man aber auch gleich auf LAN gehen etc.. eine UP-Dose wäre dann aber nicht mehr ausreichend.

[tuxedo]

Der Arietta G25 ist nicht so viel teurer als ein aktueller Raspi, kann mit WLAN ausgerüstet werden ohne dass er von der Fläche her gleich viel mehr Platz braucht und wäre noch immer in der Größenordnung von "passt in eine UP Dose". Vor allem weil man dank WLAN kein dickes Netzwerkkabel oder ein platzfressendes BTM braucht.
Dessen 400Mhz und max. 256MB RAM sind zwar deutlich weniger als der Raspi bietet, aber dafür wäre das Ding super klein und auch sehr sparsam. Wenn nicht schon so viel anderes auf dem Tisch liegen würde, würde ich damit mal experimentieren.

[mode]

WLAN halte ich auf Grund der Stabilität für keine gute Idee. Angenommen man hat sich 20 von den Modulen gebaut. Funktionieren die dann auch noch wenn ich mit per WLAN einen HD Film auf den Laptop kopiere?
Mein Motto: Immer Leitung - Funk nur im Notfall / wo es wirklich Sinn macht (Tablet auf der Couch etc).

[tuxedo]

Erhöhter Traffik im WLAN lässt vielleicht die Latenz steigen, aber führt nicht zwangsläufig zu Verbindungsabbrüchen.
Das TCP Protokoll ist sehr robust und steht der Übertragung im WLAN gegenüber der Übertragung im Ethernet nichts nach.

Anders ausgedrückt: Wenn das Kopieren von einem HD-Film über WLAN die KNX KOmmunikation stört, dann kann auch die KNX-Kommunikation das Kopieren stören...
Ist aber beides äußerst unwahrscheinlich.

Das einzige Problem das du mit WLAN bekommen kannst:

1) Der Nachbar hört bei bekanntem Passwort mit
2) Das Signal ist so schwach dass die Verbindung immer mal wieder abreisst --> Dann aber eher konzeptionelles Problem weil zu schwache WLAN Abdeckung

Denoch: Die Sache mit dem Arietta G25 und WLAN: Du kannst auch ein USB-Netzwerkadapter dran anschließen wenn es dich glücklich macht.
Und Nebenbei: Keiner will sein ganzes Haus mit Selbstbau.Komponenten betreiben. Hier geht es eher um Lösungen die der Markt sonst nicht bietet.

[Ing-Dom]

So, kurzer Statusbericht:

Arduino Pro Mini 8M 3.3V
SHT21-Temp/rF-Sensor per I2C
128x128 RGB LCD per SPI
UP117/12 Siemens BTM als Busankoppler

und was soll ich sagen?
Demo-Applikation die Temp/rF holt und dann am LCD darstellt und per KNX sendet: LÄUFT!

Achja: sollte man zwischen Arduino und BTM eine galvanische Trennung machen? Dazu bräuchte man aber nicht nur Optokollper sondern auch noch einen DC-DC-Trenntrafo für die Spannungsversorgung.

Ich gebe jetzt auf den RxD vom Arduino@3.3V 5V Pegel vom BTM und andersrum bekommt die BTM auf seinem RxD nur 3.3V vom Arduino. Es scheint zu gehen, ist aber bei ATmega deutlich über der Spec.. eigentlich nur Vcc + 0.5. Da muss ich noch einen Levelshifter dazwischenhängen.

[tuxedo]

Galvanische Trennung brauchst du nur, wenn du noch eine weitere Spannungsquelle mit ins Spiel bringst. Wenn du alles vom BTM beziehst: Passt. Aber bitte nicht den BTM überlasten ...