Heimautomation mit KNX, DALI, 1-Wire und Co.

09.11.2015

Deutsch

9783836234610

Rheinwerk

Nein

Stefan Heinle

1267

1

Gebundene Ausgabe

Das umfassende Handbuch. Das Standardwerk für Smart Homes: Einrichtung, Steuerung, Hardware-Tipps u. v. m.

Hand-Buch Anleitung Tutorial lernen Ideen Tipps Workshop Rheinwerk-Verlag Galileo Computing, Raspberry Pi, Heimautomatisierung, Cubietruck, Haus-Automation, Smart Home, Elektrik, Elektronik, Gebäude-Technik, EIB, DMX, Sicherheit, Bus-System, Sensor, Management, EnOcean, Gewerk

Geleitwort ... 39        Vorwort ... 40        Einführung ... 43   1.  Motivation »Intelligentes Wohnen« ... 45        1.1 ... Ein virtueller Rundgang ... 45        1.2 ... Smart Home, Heimautomation -- was ist das? ... 50        1.3 ... Die Wahl des Bussystems ... 52   2.  Entscheidung Smart Home: ja oder ja ... 55        2.1 ... Rechnet sich eine Businstallation für mich? ... 55        2.2 ... Das Smart Home und der Energieverbrauch ... 56        2.3 ... Wie bringe ich es meiner Frau bei? ... 59        2.4 ... Das Smart-Home-Gruselkabinett ... 62   3.  Die Smart-Home-Ausbaustufen ... 65        3.1 ... Die Smart-Home-Pyramide ... 65        3.2 ... Was können Sie von Ihrem Smart Home erwarten? ... 68   4.  Abstecher in die Praxis ... 75        4.1 ... Wegweiser ... 75        4.2 ... Ein erstes Praxisbeispiel: Temperatur messen mit dem Raspberry Pi ... 77   Grundlagen ... 89   5.  Die Elektrik im Wohnhaus ... 91        5.1 ... Überstromschutzeinrichtungen und Fehlerstromschutzeinrichtungen ... 91        5.2 ... Leitungsverlegung und Installationszonen ... 97        5.3 ... Die wichtigsten Installationsleitungen ... 101        5.4 ... Die IP-Schutzarten ... 104   6.  Grundwissen Elektronik und Digitaltechnik ... 107        6.1 ... Einfache Logikfunktionen ... 107        6.2 ... Flipflops ... 108        6.3 ... Schließer und Öffner ... 109        6.4 ... Wie funktioniert ein Regelkreis? ... 110        6.5 ... Hysterese ... 113        6.6 ... Die Einheit Lux ... 115   7.  Gebäudeautomation verstehen ... 117        7.1 ... Das Smart Home umfasst alle Gewerke ... 117        7.2 ... Vergleich mit der herkömmlichen Elektroinstallation ... 121        7.3 ... Basistechnologien für die Gebäudeautomation ... 123        7.4 ... Die KNX-Infrastruktur ... 124        7.5 ... Meistern Sie den Einstieg! ... 129   8.  Intelligent vernetzen mit EIB/KNX ... 133        8.1 ... KNX beherrscht verschiedene Übertragungsmedien ... 135        8.2 ... Die Topologie von KNX TP ... 136        8.3 ... Die physikalischen Adressen ... 141        8.4 ... Die Gruppenadressen ... 142        8.5 ... Die Topologie von KNX PL ... 145        8.6 ... Die Topologie von KNX RF ... 148        8.7 ... IP als Medium: KNXnet/IP ... 149        8.8 ... Wie funktioniert die Übertragung? ... 151        8.9 ... Die KNX-Protokolle ... 155   9.  Atmosphärisches Licht mit DALI ... 167        9.1 ... Was ist DALI? ... 167        9.2 ... Warum gibt es DALI? ... 168        9.3 ... Die DALI-Technik ... 170        9.4 ... Die DALI-Installation ... 171        9.5 ... DALI im Smart Home ... 174 10.  1-Wire: nicht nur »eine« Ader ... 177        10.1 ... 1-Wire-Grundlagen ... 178        10.2 ... Die Spannungsversorgung des 1-Wire-Bus ... 183        10.3 ... Die Architektur: Topologie von 1-Wire ... 186        10.4 ... Die 1-Wire-Identifikationsnummer ... 189        10.5 ... Die richtige Verkabelung ... 189        10.6 ... Die Überprüfung Ihres 1-Wire-Netzwerks ... 191        10.7 ... 1-Wire: So wird es professionell ... 192        10.8 ... Literatur ... 194 11.  Energy Harvesting mit EnOcean ... 195        11.1 ... Der EnOcean-Standard ... 196        11.2 ... EnOcean im Einsatz ... 200        11.3 ... EnOcean im Smart Home ... 202 12.  Weitere Technologien und Standards ... 207        12.1 ... Einfache serielle Verbindungen mit RS-232 und RS-485 ... 207        12.2 ... DMX -- professionelles Licht aus der Bühnentechnik ... 211        12.3 ... ZigBee und Z-Wave ... 214        12.4 ... Ethernet -- der Standard in der vernetzten Welt ... 218        12.5 ... Funknetzwerke mit WLAN ... 224        12.6 ... Antriebe steuern mit SMI ... 229        12.7 ... Und es gibt noch mehr: HomeMatic, RWE SmartHome usw. ... 231 13.  Ausgewählte Netzwerkprotokolle ... 235        13.1 ... Das OSI-Referenzmodell ... 235        13.2 ... Netzwerke mit SNMP managen ... 237        13.3 ... Plug-and-play durch UPnP und DLNA ... 247 14.  Linux kennenlernen ... 253        14.1 ... Sichere Verbindungen mit SSH ... 253        14.2 ... Das Terminal ... 255        14.3 ... Der Editor nano ... 256        14.4 ... Linux-Grundlagen ... 257        14.5 ... Die APT-Paketverwaltung ... 264        14.6 ... Der Linux-Startvorgang ... 267 15.  Ihren Server administrieren ... 275        15.1 ... Gewinnen Sie Informationen aus Logdateien ... 275        15.2 ... Übersicht der wichtigsten Konfigurationsdateien ... 277        15.3 ... Verbindungsaufbau über Ports ... 279        15.4 ... Einfache Serverüberwachung per Webbrowser ... 281        15.5 ... Optimieren Sie Ihren Server ... 282        15.6 ... Wichtige Kommandos für den Administrator ... 288 16.  Methodisch vorgehen: die UML ... 295        16.1 ... Motivation: Warum modellieren, warum UML? ... 295        16.2 ... UML-Diagrammtypen ... 298        16.3 ... UML-Tools ... 300   Vorbereitung und Planung ... 303 17.  Starten Sie die Planung ... 305        17.1 ... Der Masterplan ... 305        17.2 ... Die wichtigsten Stakeholder ... 307        17.3 ... Bestimmen Sie Ihre Raumausstattung ... 312        17.4 ... Wichtige Hersteller ... 320        17.5 ... Das KNX-User-Forum ... 321 18.  Fürs Grobe: Werkzeuge ... 325        18.1 ... Handwerkzeug ... 325        18.2 ... Elektrowerkzeug ... 333 19.  Fürs Feine: Softwaretools ... 335        19.1 ... Schaltpläne zeichnen mit sPlan ... 335        19.2 ... Ideal für Tests: VirtualBox ... 337        19.3 ... Kreatives Planen mit Visio ... 347        19.4 ... Planen mit Excel ... 350        19.5 ... Wireshark -- der Protokoll-Analyzer ... 353        19.6 ... Kleine Helferlein für die Netzwerkdiagnose ... 358 20.  Das richtige Installationsmaterial ... 369        20.1 ... Leitungen ... 369        20.2 ... Leerrohre ... 377        20.3 ... Installationsdosen ... 382        20.4 ... Installationsklemmen ... 386        20.5 ... Reihenklemmen ... 389 21.  Die Smart-Home-Prinzipien ... 397        21.1 ... Was macht ein Eigenheim eigentlich smart? ... 397        21.2 ... Und was macht es nicht unbedingt noch smarter? ... 398        21.3 ... Goldene und silberne Regeln ... 399        21.4 ... Wichtige Grundsätze ... 407        21.5 ... Denken Sie in Szenen ... 410 22.  Lernen Sie die Planungsschritte kennen ... 417        22.1 ... Wünschen Sie sich etwas: mit dem Raumbuch ... 417        22.2 ... Der Leitungsplan ... 423        22.3 ... Die Verteilerplanung ... 425        22.4 ... Der Stromlaufplan ... 433        22.5 ... Bedienkonzepte bei Schaltern ... 434        22.6 ... Logikanforderungen ... 440 23.  Bares Geld sparen ... 447        23.1 ... Welche Arbeiten können Sie selbst durchführen? ... 447        23.2 ... Wie werden Leitungen eingezogen? ... 448        23.3 ... Die Komponenten einkaufen ... 450        23.4 ... KNX-Komponenten im Rechenbeispiel ... 456        23.5 ... Ansetzen der Preisschraube ... 460 24.  Planen der Infrastruktur ... 461        24.1 ... Vernetzen der Subsysteme ... 461        24.2 ... Der strukturierte Ethernet-Netzwerkaufbau ... 464        24.3 ... Die Sicherheit von KNX ... 465        24.4 ... Schaffen Sie einen sicheren Netzwerkzugang ... 469        24.5 ... Das Netzwerk abschotten mit Firewalls ... 473        24.6 ... Ein Backup-System einrichten ... 476        24.7 ... Verschlüsselung der Daten ... 483        24.8 ... Denken Sie an den Energieverbrauch ... 485   Hardware ... 491 25.  Schaltschrank -- der Maschinenraum ... 493        25.1 ... Hausanschlusskasten, Zählerschrank, Stromkreisverteiler ... 493        25.2 ... Der Stromkreisverteiler im Detail ... 494        25.3 ... Hinweise zur Dimensionierung, Installation und Platzierung ... 497        25.4 ... Ein 19-Zoll-Rack für Netzwerk und Multimedia ... 498 26.  Den Bus versorgen: Spannungsquellen ... 503        26.1 ... Speziell: KNX-Spannungsversorgung ... 503        26.2 ... Die Drossel ... 507        26.3 ... Universell: REG-Spannungsquellen ... 507 27.  Mit Schnittstellen auf den KNX-Bus zugreifen ... 511        27.1 ... Einfach: serielle Schnittstelle ... 511        27.2 ... Robust: USB-Schnittstelle ... 513        27.3 ... Komfortabel: IP-Schnittstelle ... 514        27.4 ... Flexibel: IP-Router ... 517        27.5 ... Extravagant: Der Raspberry Pi als KNX-Schnittstelle ... 520        27.6 ... KNX-Schnittstelle: eine Entscheidungshilfe ... 522 28.  Geräte, Linien und Bereiche koppeln ... 525        28.1 ... Ein Einzelgerät anbinden: Busankoppler ... 525        28.2 ... Größer werden: Linienkoppler und Bereichskoppler ... 527 29.  Messen mit Sensoren ... 533        29.1 ... Tür- und Fensterkontakte ... 533        29.2 ... Bewegungsmelder ... 537        29.3 ... Präsenzmelder ... 544        29.4 ... Wetterstation ... 551        29.5 ... Rauchwarnmelder ... 556        29.6 ... Wassermelder ... 561        29.7 ... Alarmmelder ... 563        29.8 ... Luftgütesensoren ... 564 30.  Schalten mit Aktoren ... 575        30.1 ... Schaltaktor ... 575        30.2 ... Schaltaktor mit Strommessung ... 580        30.3 ... Analogaktor ... 583        30.4 ... Jalousieaktor ... 585        30.5 ... Rollladenaktor ... 589        30.6 ... Dimmaktor ... 590        30.7 ... Heizungsaktor ... 594        30.8 ... Lüfter und Fan-Coil-Aktor ... 597        30.9 ... Unterputzaktoren ... 599 31.  Zustände erfassen durch Eingänge ... 601        31.1 ... Binäreingang ... 601        31.2 ... Universal-E/A-Konzentrator ... 604        31.3 ... Unterputzbinäreingang ... 605        31.4 ... Analogeingang ... 607 32.  Multifunktionsmodule ... 609        32.1 ... Raum-Master ... 609        32.2 ... Raum-Controller ... 610 33.  Welten verbinden mit Gateways ... 613        33.1 ... DALI-Gateway ... 613        33.2 ... DMX-Gateway ... 619        33.3 ... EnOcean-Gateway ... 621 34.  Grenzenlose Möglichkeiten: LogikEngines ... 627        34.1 ... Intelligenz auf der Hutschiene: Logikbausteine ... 628        34.2 ... Zentrale Automatisierungsrechner ... 633        34.3 ... Automatisierungssoftware-Lösungen ... 647 35.  Energiemanagement ... 651        35.1 ... Wege zur Stromverbrauchserfassung ... 652        35.2 ... Messen mit KNX-Stromzählern ... 655        35.3 ... Infrarotlesekopf ... 657        35.4 ... Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ... 658 36.  Sicherheit und Überwachung ... 663        36.1 ... Der Überwachungsbaustein ... 663        36.2 ... Der Störmeldebaustein ... 665        36.3 ... Der Betriebsdatenerfassungsbaustein ... 665        36.4 ... KNX-Sicherheitsbausteine ... 666 37.  Bedienen und visualisieren ... 669        37.1 ... Große Vielfalt: klassische Schalterprogramme ... 670        37.2 ... Große Flexibilität: Tastsensoren ... 674        37.3 ... Konventionelle und programmierbare Fernbedienungen ... 684        37.4 ... Intelligente IR-Steuerung ... 688        37.5 ... Die schnelle Anzeige über Signal-LEDs ... 696        37.6 ... Umfassend visualisieren mit Touchscreen ... 701        37.7 ... Von unterwegs: Smartphone ... 706 38.  Vorschaltgeräte und Treiber ... 709        38.1 ... Elektronische Vorschaltgeräte einsetzen ... 709        38.2 ... Spannende Möglichkeiten mit DALI-EVGs ... 712 39.  Bewegen mit Antrieben ... 717        39.1 ... Schließen nie mehr vergessen: Fensterantriebe ... 717        39.2 ... Sie werden es nicht mehr missen wollen: Motorschloss ... 718        39.3 ... Thermoelektrische und elektromotorische Stellantriebe ... 720 40.  Audio im Smart Home ... 725        40.1 ... Lautsprecher: Wand, Decke, Standgerät ... 725        40.2 ... Klassisch verstärken in Stereo und Surround ... 728        40.3 ... Verstärker für Multiroom-Audio ... 731        40.4 ... Automatisierung eingebaut: KNX-Multiroom-Verstärker ... 734        40.5 ... Ton mit dem Rechner erzeugen: Soundkarten ... 735        40.6 ... Sonos und Squeezebox ... 737 41.  Video im Smart Home ... 739        41.1 ... TV-

240 mm

16.8 cm