Editing Dorfautomatisierung (section)

== Hardware ==

Der alte „Dorfbus“ setzt auf [[SI2C]] - eine Art „i2c-Standard“ auf. Gegenüber dem Original ist hier aber nur eine Übertragung vom Master (Server) zum Slave (Aktor) möglich. (Für mehr Details siehe den verlinkten Wiki-Artikel und [[Lichtsteuerung]].)

Bedingt durch die neuen Räumlichkeiten müssen / sollten wir hier auf einen neuen echten Industriestandard umbauen, an dem auch neue Leute aktiv mitwirken können. Auch werden wir den alten Dorfbus nicht einfach an die neuen Räume anpassen können.

=== Welche Standards kämen da in Frage? ===

==== KNX ====

Im Bereich der Hausautomatisierung gibt es hier den [https://de.wikipedia.org/wiki/KNX-Standard KNX-Standard]. Dieser ist aber - bedingt durch die meist recht teure Spezialhardware - eher ungeeignet.

Bei diesem Bus erfolgt die Übertragung der Daten in Richtung Aktor durch Erhöhung der Busspannung. Die Antwort erfolgt als Stromantwort seitens des Aktors. Dieses ist recht schön ersichtlich auf Seite 4 im [https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND9289-D.PDF Datenblatt] unten.  

==== Modbus ====

Im Bereich der Mess- und Regeltechnik und auch in größeren Objekten hat sich der „Modbus“ als Standard durchgesetzt.

Die rein elektrische Schnittstelle ist ein RS485-Bus, der nur 2 Drähte benötigt.

Über ein 4-poliges Kabel kann also sowohl die Versorgung mit Strom als auch die Datenübertragung erfolgen. Die Anbindung an den Master erfolgt über eine Standard Serielle Schnittstelle nach dem Master-Slave-Prinzip. Die Stromversorgung für die reine Steuerung kann von einer zentralen Stelle sogar Akku-gepuffert erfolgen. Dies kann hilfreich sein z.B. bei der Türsteuerung, wenn der Strom ausfällt.

Mit sehr kleinem Aufwand können auch eigene Aktoren gebaut werden. (Arduino Nano und RS484-Wandler). Dieser können dann auch LED-Anzeigen / LC-Display / Temperatur- / Feuchtefühler / Onewire-Leser / RFID-Leser / Aktoren enthalten. Der „Mitmach-“ und Bastelfaktor ist hier also ganz besonders hoch.

==== CAN ====

* CAN-Bus (Controller Area Network) 
* ISO 11898-2 (Highspeed-CAN) und ISO 11898-3 (Lowspeed-CAN)
* Der CAN Bus Controller selber kümmert sich um die ganze Übertragung incl. der "Datensicherung"

==== Zigbee ====

Einfache Funktionen wie Lichtsteuerung sind natürlich auch über Zigbee möglich. Ein Vorteil hier ist das Funkmesh - damit entfällt das Verlegen von Kabeln. Es gibt zahlreiche Chips, Shields und fertige Geräte so das eigene Aktoren gebaut werden können, das meiste aber bereits günstig zu bekommen ist.

==== DMX ====

DMX ist das alternativlose Bus-System der Veranstaltungstechnik. Es gibt einen riesigen Markt an Geräten, die darüber angesteuert werden, zum Beispiel PAR-Scheinwerfer (Bühnenbeleuchtung), Fluter (flächige Beleuchtung), Nebelmaschinen (die Cave ist überall), Moving Heads (wir haben welche im Keller!).

Funktionsweise: 512 Client-Adressen auf einem dreipoligen Kabel. Geräte werden daisy-chained (hintereinander geschaltet) und belegen jeweils eine Startadresse und 0 bis n weitere Adressen, zum Beispiel für einzelne Farbkanäle bei RGBW-Leuchten. Zu jeder Adresse wird eine Einstellung zwischen 0 und 255 gesendet. Das macht man mit einem Controller. Aus elektrischer Sicht ist es auch ein RS485 Bus.

Der Controller ist ein mehr oder weniger bezahlbares Stück Hardware (Lichtpult) oder Software, die über einen DMX-Adapter mit dem Bus spricht. Dies erfolgt entweder direkt per USB-DMX-Adapter oder über das Netzwerk mit einem standardisierten Protokoll: Art-Net.

Vorschlag fürs Chaosdorf: in jedem Raum, der gestaltete Beleuchtung erhalten soll, kommt jeweils ein DMX-Bus rein, der über einen DIY-Adapter angesteuert wird (Raspberry-Pi mit DMX und PoE-Shield). Ein von uns gebauter Backend-Service spricht auf der einen Seite Art-Net zu den Controllern und auf der anderen Seite unsere Dorf-API, um die Veranstaltungs-Beleuchtung in den Rest der Technik zu integrieren.

Schaut euch mal den Art Net DMX RDM Umsetzer von Ulrich Radig an ( link siehe unten ) - hier sollte man nur mal nach der Art der Übertragung schauen - es kann sein das die da UDP machen. Auf diese ganze Hardware setzt dann z.B. das Projekt [https://www.pcdimmer.de/ www.pcdimmer.de] auf. Ich denke mal das die ganze Sache eher was für Sonderbeleutung im Partybereich ist. Es schadet aber nichts entsprechende Anschlüsse vorzuhalten.

Vorteile:

* große Auswahl an günstigen Geräten
* Veranstaltungstechnik können relativ viele Menschen
* Ansteuerung der Controller über Netzwerk spezifiziert bei Art-Net

Nachteile:

* DMX-Scheinwerfer sind im Regelfall nicht für sparsamen Idlebetrieb konzipiert. Die bunten PARs in meinem Fundus (u.a. der unter verlinkte mit UV) brauchen ~6W im Idle, was bei größerer Menge einiges ausmacht. ⇒ Bitte nur mit vorgeschaltetem Relais zum ganz ausknipsen. --[[User:Derf|Derf]] ([[User talk:Derf|talk]])
* DMX arbeitet nach dem Master-Slave-Prinzip<s>, wobei hier ein Rücklesen von Daten seitens der Aktoren nicht möglich ist (im Prinzip wie der alte Dorfbus).</s> Es gibt RDM (Remote Device Management) für DMX was eine Rückmeldung der Geräte ermöglicht.

==== MQTT ====

[https://de.wikipedia.org/wiki/MQTT MQTT] ist ein Nachrichtenprotokoll, was TCP/IP-basiert arbeiten kann, aber nicht muss.

Vorteile:
* brauchen wir wahrscheinlich eh fürs [[Dashboard]]
* einfaches Protokoll mit Libraries für quasi jede Programmiersprache
* günstige Hardware verfügbar (ESP)

Nachteile:
* braucht einen zentralen Server
* eigentlich nur sinnvoll nutzbar mit funktionierendem Netzwerk (TODO: Stimmt das?)

Fazit:
nur als Add-on für Datenexport und zur Steuerung nicht-essenzieller Geräte verwenden

=== Welcher Hardware gibt es? ===

==== Modbus ====

Reine Modbus-Aktoren gibt es als reine Platinen-Version für deutlich unter 10 €:

* [https://www.ebay.de/itm/Modbus-RTU-4-Way-Relaismodul-DIY-STM8S103-System-4-Road-Input-485-Communication/123890618570 Schaltaktor 4 230 Volt Relaisausgänge und 4 Eingänge]
-> Achtung die Eingänge gehen direkt auf den Controller - hier muss auf jedem Fall eine Schutzbeschaltung her <br><br>

* [https://www.ebay.de/itm/Modbus-RTU-2-Wege-Relaismodul-Ausgang-2-Eingang-Lautsprecherschutz-RS485-TTL-12V/293138481033 Schaltaktor 2 230 Volt Relaisausgänge und 2 Eingänge]
-> Schutzbeschaltung über Widerstand und Transistor vorhanden - Schaltplan Ausschnitt folgt !

<br>
https://github.com/TG9541/stm8ef/wiki/Board-C0135


* [https://www.ebay.de/itm/LCD-digital-Drehstromzahler-Stromzahler-2x-S0-RS485-Modbus-RTU-Hutschiene-PV/123475200351 Stromzähler Drehstrom mit Modbus-Interface]
* [https://www.ebay.de/itm/LCD-MID-geeichter-Wechselstromzahler-Stromzahler-10-100-A-2x-S0-und-Modbus-RTU/362579811550 Stromzähler Wechselstrom mit Modbus-Interface]
* [https://www.ebay.de/itm/Pro-Mini-Atmega168-Atmega328-5V-16M-Fur-Arduino-Nano-Ersetzen-Atmega128-AHS/302943437823 Arduino Client] (ohne USB Interface wird nicht benötigt)
* [https://www.ebay.de/itm/MAX485-TTL-Schnittstelle-Modul-Adapter-RS-485-RS-485-Arduino-Raspberry-Pi-Module/162384175341 Schnittstellen-Wandler Modbus] (Rs484 <-> TTL Seriell)

==== Zigbee ====

Es gibt viele komplett fertige Geräte (z.B. Taster, Schalter, Temperatursensoren, Leuchmittel, schaltbare Steckdosen) für relativ wenig Geld (unter oder um 20€).

==== DMX ====

* [https://www.thomann.de/de/stairville_mini_stage_par_cw_ww_a.htm PAR-Scheinwerfer weiß] für Vorträge
* [https://www.thomann.de/de/fun_generation_separ_quad_led_rgb_uv_ir.htm PAR-Scheinwerfer bunt] (mit UV!) für Deko
* [https://www.thomann.de/de/stairville_afh_600_dmx_hazer.htm Hazer] (Nebelmaschine) für Cyber
* [https://www.thomann.de/de/stairville_ddc6_dmx_controller.htm Mini-Controller] für einfache Bedienung
* [http://bitwizard.nl/shop/DMX-interface-for-Raspberry-pi DMX Shield] für Raspberry Pi
* [https://www.ulrichradig.de/home/index.php/dmx www.ulrichradig.de - Projekte mit Licht] viele kleine Helferlein die auch einfach nachgebaut werden können - da Quelloffen

==== MQTT ====

Die große Auswahl von [https://www.itead.cc/sonoff-wifi-wireless-switch.html Sonoff] und OBI ([https://www.obi.de/hausfunksteuerung/wifi-stecker-schuko-weiss/p/4077806 wifi-stecker-schuko-weiss Type 1] oder [https://www.obi.de/hausfunksteuerung/link2home-wifi-steckdose-zeitschaltuhr-weiss/p/3940699 link2home-wifi-steckdose-zeitschaltuhr-weiss Type 2]).

Diese können recht einfach auf auf [https://www.tasmota.info/ Tasmota] "umgeflasht" werden und sind dann im 2,4 GHz WLAN zu erreichen und können über MQTT angesteuert werden.
Ruhestromverbrauch unbekannt.