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Eigenbau Smarthome

Smarthome – Eigenbau CUL zum senden und empfangen

 

Langsam aber sicher nimmt das Eigenbau Smarthome auf Basis von Fhem Gestalt an, wir haben den Raspberry Pi vorbereitet und Fhem installiert. Nun wird es Zeit, die Vorbereitungen für das erste Senden und Empfangen von Befehlen an unsere Sensoren und Aktoren vorzubereiten. Hierfür benötigen wir einen so genannten CUL, eine Hardware welche die Befehle von Fhem annimmt, in Funksignale umwandelt und an unsere Heizungsthermostate, Fenstersensoren und sonstige Aktoren sendet. Beim CUL haben wir mehrere Möglichkeiten, entweder kaufen wir einen fertig zusammengebauten CUL im schicken Kunstoff-Gehäuse oder wir nehmen den Lötkolben in die Hand und bauen ihn uns selber.

smarthome-eigenbau-cul-cut-1

Wer mich kennt, der weiss natürlich dass ich die Option mit dem Lötkolben gewählt habe. Für alle Lötfaulen, den fertigen CUL gibt es bei busware.de zu Preisen, je nach Ausführung, zwischen 50 und 75 Euro. De in meinem Fall neben den dem CUL später auch ein Jeelink zum Einsatz kommt, baue ich die Dinger einfach von Anfang an selber und spare das Geld. Der CUL kann in zwei Varianten gebaut werden, zum einen in der 433 Mhz sowie in der 868 Mhz Version. Ich baue ihn in der 868 MhZ Version, da dieser auch in der Lage ist, kurzzeitig 433 MhZ Aktoren anzusprechen. Darüber hinaus funken sämtliche MAX! uns HomeMatic Aktoren eh auf dieser Frequenz. 433 Mhz werden in der Regel nur zum Schalten von Baumarkt-Funksteckdosen verwendet.

Eigenbau CUL Einkaufsliste

Um den CUL selber bauen zu können, benötigen wir natürlich ein wenig Material. Die Einkaufsliste ist nicht sonderlich lang. Actet beim Kauf des Arduino Nano unbedingt darauf, dass ein FTDI Chip und kein CH340 verbaut ist.

  • Arduino Nano mit FTDI Chip
  • Funkmodul CC1101 in 868 Mhz Aussfühtung
  • Litze
  • Mini-USB Kabel

Aufbau des Eigenbau CUL

Nun kann es auch schon an das Verlöten des CUL gehen, hierfür verzinnst du am besten im Vorfeld die Lötaugen des Arduinos und die des CC1101 Funkmoduls nach dem folgenden Schema.Eigenbau CUL Schema

Nun kannst du einige wenige Zentimeter lange Stücke von deinen Litzen abschneiden, abisolieren und an dem einen Ende verzinnen. Die verzinnten Enden verlötest du nun nach dem oben gezeigten Schema mit dem Arduino Nano.

Egenbau CUL Arduino Nano

Nun kannst du die Litze auf eine einheitliche Länge kürzen und die Enden ebenfalls abisolieren und verzinnen. Wähle die Kabellänge so, das diese rund 2 Zentimeter über das hintere Ende des Arduino Nano herausstehen. Diese Enden verlötest du nun, ebenfalls nach dem oben abgebildeten Schema mit deinem CC1101 Funkmodul. Die mitgelieferte Antenne findet ihren Platz im übrigen im mittleren Auge des Funkmoduls auf der gegenüberliegenden Seite.

smarthome-eigenbau-cul-cut-1

Die Hardware des Eigenbau CUL ist fertig und kann im nächsten Schritt von uns mit der entsprechenden Software versehen werden.

Warum FTDI Chip und kein CH340?

Wie oben bereits erwähnt, solltest du beim Kauf des Arduino Nano darauf achten, dass dieser einen FTDI und keinen CH340 Chip verbaut hat. Der CH340 findet sich auf den meisten besonders billigen Nachbauten aus China. Solange ihr plant nur einen CUL einzusetzen, ist der CH340 kein Problem, sobald ihr aber mehr mit eurer Smarthome Lösung veranstalten wollt, macht der Chip Probleme. Der CH340 hat im Gegensatz zum FTDI Chip keine eindeutige Adresse, die CULS können softwareseitig nur schlecht unterschieden werden und sind somit an einen bestimmten USB Port eures Raspberry Pi gebunden. Bei einem Neustart des Servers kann es so passieren das die Hardware nicht mehr richtig erkannt wird und somit keinerlei Funksignale übertragen werden. Investiere lieber ein paar Euro mehr und verzichte auf die über kurz oder lang auftretenden Probleme.

Den verbauten Chip kannst du bereits beim Kauf des Arduino Nano ganz leicht identifizieren.

Arduino Nano FTDI CH340

links FTDI rechts CH340

Die Installation der Software für den CUL

Bevor wir nun also die Software auf dem CUL installieren können, müssen wir den soeben fertiggestellten CUL per MiniUSB Kabel mit dem Raspberry Pi verbinden und uns per SSH verbinden. Wie das geht habe ich bereits hier erklärt. Auf dem Raspberry Pi installieren wir nun die nötige Software um die Firmware des CUL kompilieren und aufspielen zu können.
apt-get install make gcc-avr avrdude avr-libc unp
Nachdem dies abgeschlossen ist, wechseln wir in das Verzeichnis /opt
cd /opt
Auf der Seite Culfw.de suchen wir uns nun den link zur aktuellen Firmware raus, in meinem Fall ist das die Version 1.66. Diese laden wir nun mittels Wget auf den Raspberry Pi.
sudo wget http://culfw.de/culfw-1.66.tar.gz
und entpacken das Archiv in das Verzeichnis /opt
sudo unzip culfw-1.66.tar.gz
Im Anschluss wechseln wir direkt in das nanoCUL Verzeichnis in welchem sich die von uns benötigte Firmware befindet.
cd culfw-1.66/culfw/Devices/nanoCUL
Mit dem Editor vi öffnen wir nun die Datei board.h im aktuellen Verzeichnis. Da unser CUL mit einer Frequenz von 868 Mhz funken soll, kommentieren wir die Zeile #define HAS_CC1100_433 aus.
sudo vi board.h

board.h editieren

Für den nächsten Schritt benötigen wir die physikalische Adresse des CUL, an diese gelangen wir über den folgenden Aufruf.
ls -lah /dev/serial/by-id/
Die Ausgabe sieht nun in etwa wie folgt aus /dev/serial/by-id/usb-FTDI_FT232R_USB_UART_MA261MNA-if00-port0, diese Adresse kopierst du nun in die Zwischenablage, wir benötigen diese beim editieren des makefiles.
vi makefile
Hier suchen wir nun die Zeile AVRDUDE_PORT und tragen unsere Adresse ein. Nachdem die Datei mit unseren Änderungen gesichert ist, können wir die Installation abschliessen. Mit den folgenden Befehlen kompilieren wir die Software und übertragen sie auf den CUL.
sudo make && make programm

Klasse, dein CUL ist fertig!

CUL in Fhem einrichten

Damit unsere Fhem Installation auch erfährt, dass sie nun einen CUL im Zugriff hat, müssen wir den CUL noch einmalig definieren. Hierfür wechselst du in das Eingabefeld der Fhem Oberfläche und trägst folgendes ein. Als Adresse nutzt du selbstverständlich deine oben ausgelesene.

define nanoCUL CUL /dev/serial/by-id/usb-FTDI_FT232R_USB_UART_MA261MNA-if00-port0@38400 1234
attr nanoCUL rfmode MAX
define cm CUL_MAX 123456
attr cm IODev nanoCUL

Im nächsten Teil dieser Serie kommt endlich ein wenig Bewegung in unser Smarthome und wir installieren die erste wirkliche Hardware!

Weitere Artikel der Serie

  1. Den Briefkasten ins SmartHome integrieren Teil 1
  2. Smarthome - Installation der MAX! Heizkörperthermostate
  3. Smarthome - Integration der MAX! Fenstersensoren
  4. Smarthome - Eigenbau CUL zum senden und empfangen
  5. Smarthome - Fhem auf dem Raspberry Pi installieren
  6. Smarthome - Den Raspberry Pi installieren
  7. Smarthome im Eigenbau - Das ist mein Plan
2 Kommentare
  1. Hallo,

    welche Litze hast du verwendet ? Haben Sie dazu einen Link ?

    Gruß,
    Valentin

  2. Macht es einen Unterschied ob der Nano einen ATmega 328 oder ATmega 328P hat?

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