Gartenbewässerung und alte Garagentore mit Homematic IP steuern (Teil 1)

In den trockenen Sommern ist es immer mehr erforderlich, den Garten systematisch zu bewässern. Jeder weiß, welchen Aufwand hierzu alle paar Tage, am besten abends spät oder frühmorgens betrieben werden muss. Gleichzeitig bleibt das Ganze sinnlos, wenn während des Urlaubs niemand diese zeitaufwendige Arbeit übernimmt und im Anschluss viele Pflanzen oder der Rasen vertrocknet sind. Zwar gibt es hiefür eine Reihe von fertigen Systemen im Baumarkt und Fachhandel zu kaufen, aber ich möchte eine Integration in mein vorhandenes Smart Home System mit einer CCU3 (oder einem Access Point) realisieren.

Erste Herausforderung (HMIP Steuerung)

Vor der Installation einer Gartenbewässerung soll eine Steuerung über HMIP ermöglicht werden, so dass ich per Mobilgerät oder automatisiert Magentventile  ein- und ausschalten kann. Idealerweise möchte ich die Lösung auch nutzen, um meine uralten Hörmann Motoren, für die es keine direkten Anbindung an HMIP gibt ansteuern können.

Funktionsprinzip

Wer sich anschaut, wie z.B. Magentventile für eine Gartenbewässerung funktionieren wird feststellen, dass durch einen Stromfluss eine Magnetkugel bewegt wird, so dass das Wasser durch eine Öffnung ausströmen kann. Wird der Strom unterbrochen, schließt die Kugel wieder den Kanal, so dass der Wasserfluss unterbrochen wird. Letztendlich ist dies nichts anderes als ein Ein-/Ausschalter, der einen Stromfluss ermöglicht oder schließt.

Bei einer Garagentorschaltung ist das Prinzip vergleichbar. Durch ein kurzes Einschalten wird ein Signal ( kleiner Impulsstrom) erzeugt, wodurch das Garagentor sich in Bewegung setzt oder stoppt (i.d.R. ist die Frequenz immer Hochfahren / Stoppen / Runterfahren / Stoppen).

Daher benötige ich etwas, dass wie ein Schalter funktioniert und ermöglicht, dass dadurch ein anderer Strom ( Für Garanetor oder Magnetventil) fließen kann. Zu beachten ist, dass hier nicht wie beim Lichtschalter derselbe Strom fließt sondern für den Schalter ein anderer Strom notwendig ist. Dieser eigene Stromkreis ist für die genannten Anwendungen im Kleinspannungsbereich bis 32 Volt.  D.h. der Schalter muss 2 getrennte Stromkreise unterstützen können, die unabhängig voneinander sind und nicht in Verbindung kommen (dies nennt man galvanische Trennung). Da wir im Garten i.d.R. Regel mehrere Wasserkriesläufe mit Magentventilen unterstützen wollen (sieh auch demnächst meine Beiträge zum Bau einer Gartenbewäösserung) und auch mindestens ein Garagentor vorhanden ist benötigen ich mehr als zwei Schalter für diese Anwendung.

Für das Schalten des Stromkreises, der z.B. die Magenetventile öffnet brauchen wir somit ein Relais. Dieses stellt nach einem Einschaltvorgang den Stromfluss für das Magentventil her.

Technische Lösung

Vorweg: Die folgende Lösung ist wirklich einfach zu installieren. Im ersten Moment sieht die Lösung kompliziert aus und beim Löten steigt manch einer prinzipiell aus. Auch ich bin kein Elektronik-Profi, habe aber festgestellt, dass das Ganze einfach zu realisieren ist und außerdem noch Spaß macht. Der Aufwand insgesamt hat keine 2 Stunden gedauert.

Auf dem Markt gibt es für meinen Anwendungsfall eine Platine von ELV als Fertigplatine und als Bausatz, die per HMIP Funkprotokoll angesprochen werden  und 2 Kanäle schalten können.

ELV Homematic IP Bausatz Schaltplatine - 2-fach HmIP-PCBS2

Diese Platine kann per HMIP  besitzt gleichzeitig 2 Relais für Niederspannungsanwendungen (z.B. Magnetventil), die somit angesteuert werden können.  Wenn ich also mehr als zwei Anwendungen habe, kann ich mehrere dieser Schaltplatinen verwenden.

Alternativ bietet sich die folgen ebenfalls von ELV eine Platine als Bausatz an, die bis zu 8 Kanäle schalten kann:

ELV Homematic IP Bausatz Modulplatine Sender 8fach HmIP-MOD-RC8

Diese Platine kann per HMIP zwar 8 unabhängige Kanäle schalten, besitzt aber keine Relais. D.h. hier muss durch eine weitere Platine die Relais angebunden werden. Diese Relaisplatinen gibt es aber fertig wie Sand am Meer, so dass hier kein Löten erforderlich ist:

AZDelivery 8-Relais Modul 5V mit Optokoppler Low-Level-Trigger kompatibel mit Arduino inklusive E-Book!

Da ich nach meinen Berechnungen 5-8 Kanäle benötige ist für mich die wesentlich günstigere Methode, die 8 Kanal Platine zu verwenden und ein Relaismodul zu ergänzen. Im folgenden Beitrag zeige ich Euch, dass das Löten und installieren dieser Lösung ohne großen Aufwand auch für den Anfänger realisierbar ist.

Zusätzlich benötige ich nur noch ein paar Kabel, die ich auf Amazon gefunden habe. Dabei benötige ich primär Female / Female Kabel, um die Platinen miteinander zu verbinden.

AZDelivery Jumper Wire Kabel 40 STK. je 20 cm F2F Female to Female kompatibel mit Arduino und Raspberry Pi Breadboard inklusive E-Book!

Und schließlich ist für die Stromversorgung der Magentventile noch einen Trafo erforderlich, der 24 Volt bereitstellt. Hierzu habe ich folgendes Produkt gewählt:

Vemer VN313300 Trafo TMD 15/24 mit Hutschiene, DIN-Schiene, für unterbrochenen Betrieb 230 V / 12 - 24 V

Im nächsten Beitrag werde ich die Komponenten zu einer Steuerung für die Außenanlagen und die Garagentore zusammensetzen.