Einen Augenblick Geduld...
Es muss doch möglich sein, ausser den teuren und typischen, von Amazon ("ALEXA"), Google ("HOME") und Apple ("SIRI"), Philips ("HUE"), etc. angebotenen Gerätschaften zum Einschalten von Lampen eine kostengünstige und trotzdem sichere Alternative zu finden.
I.d.R. begann die ganze Aera mit dem Smart Home bei diesen Geräten nicht unter 30 EUR pro Stück.
Oft ist dann noch ein Leuchtmittel, o.ä. mit dabei.
Das geht doch günstiger und alternativ genauso gut!
Im heimischen WLAN soll ein chinesisches Produkt so genutzt werden können, dass es günstig bei der Anschaffung und sicher bei der Nutzung arbeitet.
Dies soll anschließend entweder per App (z.B. "KASA") oder per Sprachsteuerung (z.B. ALEXA) ein- und ausgeschaltet werden können.
Dies geschieht mit dem Bewußtsein, dass die Anforderungen und Bestimmungen in China bezügl. der Sicherheit nicht der deutschen CE-Norm entsprechen - auch wenn das entspr. Siegel auf dem Gehäuse prangt.
Ich besorge mir im günstigen Versandhandel (in diesem Fall "Amazon") ein chinesisches Relais (Smart Home WiFi Wireless Switch Module "SonOff") und sorge dafür, dass dieses Relais bei sämtl. Schaltvorgängen keinen Kontakt "nach Hause" vornimmt.
Dafür ist die Umprogrammierung ("flashen") des EPROMS auf der Platine notwendig.
Das klingt auf den ersten Blick komplizierter als es ist und man benötigt dafür nur ein paar geringwertige weitere Bauteile.
Wie kommt man auf so eine Idee? Wie bereits beschrieben ergab sich das Bedürfnis, mehr als nur Fragen an den Smart Mirror zu richten und die Antwort darauf aus dem Internet zu beziehen. Viel spannender ist es doch, damit auch elektronische Gerätschaften zu steuern - vielleicht auch gerade dann, wenn man z.B. keine Hand mehr frei hat um den entsprechenden Lichtschalter zu betätigen. Das klingt auf den ersten Blick vielleicht etwas dekadent oder sogar "überflüssig", birgt aber interessante, innovative und nützliche Funktionalitäten - auch wenn man deren Sinnhaftigkeit erst später für sich entdeckt.
Es ist die mit Abstand preisgünstigste Methode ein Relais mit eigener Weboberfläche in die heimische Gerätewelt zu integrieren. Auf dem freien Markt gibt es nur kostenintensivere Lösungen, bei denen ich später auch nur bedingten Zugriff habe.
Nach der von mir durchgeführten Modifikation findet keine Verbindung mehr zu irgendwelchen chinesischen oder sonstigen fremden Servern dieser Welt statt. Gerade im Zeitalter des "Internet der Dinge" sollte man private elektronische Schaltvorgänge nicht irgendwelchen Unbekannten in die Hände spielen. Ich bin der Meinung, dass wir in der Welt von George Orwell möglichst großen Einfluss auf die Kontrolle der Gerätschaften nehmen sollten, um das Risiko der ungewollten Überwachung möglichst gering zu halten. Vermutlich wird es uns nicht vollständig gelingen, aber wir sollten uns damit beschäftigen...
Im Bild oben sind die benötigten Teile für mein Vorhaben abgebildet. Das sog. "SonOff" ist ein Schaltrelais mit dem man höhere elektronische Lasten bis 10 Ampere schalten kann (zum Vergleich: eine normale Haussicherung ist i.d.R. mit 16 A abgesichert bevor sie rausfliegt).
Also, was wird benötigt?
1 x SonOff WIFI Smart Switch - Basic (ca. 12,98 EUR)
1 x Stiftleiste zum Auflöten auf die Platine. Dazu werden 4 Kontakte benötigt
(en gros-Paket mit vielen Stiftleisten ca. 6,99 EUR)
1 x Seriell Konverter USB 2.0 zu UART 6Pin Modul TTL-kompatibel (ca. 7,99 EUR): erkläre ich weiter unten...
Ävver, watt mäht denn nun de Dampfmaschin'?
Also mit diesem Relais schalte ich in meinem eigenen WIFI-Netzwerk z.B. das Flurlicht an und aus (oder irgendeinen anderen elektrischen Verbraucher, Poolheizung, Themostate, etc.) welches ich parallel hinter das SonOff schalte.
Dafür hat das SonOff ein 'L'- und ein 'N'-Leiter an seinen Anschlüssen. Die Masse (Erdung) schalte ich durch, bzw. am SonOff vorbei).
Vorgesehen ist das SonOff für das Schalten per Smartphone oder Tablet. Dazu gibt es dann eine App, die auf dem Smartphone oder Tablet installiert wird und diverse Schalter auf dem Display abbildet. Mit diesen kann man dann anschl. die elektrischen Verbraucher ein- und ausschalten ("Toggle On" / "Toggle Off").
Es ist aber eben nicht klar mit wem, bzw. mit was sich dieser dabei verbindet und an wen er die eingetragenen WIFI-Verbindungsdaten weitergibt (z.B. SSID, WIFI-Passwort, sowie die MAC-Adresse, private IP-Adresse, DNS, etc.).
Deswegen hatte ich es mir zur Aufgabe gemacht dieses Relais zu hacken (klingt brutal, ist aber nicht illegal). Es gibt nur anschließend nicht mehr die Möglichkeit die Originalsoftware aufzuspielen, aber, ganz ehrlich: das will ich ja auch nicht mehr!
Der Clou besteht darin, das Relais nach der Modifikation per Sprache zu steuern, z.B. mit Alexa, dem Sprachdienst von Amazon. Dazu kann ich sogar "Gruppen" bilden um diese mit einem Sprachbefehl gemeinsam zu schalten. So würde z.B. im Wohnzimmer eine kleine Lampe zusammen mit einer anderen Lampe über dem Esstisch zusammen ein- und ausgeschaltet werden können.
Außerdem lässt sich das Relais nach der Modifikation online updaten, falls es mal relevant sein sollte. Über eine integrierte Weboberfläche lässt es sich jederzeit weiter konfigurieren.
Zunächst öffnet man das SonOff-Gehäuse.
HINWEIS: die beiden an der Platine angebrachte Schraubklemmen (für die angeschlossenen 240 V Schaltspannung) MÜSSEN VORHER VOM STROM GETRENNT WERDEN.
Man darf den SonOff nicht flashen, wenn er noch unter Spannung ist !!!! Es gab dazu Fälle in denen dieser schwer beschädigt wurde und z.T. explodierte.
Nachdem man unten die Bodenfläche abgetrennt hat (Schlitzschraubenzieher) liegt die Platine frei.
Sie besitzt in der Mitte 5 Bohrungen mit verzinnten Rändern für die Aufnahme einer Stiftleiste (im Bild rot umrandet). Benötigt werden aber nur 4 von diesen Lötkontakten (die, die direkt am schwarzen Taster liegen). Zu erkennen an der schwarzen Verlängerung des Tasters im oberen Bild, mittig.
Das war auch schon die Modifikation der Hardware. Nun folgt die Software. Dazu lässt sich entweder ein PC oder ein Mac benutzen. Die englische Software "ATOM" die ich dafür genutzt habe, läuft auf beiden Systemen. Sie ist frei im Internet erhältlich.
Um sie erfolgreich zu nutzen verbinden ich zunächst die mit dem Seriell Konverter gelieferten bunten Kabel mit den Kontakten der Stifleiste. Der Seriell Konverter ist nichts anderes als eine Platine mit offengelegten Steckkontakten für den USB-Anschluss an einen PC oder Mac.
Das Bild zeigt die eingelötete Stiftleiste auf der Platine (Siehe roten Strich an der Stifleiste unten).
Als nächstes passe ich die im Internet heruntergeladene "TASMOTA"-Flash-Software
(Link: https://github.com/arendst/Sonoff-Tasmota) an meine IP-Adresse, WIFI-Name und Passwort an. Dazu editiere ich in ATOM die Datei "user_config.h" im Verzeichnis "sonoff"..
Damit das möglich ist, installiere ich zunächst in ATOM das kostenfreie Addon "platformio-IDE". Damit lässt sich anschließend über den seriellen Port des Rechners (USB-Schnittstelle) der Chip auf dem SonOff "flashen". Wir haben dazu früher "brennen" gesagt, da die Informationen auf ein EPROM geschrieben wurden welches normalerweise nur zum Lesen von Informationen gedacht war.
Nachdem also die "user-config.h" mit den nötigen IP-Daten editiert wurde, versetzt man die SonOff-Platine in einen Schreibmodus (bei gedrückter Taste die USB-Verbindung herstellen). Anschließend klickt man auf "UPLOAD" im Verzeichnis "PlatformIO" um die Informationen auf den Chip des SonOff zu schreiben. Der erfolgreiche Schreibvorgang wird anschließend mit einer grünen Meldung quittiert.
Nun zieht man das USB-Kabel kurzzeitig aus und steckt es erneut wieder ein und kann nun das SonOff-Modul auslesen. Dazu steht im Menü "PlatformIO" der Punkt "Serial Monitor" zur Verfügung. Hier stelle ich im eingeblendeten Dialogfenster nur kurz die Übetragungsrate von 115200 Baud ein.
Im nun geteilten Fenster unterhalb werden sämtliche Kontaktversuche vom SonOff protokolliert. So erfahre ich z.B. durch den von mir ausgewählten DHCP-Server die vergebene IP-Adresse unter der ich nun fortan das SonOff-Modul erreichen kann. Das ist wichtig, damit ich z.B. per Smartphone auf die Weboberfläche des SonOffs gelange. Außerdem erfahre ich zusätzlich ob das SonOff ordnungsgemäß funktioniert und per WLAN Kontakt aufnehmen kann. Zudem vergibt das System einen Namen für das SonOff als Alternative zur IP-Adresse (meist in der Form "sonoff-1234.local").
Bei mir hat sich diese Monitorfunktion zudem als sinnvoll erwiesen, da ich nicht aufgepasst hatte bei der Eingabe des WIFI-Passwortes: ich hatte ein Zeichen vergessen. Aber da kommt man erst mal nicht drauf und wundert sich nur warum das SonOff im Netzwerk nicht erreichbar ist...
Im Prinzip war es das auch schon. Es folgen noch ein paar Einrichtungsarbeiten:
Ich verbinde mich mit dem SonOff per Smartphone, iPad, PC oder Mac (Webbrowser starten und die im Monitor angezeigte IP-Adresse eingeben). Es erscheint das Konfigurationsmenü des SonOff mit seinen typischen blauen Schaltflächen und weißem Hintergrund.
Hier wechsle ich mit einem Klick auf "Configuration" in den Menüpunkt "Configure Other", gebe nun dem SonOff noch einen eindeutigen Namen, z.B. "Flurlicht" und klicke den Punkt "Belkin WeMo single device" an. Außerdem deaktiviere ich das Häkchen bei "MQTT enable", da ich kein MQTT verwende. Zum Schluss noch auf die Schaltfläche "SAVE" klicken - FERTIG :-)
Um die Sprachsteuerung herzustellen kann ich z. B. mit Alexa in der App "Alexa" nach dem SonOff suchen und ihn, wenn nötig, in Gruppen zusammenfassen. Nun genügt der Sprachbefehl mit der Anrede des verwendeten Sprachdienstes, z.B. "Alexa schalte Flurlicht an" oder entsprechend "Alexa, schalte Flurlicht aus".
Auf dem SonOff wird der Schaltzustand (an/aus) durch eine grünen LED-Anzeige signalisiert: LED leuchtet=eingeschaltet, LED ist erloschen=ausgeschaltet.
Ein Aspekt möchte ich aber dennoch anmerken: in der einschlägigen Fachliteratur ist nachzulesen, dass man das heimische Netzwerk mit einem "Router" schützen sollte. So wird empfohlen die Gerätschaften des "Internet der Dinge" (also sämtliche Technik, die eine Steuerung übernimmt, wie z.B. Smart-Home Geräte) vom restlichen Netz zu trennen um einen möglichen Zugriff auf persönliche Daten zu verhindern. Dem schließe ich mich vollends an.
Dazu kann ich z.B. empfehlen, wenn eine FritzBox als Router verwendet wird, den Gastzugang für die Smart-Home Gerätschaften zu nutzen. Damit ist zumindest netztechnisch eine Trennung vorhanden mit der es viel schwieriger wird in ein privates Netz einzudringen, bzw. irgendwelche Smart-Home Geräte dazu zu benutzen sich Zugriff auf private Daten mit schützenswerten Dateien zu verschaffen (siehe auch "Botnetz").
Damit die Smart Home-Gerätschaften eine dauerhafte Verbindung haben kann der Gastzugang ebenfalls dauerhaft auf der Weboberfläche des Routers aktiviert werden. In der Regel benutzt die FritzBox dazu einen anderen IP-Zweig und gibt somit keinen Aufschluss auf die IP-Daten der privaten PC's (siehe auch "DMZ"=demilitarisierte Zone).
Noch ein Hinweis: die hier aufgeführten Tipps sollen als Anregung dienen. Ich hafte nicht für etwaige Fehlversuche.
Das SonOff basic trägt kein CE-Siegel. Er ist aus chinesischer Fertigung. Aber laut vieler Berichte die ich in letzter Zeit im Internet lesen konnte ist kein Gerät fehlerhaft gewesen. Auch ich kann mich dieser Behauptung bis jetzt anschließen. Es gibt das SonOff auch in einer größeren und etwas teureren Ausführung mit CE-Kennzeichnung.
VIEL ERFOLG!