Die Voraussetzungen zur Installation bei meinen Eltern könnten nicht stärker vom eigenen Haushalt abweichen: Es war nicht nur ist eine fast 30-fach größere Fläche abzudecken, sondern die Installation muss sich unauffällig, autonom und wartungsfrei verhalten. Die Abhängigkeit von Apps war (mangels geeigneter Telefone) ebenso zu vermeiden, wie proprieätere Cloud-Lösungen.

Aufgrund der deutlich größeren, abzudeckenden Fläche und den eher mässigen Erfahrungen mit Homematic-Hardware im eigenen Haus, wurde mit Zigbee diesmal auf ein „Mesh“-Netzwerk gesetzt. Dabei sind die Geräte auch untereinander und nicht nur mit einer zentralen Stelle (sternförmig) vernetzt. Theoretisch und praktisch sind damit auch größere Entfernungen zwischen dem adressierten Endgerät und der steuernden Einheit (Router) möglich.

Primäres Ziel der Installation war eine „smarte“ Außenbeleuchtung von Mühle und Garten, welche bis dato noch über Wandschalter bzw. mechanische Uhrwerke in Schaltkästen geregelt ist. Weitere Anwendungsfälle (z.B. Steuerung der Teichfilter) werden folgen.

Hardware

Probleme mit USB 3.0

Eine Warnung vorweg, damit ich als einziger mir die Nächte um die Ohren geschlagen habe: Die Verwendung eines USB 3.0 Gerätes, z.B. eines USB-Sticks in unmittelbarer Nähe des Raspbee II führt zu vielfältigen Problemen. Die Ursache ist bekannt, scheint grundsätzlich zu sein und lässt sich mit einer USB-Verlängerung, Alu-Folie oder der Verwendung einer SD-Karte lösen.

Die notwendige Hardware habe ich rechtzeitig vor Weihnachten im Versandhandel organisiert. Dass Einzelhändler vor Ort entsprechende Gerätschaften im Regal haben ist eh schon un­wahr­scheinlich, spätestens mit dem 2. Lockdown war dann auch der Weg dorthin obsolet.

Zigbee Koordinatoren (auch als „Hub“ oder „Bridge“ vermarktet) gibt es zu Hauf. Die bekannteste Variante ist sicherlich die Philips Hue Bridge. Üblicherweise sind diese „Appliances“ auf Apps und Cloud-Services des Herstellers ausgerichtet. Im Bereich Heim-Automatisierung ist Zigbee aber nur eine Komponente von vielen und darum kam auch in diesem Projekt ein alter Bekannter zum Einsatz.

Raspberry Pi 4B 4GB

Es hat sich bei meinen eigenen Installation gezeigt, das die CPU eines Raspberry Pi 3 ausreichend potent ist, aber der Speicher gerade beim Einsatz mit Home Assistant schnell an seine Grenzen gerät. Darum habe ich zum Raspberry Pi 4B mit 4GB gegriffen, welcher für ca. 60 EUR erhältlich ist.

Erstmalig kamen dabei auch das Orignal Raspberry Pi USB-C Netzteil, sowie das passende Gehäuse zum Einsatz.

Der Setup erfolgte natürlich wieder „headless“ (via LAN), auf ein Micro-HDMI-Kabel konnte also verzichtet werden.

Raspbee II

Beim Raspbee II handelt es sich um die on-board-Variante eines Zigbee Coordinator Moduls von dresden-elektronik, welches unter der Marke Phoscon vertrieben wird. Es wird auf die General Purpose IO (GPIO)-Leiste eines Raspberry Pi gesteckt und als serielles Gerät angesprochen.

Mit an Bord ist außerdem eine batteriegestützte Real Time Clock, also eine Echtzeituhr. Die Einrichtung und Nutzung ist aus der Produktseite des Raspbee II beschrieben und sei hier nur am Rande erwähnt.

Die Installation auf dem Raspberry Pi ist denkbar einfach: Das Raspbee II-Modul wird auf das äußerste Ende der GPIO-Leiste gesteckt, so dass die eigentliche Platine über den Raspberry kommt und in Richtung USB-C-Port zeigt.

Das Modul baut sehr flach, so dass sowohl der Einsatz eines moderaten CPU-Kühlkörpers, als auch eines flachen Gehäuses möglich ist. Das Gehäuse sollte aber aus Kunststoff sein, um die Reichweite der Funksignale nicht unnötig zu reduzieren. Ich habe – wie gesagt – auf das Original gesetzt.

Wer lieber auf eine externe Lösung setzt, der kann statt des Raspbee II auch die USB-Variante namens Conbee II verwenden. Dann kommen allerdings andere Einstellungen zum Einsatz, die ich hier nicht beschreibe.

OSRAM Smart+ Classic E27 / Plug 01

Die beiden „Smart+ Bulbs“ von OSRAM wurden als Proof-of-Concept beschafft. Es handelt sich um „retrofit“ Leuchtmittel für die E27 Fassung mit steuerbarer Helligkeit. Mit einem Preis von rund 10 EUR pro Stück sind sie erschwinglich, aber auch ohne Schnick-Schnack. Im Betrieb sind sie aktuell unauffällig.

Auch andere zertifizierte Zigbee-Leuchtmittel sollten funktionieren. Bei OSRAM gilt es aufzupassen, denn unter dem Schlagwort „Smart+“ werden auch andere Technologien wie WLAN oder Bluetooth vermarktet.

Ebenfalls gekauft wurde ein OSRAM Smart+ Outdoor Plug, also eine Steckdose für den Außenbereich. Ein Riesen-Trümmer (siehe Aufmacher-Bild), obwohl mit Schutzart IP44 nur grundsätzlich gegen Wettereinfluß geschützt. In Zukunft kommen sicherliche schmalere Lösungen zum Einsatz, aber für den Moment war diese intern „Plug01“ genante Steckdose verfügbar und preislich attraktiv – gekauft.

In Summe haben die oben genannten Hardware und weitere Teile wie Gehäuse, Netzteil, SD-Karte ca. 130 EUR gekostet. Deutlich mehr als ein Philips Hue Starter Kit, aber auch deutlich flexibler, leistungsfähiger und ohne App- oder Cloud-Zwang.

Software

Ursprünglich hatte ich vor, erstmalig Home Assistant OS (vormals HASS.IO) zu verwenden, eine Distribution welche auf den Betrieb von Home Assistant ausgerichtet ist und auf Docker und einen „Supervisor“ setzt.

Leider ist es mir innerhalb der persönlichen Toleranzzeit (ca. 30min) nicht gelungen, eine nutzbare Installation zu erstellen. Durch das Supervisor-Konzept sind notwendige Eingriffe in das Betriebssystem bzw. die Kernel-Konfiguration nur aufwändig zu realisieren.

Raspbian Linux

Also kam wieder Raspbian Linux zum Einsatz, welches auch als „Raspbian Pi OS“ vermarktet wird. Die eigentliche Installation beschreibe ich an dieser Stelle nicht mehr, es finden sich bereits entsprechende Artikel in diesem Blog. Die 32-Bit „lite“-Variante ohne Desktop ist ausreichend.

Bevor das fertige Installationsmedium (SD-Karte) in den Raspberry gesteckt und dieser gestartet wird, sollten noch folgende Änderungen am Inhalt der ersten Partition vorgenommen werden. Dabei ist ein Editor zu verwenden, welcher Zeichenkodierung und Zeilen-Enden beibehält. Unter Windows können das z.B. Wordpad oder Visual Studio Code sein:

1. aus der Datei cmdline.txt wird folgender Eintrag entfernt:
   console=serial0,115200
2. die Datei config.txt wird um folgende Zeilen ergänzt (die Leerzeile am Dateiende muss erhalten bleiben):
   enable_uart=1
core_freq=250
dtoverlay=miniuart-bt

Optional kann noch eine (leere) Datei namens „ssh“ angelegt werden, damit ein Login via Secure Shell möglich ist. Danach kann die SD-Karte in den Raspberry Pi und dieser mit Strom versorgt werden. Nach einigen Sekunden bis Minuten sollte ein neuer Host „raspberrypi“ im heimischen Netz auftauchen.

Docker

Docker ist eine Plattform zur Prozess-Virtualisierung mithilfe von Containern. Sie erleichtert den Betrieb von Home Assistant erheblich, weil hier Abhängigkeiten auf Bibliotheken und Versionen des Betriebssystems vermieden werden.

Die Installation von Docker habe ich bereits in einem eigenen Artikel beschrieben: Docker und Raspbian auf einem Raspberry Pi.

Home Assistant

Home Assistant ist meine bevorzugte Plattform zur Heim-Automatisierung, da sie einfach zu installieren ist (insbesondere unter Verwendung von Docker). Kein Grund also nach einer Alternative für das neue Projekt zu suchen.

Wurden das Raspberry Pi OS (AKA Raspbian) und die Docker-Umgebung korrekt aufgesetzt (inkl. Neustart), so ist die Ausführung von Home-Assistant ein Klacks.

Im Wesentlichen gibt es zu meinem Artikel „Home Assistant mit Docker auf Raspberry Pi betreiben“ nur eine relevante Änderung: Der Zugriff auf das Raspbee II Modul muss durch das „mappen“ des entsprechenden seriellen Devices in den Container ermöglicht werden. Der vollständige Aufruf lautet also:

docker run -d \
  --name=home-assistant \
  --restart=always \
  --publish 8123:8123 \
  -v $PWD/home-assistant:/config \
  -v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
  --device=/dev/ttyAMA0 \
  homeassistant/home-assistant:stable

Hinweis: Alternativ zu „–publish 8123:8123“ kann „–net=host“ verwendet werden. Dies bindet den den Home Assistant Container an das Netzwerk des Hosts und es werden beim Start Integrationen zu allen im Netzwerk gefundenen Geräten angeboten.

ZHA Integration

Finaler Schritt der Einrichtung ist die Installation und Konfiguration des Zigbee Coordinators in Home Assistant. Dazu gibt es für das Raspee II Modul zwei Möglichkeiten:

1. direkte Kommunikation mit dem Modul über die „Zigbee Home Automation“-Integration
2. indirekte Kommunikation über einen zwischengeschalteten deCONZ-Service und die entsprechende „deCONZ“ Integration.

Ich habe mich für Variante 1 entschieden, weil sie keine weitere Abhängig­keit erzeugt und für meine Zwecke ausreichend ist. Sie kann auch die Firmware für OSRAM/Ledvance und IKEA-Leuchten „over the air“ aktualisieren.

Sobald Home Assistant läuft, auf Port 8123 erreichbar ist und man die Basis-Einrichtung vorgenommen hat (Benutzer, Standort, Zeitzone, etc.), geht es über den Pfad „Einstellungen -> Integrationen“ zur Schaltfläche „+ Integration Hinzufügen“

Im resultierenden Dialog sucht man nach „zig“ (oder „zigbee“) und wählt das Ergebnis „Zigbee Home Automation“ aus.

Im folgenden Dialog ist das serielle Gerät für das Raspbee II Modul zu wählen. Der einzig angebotene Wert an dieser Stelle sollte /dev/ttyAMA0 sein.

Nach der Auswahl wird das serielle Gerät analysiert und es wird automatisch das deCONZ-Protokoll für die Kommunikation zwischen Raspberry Pi und dem Modul gewählt (auch ohne dedizierte deCONZ Installation nach Variante 2).

Mit der (optionalen) Auswahl eines Bereichs (also der Position des Raspberry Pi im Haus) ist die Installation abgeschlossen. Home Assistant ist nun bereit Zigbee-Geräte abzufragen und zu steuern.

Natürlich müssen die Geräte noch am Coordinator angelernt werden, dies ist aber in der Dokumentation der Integration beschrieben. Der schnellste Weg ist über Einstellungen -> Geräte und der Auswahl des Zigbee Coordinator. Alternativ kann auch Einstellungen -> Integrationen und die Auswahl der ZHA Integration verwendet werden.

Fazit

Die Installation von Hard- und Software war – wenn man von der USB-Problematik absieht – überraschend einfach, was natürlich meinem technischen Hintergrund und den Erfahrung im eigenen Haus geschuldet ist.

Das Raspbee II-Modul ist in der Installation idiotensicher und im Betrieb stabil. Seine Bauform erlaubt den Aufbau eines kompakten Zigbee Hubs mit deutlichem Mehrwert gegenüber einer fertigen „Appliance“, wie der Hue-Brige.

Die Zigbee-Geräte verhalten sich bis dato unauffällig und funktionieren einfach. Das Anlernen und die Visualiserung des Netzes in Home Assistent sind ein absolutes Plus.

Weiterführende Informationen

Software und Dokumentation

• Produktseite Raspberry Pi 4B
• Raspbian Linux (oder auch Raspberry Pi OS)
• Produktseite Phoscon Raspbee II
• Produktseite Phoscon Conbee II
• Homepage Home Assistant
• Home Assistant OS
• Zigbee Home Automation Integration
• Phoscon deCONZ Integration
• Webseite der Zigbee Home Alliance
• Webseite von Docker Inc.

Produkte*

• Phoscon Raspee II kaufen
• Raspberry Pi 4B 4GB kaufen
• Raspberry Pi Original Netzteil für Modell 4B
• Raspberry Pi Original Gehäuse für Modell 4B
• OSRAM Smart Classic E27 Zigbee Leuchtmittel
• OSRAM Smart Outdoor Plug
• Philips Hue Starter Kit mit Bridge und 2 Leuchtmitteln

Der Beitrag Zigbee Hub mit Raspberry Pi und Raspbee II erschien zuerst auf dahlen.org.

Bevor die eigentliche Installation beginnt, sind Vorarbeiten auf dem Raspberry notwendig, von dem ich an dieser Stelle ausgehe, dass er bereits mit einem aktuellen Raspbian 9 („Stretch“) bestückt ist. Auch solte der Kernel in der neuesten Version vorliegen, da es sonst zu Problemen mit den sog. Control Groups kommt.

sudo apt update
sudo apt full-upgrade
sudo rpi-update

Vor dem jetzt notwendigen Reboot werden die Kernel-Parameter in der Datei /boot/cmdline.txt noch angepasst, so dass die Control Groups (cgroup) für Speicher und CPU aktiviert sind. Sie werden für die Ressourcen-Vergabe an Container benötigt. Am einfachsten geht das wie folgt:

echo -n "$(head -n1 /boot/cmdline.txt) cgroup_enable=cpuset cgroup_enable=memory" | sudo tee /boot/cmdline.txt

Nun muss ein Reboot erfolgen, damit die Änderungen aktiviert werden. Danach beginnt die eigentliche Installation von Docker mit der De-Installation veralteter Versionen aus der Raspbian-Distribution. Warnungen an dieser Stelle wegen nicht installierter Pakete sind normal und können ignoriert werden:

sudo apt remove docker docker-engine docker.io containerd runc

Direkt im Anschluß wird die „offizielle“ Docker Version über das bereitgestellte „Convenience Script“ installiert. Laut der Docker Webseite ist dies aktuell die einzige Alternative für Raspbian, auch wenn ich schon andere Wege gesehen habe. Letztendlich fügt das Skript auch nur die geeigneten Paketquellen hinzu und installiert die aktuelle Version des docker-ce Paketes.

curl -fsSL https://get.docker.com -o - | sudo sh

Schließlich ist noch der eigene Nutzer der „docker“ Gruppe hinzufügen, damit auf den Einsatz des root-Users weitestgehend verzichtet werden kann:

sudo usermod -aG docker $(id -un)

Um die neue Gruppenzugehörigkeit zu aktivieren ist ein Ab- und erneutes Anmelden notwendig. Zur Überprüfung kann abschliessend ein Test gefahren werden.

docker run --rm hello-world

Fertig.

Weiterführende Informationen

Software und Dokumentation

• https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/debian/#install-using-the-convenience-script
• https://www.raspbian.org/

Der Beitrag Docker und Raspbian auf einem Raspberry Pi erschien zuerst auf dahlen.org.

Hardware

Beim Thema Heimautomatisierung / Smart Home setze ich vorwiegend auf Bauteile der „Homematic“ Serie von eq-3 bzw. ELV. Sie fügen sich diskret in den vorhandenen Wohnraum ein, weil sie als Unterputz-Lösung die klassischen Komponenten (wie Schalter und Taster) ersetzen, ohne deren Optik zu stören. Durch die Verwendung eines Funkprotokolls ist außerdem keine zusätzliche Verkabelung notwendig.

Leider wirken sich bautechnische Gegebenheiten vor Ort (Stahlbeton, Leitungen und „rustikale“ Treppenläufe) negativ auf die Übertragungsqualität aus, so dass die angeforderten Aktionen (Licht an/aus, Jalousie auf/zu) nicht ausgeführt werden. Um diesen Aussetzern zu begegnen, wurden bereits zwei Gateways für Versand und Empfang von Befehlen installiert, ein dritter soll nun die verbleibende Lücke schließen.

Die für die Realisierung des Vorhabens notwendigen Bauteile sind überschaubar und kosten insgesamt ca. 80 EUR. Damit liegt die Bastellösung im Preisebereich des Homematic LAN-Gateways, aber sie ist deutlich flexibler. Die größere Antenne wird außerdem zu einer höheren Sende- und Empfangsleistung führen.

Einkaufsliste

Folgende Teile habe ich beschafft:

• ein Raspberry Pi 3 (3B/3B+)
• ein CC1101 Modul nebst Antenne
• ein USB-Stick oder eine SD-Karte mit mindestens 16GB
• ein Steckernetzteil mit 5V und mindestens 2,5A
• ein einfaches Gehäuse aus stabilem Kunststoff

Je nach Gehäuse wird der Raspberry zunächst mit der Unterseite des Gehäuses verschraubt oder dort eingesteckt. Die daraus resultierende stabile Lage macht die späteren Arbeiten einfacher. Beim hier verwendeten Gehäuse von Aukru waren Kühlkörper vorhanden, welche im Vorfeld aufzukleben sind.

Das CC1101 Modul und die Antenne habe ich von cod.m GmbH bezogen, wie auch bei den anderen Gateways. Der Aufbau ist sauber, die Qualität gut und der Betrieb ist problemlos. Außerdem liegt eine exzellente Dokumentation bei und im Homegear-Forum ist unkomplizierter Support verfügbar.

Das Modul wird auf die Pins 17/18 – 25/26 gesteckt. Aus Richtung der USB-Ports müssen 7 Header-Pin-Paare frei bleiben und aus der anderen Richtung 8 Paare. Dabei wird das Modul natürlich mit der Antennenbuchse in Richtung HDMI-Buchse aufgesteckt.

Anschließend wird im Deckel des Gehäuses mit einem 6er Holzbohrer ein Loch gebohrt. Hier wird die Aufnahme für die Antenne eingesteckt und verschraubt. Die meines Erachtens ideale Position ist in Linie mit den inneren USB-Ports, zwischen CC1101 Modul und dem Chip direkt hinter dem USB-Port. Wichtig ist, dass im geschlossenen Zustand der Antennenadapter nicht gegen Bauteile des Raspberry Pi stößt.

Ist der Antennenadapter verschraubt, wird das andere Ende auf den Anschluss des CC1101 Moduls aufgesteckt. Anschließend wird die Stab-Antenne aufgeschraubt. Dann wird das Gehäuse geschlossen, die Hardware-Arbeiten sind damit erledigt.

Software

Raspbian

Im nächsten Schritt wird die Software eingerichtet, dabei kommt wieder Raspbian 9 Lite zum Einsatz, auf die Details der Installation gehe ich an dieser Stelle nicht ein und verweise auf den entsprechenden Artikel in diesem Blog. Ich verwende bei allen RPi3 übrigens USB-Sticks, weil diese mir im Gegensatz zu mancher SD-Karte noch nie kaputt gegangen sind.

Der vorbereitete USB-Stick wird in einen Port des Raspberry gesteckt, dieser per LAN mit meinem Netzwerk verbunden und schließlich mit Strom versorgt. Die Anbindung via WLAN wird seitens Homegear wegen der daraus resultierenden Latenzen nicht empfohlen. Wer es dennoch tun möchte – hier steht wie WLAN auch „headless“ eingerichtet werden kann.

Aus Gründen der Einfachheit wird im Folgenden davon ausgegangen, dass alle Aktionen als „root“-User auf den Systemen ausgeführt werden.

Nach dem Start von Raspbian auf dem Pi und dem Zugriff via SSH oder verbundener Tastatur ist über eine Einstellung das „Serial Peripheral Interface“ (SPI) zu aktivieren. SPI ist die Schnittstelle, über welches das CC1101 Modul mit dem Raspberry Pi „Mainboard“ kommuniziert.

Die Aktivierung erfolgt durch den Parameter dtparam=spi=on in der Datei /boot/config.txt. Dieser Parameter kann am einfachsten über das Programm raspi-config im Bereich „Interface Options“ angepasst werden. Mit raspi-config kann bei der Gelegenheit auch der Hostname des Raspberry Pi geändert werden. Ein Neustart des „Raspi“ ist auf jeden Fall fällig.

Homegear Gateway

Im nächsten Schritt wird die eigentliche Homegear Gateway Software installiert, dabei greife ich auf die offiziellen Paketquellen zurück und verwende die „stable“ Version. Entsprechend der Dokumentation sind folgende Befehle auf dem Raspberry auszuführen:

$ apt install apt-transport-https
$ curl https://apt.homegear.eu/Release.key | apt-key add -
$ echo 'deb https://apt.homegear.eu/Raspbian/ stretch/' | tee /etc/apt/sources.list.d/homegear.list
$ apt update
$ apt install homegear-gateway 

Durch die obigen Kommandos wird zunächst das Homegear-Repository der Paket-Verwaltung bekannt gemacht. Danach wird der Index aktualisiert und im letzten Schritt schließlich das Paket homegear-gateway mit seinen Abhängigkeiten installiert.

Dieser letzte Schritt nimmt einige Zeit (1-3 Minuten) in Anspruch, weil die Voraussetzungen für die spätere, verschlüsselte Kommunikation mit dem Homegear Master geschaffen werden.

Nun gilt es Homegear Gateway zu konfigurieren, so dass das verbaute CC1101 Modul verwendet und die Kommunikation mit Homegear ermöglicht wird. Die notwendigen Änderungen sind in der Datei /etc/homegear/gateway.conf vorzunehmen, welche in einem Editor (z.B. nano) zu editieren ist.

Basierend auf der Dokumentation zum CC1101 Modul von von cod.m zu ist der Abschnitt HomeMatic TICC1101 example config wie folgt zu ändern:

#{{{ HomeMatic TICC1101 example config
## The device family the gateway is for.
family = HomeMaticCc1101

## The device to use
device = /dev/spidev0.0

## The interrupt pin to use. "0" for GDO0 or "2" for GDO2.
## You only need to connect one of them. Specify the GPIO
## you connected the interrupt pin to below.
interruptPin = 0

## The GPIO GDO0 or GDO2 is connected to. Specify which GDO to use above.
gpio1 = 25

#}}}

Außerdem wird für die spätere Integration das automatisch generierte Konfigurationspassword (configurationPassword) benötigt. Dieses bitte in der Zwischenablage oder an geeigneter Stelle notieren.

Nach dem Speichern der Änderungen und dem Verlassen des Editors wird homegear-gateway noch für den automatischen Start nach einem Boot angemeldet und neu gestartet.

$ systemctl enable homegear-gateway
$ systemctl restart homegear-gateway

Damit sind die Vorbereitungen für den Gateway abgeschlossen, mit dem notierten configPassword, der IP-Adresse und dem Hostnamen des Gateway-Rechners geht es nun in Richtung Homegear „Master“, um die Verbindung zu initiieren.

Homegear Master

Wie gesagt agieren die Raspberry Pi als Gateways, welche Informationen zwischen den verbundenen Homematic-Geräten und dem Master austauschen. Die Anbindung der Gateways an den Master ist in der Dokumentation von Homegear ausreichend genau beschrieben. Für diesen Artikel ist daher die Kurzfassung ausreichend, wobei davon ausgegangen wird, dass auf dem Master die Pakete homegear, homegear-homematicbidcos und homegear-management nebst Abhängigkeiten installiert und konfiguriert sind.

Zunächst wird via Homegear Management eine sog. Certificate Authority (CA) erzeugt, welche später die Zertifikate für die verschlüsselte Übertragung zwischen Master und Gateway beglaubigt:

homegear -e rc 'print_v($hg->managementCreateCa());'

Der Befehl wird asynchron im Hintergrund ausgeführt. Der Fortschritt kann durch wiederholten Aufruf des folgenden Befehls überprüft werden. Er ist abgeschlossen, sobald das Feld exitCode im Ergebnis den Wert 0 hat:

homegear -e rc 'print_v($hg->managementGetCommandStatus());'

Sobald die CA angelegt wurde, kann das notwendige Client-Zertifikat für das Gateway erzeugt werden. Dabei ist der Platzhalter <HOSTNAME> durch den Hostnamen des Gateway-Raspberry zu ersetzen:

homegear -e rc 'print_v($hg->managementCreateCert("<HOSTNAME>"));'

Auch dieser Befehl wird asynchron im Hintergrund abgearbeitet. Wieder kann der Fortschritt über $hg->managementGetCommandStatus() (s.o.) überprüft werden.

Ist auch dieser Vorgang abgeschlossen, können alle erzeugten und notwendigen Zertifikate an das Gateway übertragen werden, welches unmittelbar danach seine Arbeit aufnimmt und für eingehende Verbindungen zur Verfügung steht.

Die Platzhalter sind wie folgt zu ersetzen:

• <IP> mit der IP des Gateways
• <HOSTNAME> mit dem Hostnamen des Gateways
• <PASSWORD> mit dem oben notierten Wert des Parameters
  configurationPassword aus der gateway.conf Datei.

homegear -e rc '$hg->configureGateway("<IP>", 2018, file_get_contents("/etc/homegear/ca/cacert.pem"), file_get_contents("/etc/homegear/ca/certs/<HOSTNAME>.crt"), file_get_contents("/etc/homegear/ca/private/<HOSTNAME>.key"), "<PASSWORD>");'

Vor einem Neustart von Homegear auf dem Master sind die Details des neuen Gateways noch in die Konfiguration der Homematic/BidCoS-Gerätefamilie einzutragen, welche unter /etc/homegear/families/homematicbidcos.conf abgelegt ist. Wieder sind die Platzhalter entsprechend zu ersetzen:

#######################################
########## Homegear Gateway  ##########
#######################################

## The device family this interface is for
[Homegear Gateway]

## Specify an unique id here to identify this device in Homegear
id = <HOSTNAME>

## When default is set to "true" Homegear will assign this device
## to new peers.
default = false

## Options: cul, cc1100, coc, cunx, hmcfglan, hmlgw, hm-mod-rpi-pcb, homegeargateway
deviceType = homegeargateway

## The host name or IP address of the gateway
host = <IP>

## The port of the gateway
port = 2017

## The CA certificate
caFile = /etc/homegear/ca/cacert.pem

## The client certificate
certFile = /etc/homegear/ca/certs/<HOSTNAME>.crt

## The client key file
keyFile = /etc/homegear/ca/private/<HOSTNAME>.key

## Use the ID defined above to verify the common name of the certificate
## Default: false
useIdForHostnameVerification = true

## Default: responseDelay = 95
## Should be "95" for CUL or COC, "100" for TI CC1101, "98" for Homegear Gateway and "60" for HM-CFG-LAN or HM-LGW
responseDelay = 98

Abschließend muss ein letztes Mal homegear auf dem Master neu gestartet werden und wenn alles korrekt installiert und konfiguriert wurde, sollten nach wenigen Minuten BidCoS Pakete über das neue Gateway empfangen werden. Entsprechende Logmeldungen in /var/log/homegear/homegear.log folgen dabei diesem Muster:

HomeMatic BidCoS packet received (<HOSTNAME>, RSSI: -45 dBm)

Weiterführende Informationen

Software und Dokumentation

• Certificate Authoritfy für Homegear einrichten
• Einen Homegear-Gateway verbinden
• Homegear: Pakete für Rasbpian 9 (Stretch), „stable“
• Homepage von Homegear
• Support im Homegear Forum
• Wikipedia: Serial Peripheral Interface

Produkte*

• cod.m CC1101 SPI Bundle 18cm/3.0dBi
• Raspberry Pi 3 Modell B
• Aukru Micro-USB Netzteil, 5V 3A
• Aukru Gehäuse für Raspberry Pi 3
• SanDisk Ultra Fit 16GB USB 3.0 Stick
• Homematic LAN Gateway

Der Beitrag Homegear-Gateway mit CC1101 und Raspberry Pi 3 erschien zuerst auf dahlen.org.

Eine lösbare Herausforderung …

Den Zero W gibt es für unter 15 EUR (ohne Zubehör) bzw. für unter 30 Euro als Essential Paket (z.B. bei Amazon). Für die Installation wird eine geeignete Micro-SD-Karte mit mindestens 8GB Kapazität benötigt. Außerdem ein Kartenleser (z.B. von Lexar, bei Amazon), welcher an einen weiteren Rechner angeschlossen wird.

Vorbereitung

Das Bespielen der SD-Karte mit Raspbian lt. Install Guide ist schnell erledigt und mündet folgender Partitionierung:

1. die boot-Partition, welche das DOS-Dateisystem nutzt und
2. die root-Partition, welche das Linux Ext-Dateisystem nutzt.

Wir werden ausschließlich den Inhalt der boot-Partition erweitern, dank DOS-Dateisystem sind die folgenden Änderungen unter allen populären Betriebssystemen möglich.

OpenSSH-Service aktivieren

Gemäß offizieller Anleitung (Abs. 3) ist im Stammverzeichnis der boot-Partition eine Datei namens ssh zu erstellen. Die reine Existenz dieser Datei führt im Raspian-Boot-Prozess dazu, dass der OpenSSH Server automatisch aktiviert wird und eingehende Verbindungen auf Port 22 annimmt.

WLAN-Konfiguration vorbereiten

Der zweite Schritt ist etwas umfangreicher. Ebenfalls im Stammverzeichnis der boot-Partition wird die Datei wpa_supplicant.conf erstellt. Lt. ungeprüfter Aussagen muss sie Linux-Zeilenenden aufweisen. Wie in den Hintergrundinformationen angekündigt, wird diese Datei beim Start automatisch an die richtige Stelle /etc/wpa_supplicant/ verschoben.

Die Datei hat folgenden Inhalt:

country=DE 
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev 
update_config=1 
network={
     ssid="WLAN SSID"
     scan_ssid=1
     psk="WLAN PASSWORT"
     key_mgmt=WPA-PSK
}

Die Werte WLAN SSID und WLAN PASSWORT sind natürlich durch die tatsächlichen Angaben zu ersetzen. Befindet man sich nicht in Deutschland, ist DE durch den ISO-Code des aktuellen Landes zu ersetzen.

Start

Damit sind die Vorbereitungen für den ersten Start abgeschlossen. Die SD-Karte wird nun in den Raspberry Pi gesteckt und dieser mit Energie versorgt. Nach einigen Sekunden sollte der Raspberry Pi im WLAN auftauchen, als Standard-Hostname wird dabei raspberrypi verwendet. Im WLAN-Access Point sollte sich auch die vergebene IP-Adresse ermitteln lassen.

Mittels eines geeigneten SSH-Clients kann nun die Anmeldung erfolgen. Das Passwort zum Standard-Benutzer pi ist in der offiziellen Dokumentation zu finden und sollte nach der 1. Anmeldung unbedingt geändert werden.

Das Verfahren zur WLAN-Client-Definition kann übrigens wiederholt werden und eignet sich somit auch, um eine nachträgliche Änderung headless durchzuführen.

Der Beitrag Raspberry Pi Zero W „headless“ Setup – so geht’s erschien zuerst auf dahlen.org.