CCU3 Alternative – Leistungsstarke individuelle Zentrale mit der Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD

Mit dem Raspberry Pi 3 B oder alternativer Hardware (Asus Tinkerboard) und der neuen Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD lässt sich schnell und einfach eine leistungsstarke Zentrale für die Smart Home Systeme Homematic und Homematic IP aufbauen. Als Basis für diese Zentrale dient die Offenlegung der CCU2-Software für alternative Hardware-Plattformen. Die Software wird als HM-OCCU-SDK zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise erhält der interessierte Anwender alle Tools zum Aufbau seiner individuellen Zentrale.

Viele von uns verwenden Heute bereits eine Raspberry Pi3 oder ein ASUS Tinkerboard um die in die Jahre gekommene CCU2 zu ersetzen. In diesem Artikel möchte ich euch beschreiben, wie die neue Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD zusammen gelötet wird, sowie das dazu gehörende ELV CHARLY Gehäuse bestückt und zusammen gebaut wird. Die aktuelle RaspberryMatic Version 2.31.25.20180526 unterstützt bereits das neue Funkmodul. Auch piVCCU wird, sobald möglich dieses Funkmodul unterstützen. Somit hat der interessierte Anwender nicht nur die Wahl zwischen verschiedenen Hardware Plattformen, sondern auch die Möglichkeit seine Zentrale nach seinen Wünschen oder Anforderungen mit Software auszustatten.

Allgemeines

Alle Anwender, die bereits einen Raspberry Pi oder einen vergleichbaren Einplatinenrechner als Homematic Zentrale im Einsatz haben, wissen die großen Geschwindigkeitvorteile sehr zu schätzen. Auch die größere Anzahl an verwendbaren Schnittstellen bietet vielfältige Möglichkeiten. Was die Software anbetrifft gibt es aus meiner Sicht zwei interessante Projekte. Zum einen piVCCU von Alex Reinert, der die Original-Software der CCU über eine Containerlösung auf die neue Hardware bringt. Zum Anderen RaspberrMatic von Jens Maus, der eine erweiterte Softwarelösung für HomeMatic auf Raspberry Pi oder anderen Platformen entwickelt hat. Beide Lösungen verfolgen unterschiedliche Ansätze und beide Lösungen sind daher auch für unterschiedlich Anwender von Interesse. Es gibt hier aus meiner Sicht kein besser oder schlechter, sondern gemessen an der Anforderungen des Anwenders eine je nachdem geeignetere Lösung. Das sollte wirklich jeder Nutzer für sich selbst entscheiden. Es ist ja kein Problem die Lösungen zu Testen.

Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD

Wie oben bereits beschrieben ist es ja schon länger möglich die HomeMatic Zentrale auf eine schneller Plattform zu verlagern. Die neue CCU3 beinhaltet zukünftig ebenfalls einen Raspberry Pi3 und somit die gleiche Hardwarebasis. Was der CCU3 aber einen Vorteil verschafft ist die neue Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD. Mit dieser Funk-Modulplatine steht dem Nutzer ein leistungsfähiges und in seinen Möglichkeiten erweitertes Funk-Interface für die Unterstützung von Homematic und Homematic IP zur Verfügung. Damit sollten auch bei zukünftig steigenden Anforderungen in Bezug auf größere  Homematic Installationen keine Probleme entstehen.

Die neue Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD ist der Nachfolger des seit längerem bewährten Homematic Funkmoduls HM-MOD-RPI-PCB. Es wurde allerdings konsequent weiterentwickelt und mit neuen leistungsfähigeren Bauteilen versehen. Durch diese neuen Komponenten (neueste Transceiver-Generation), sowie der andere Aufbau der Platine und die Plazierung neben dem Einplatinerechner Funkreichweite erheblich optimiert werden.  Zusätzlich hat das Funkmodul eine neue stabile Stromversorgung über ein neues Netzteil bekommen, welches auch den Rechner mit versorgt. Eine weitere Verbesserung stellt der Einsatz eines RTC-Bausteins dar. Damit hat die Zentrale immer die korrekte Uhrzeit, auch wenn der NTP-Server mal nicht erreichbar ist.

Die technischen Daten der neuen Funkmodul-Platine RPI-RF-MOD findet ihr hier.

Neues Gehäuse CHARLY

Natürlich hat dieses neue Funkmodul auch einen Nachteil, denn die Raspberry Pi3 B passt mit diesem Funkmodul nicht mehr in die vorhandenen Standardgehäuse. Aus diesem Grund wurde von ELV auch ein komplett neues Gehäuse entwickelt.

Beschreibung neues Gehäuse

Das neue ELV RP-Case wurde entwickelt, um mit einer Raspberry Pi3 B und genauso mit dem ASUS Thinkerboard zu bestücken, um diese dann im Zusammenspiel mit der Funk-Modulplatine mit Echtzeituhr (RPI-RF-MOD) zu betreiben. Auch für andere Konfigurationen mit dem Raspberry Pi B einsetzbar, ob mit oder ohne aufgesetzte Erweiterungsmodule. Eine integrierte Tastenbetätigung und zwei Lichtleiter, je einer für die Act./PWR-LEDs des Raspberry Pi und einer für eigene LED-Anzeigen, sowie eine sichere Abdeckung für den microSD-Kartenschacht ergänzen die Ausstattung des vielseitig einsetzbaren Gehäuses.

Highlights

• Schutzgehäuse für SBC Rasperry Pi 3 Modell B und GPIO-Erweiterungsmodule
• GPIO-Erweiterungsmodul zusätzlich mit Schraube fixierbar für höhere mechanische Sicherheit
• Einfache Platzierung des SBC vornehmlich zur Wandaufhängung über integrierte Aufhängungen, in 2 Ausrichtungen entsprechend der Anschlussleitungsführung möglich
• Oberflächenschonende Schaumstofffüße
• Integrierte Tastenbetätigung für passend zu platzierende Taster
• 2 Lichtleiter für Act./PWR-LEDs des Raspberry Pi und individuelle Anzeige
• Abdeckung für den microSD-Kartenschacht – schützt die Speicherkarte vor äußeren Einflüssen und Herausfallen
• Blindkappe für unbenutzten USB-Port

Nachbau Funk-Modulplatine RPI-RF-MOD

Der Nachbau beschränkt sich auf wenige Arbeitsschritte, da die meisten Bauteile bereits werkseitig vorbestückt sind.

Die Bestückung ist schnell bewerkstelligt, da das einzige zu bestückende und zu verlötende Bauteil der Goldcap-Kondensator C9 ist. Beim Einsetzen des Goldcaps ist unbedingt auf die richtige Polung zu achten. Der Minuspol ist am Kondensator mit einem Minuszeichen markiert, und auf der Leiterplatte ist der Pluspol mit einem Pluszeichen gekennzeichnet. Damit ist die Bestückung der Leiterplatte bereits abgeschlossen.

Abschließend muss das Typenschild in den dafür vorgesehenen weißen Rahmen auf der Leiterplatte geklebt werden.

Bevor die fertig bestückte Leiterplatte in das optionale Gehäuse eingebaut wird, sollten die Bestückung und die Lötstellen nochmals kontrolliert werden. Für die spätere Montage von Platine und Gehäuse wird ein TORX-Schraubendreher der Größe T6 benötigt.

Gehäuseeinbau

Hier möchte ich euch mit Hilfe der von ELV zur Verfügung gestellten Informationen zeigen wie einfach der Einbau der Komponenten in dem neuen ELV- Gehäuse ist. Bevor der Raspberry Pi in das Gehäuse eingelegt werden kann, muss zunächst der USB-Blindstopfen an der unteren Halbschale befestigt werden. In einem der Lüftungsschlitze ist hierfür extra eine Bohrung vorgesehen.

Bevor ihr nun den Raspberry Pi in die untere Gehäusehälfte einsetzt und verschraubt, ist es sehr wichtig, das keine microSDKarte im Raspberry Pi steckt!

Als nächstes ist die Funkmodul Platine auf die GPIO Schnittstelle aufzustecken und anschließend mit einer Schraube zu fixieren.

Nun ist die Antenne entsprechend den Vorgaben zu verlegen. Die Antenne ist gestreckt zu verlegen, sodass ihr Ende 2 mm über den letzten Halter hinausragt.

Im nächsten Schritt sind die beiden Lichtleiter in die vorgesehenen Positionen einzustecken. Aufgrund der unterschiedlichen Formen ist eine Verwechslung ausgeschlossen.

Nun können die beiden Gehäusehälften zusammengesetzt werden. Dabei sollte man die obere Halbschale von oben auf die untere Halbschale stecken. Dank der Schnappverschlüsse ist keine Verschraubung des Gehäuses erforderlich. Jetzt können die Schaumstofffüsse am Unterteil eingeklebt werden.

Als letzten Schritt die microSD-Karte in den vorgesehenen Slot einstecken. Abschließend die Abdeckung zum Schutz der Karte einsetzen.

FERTIG

Damit ist der Zusammenbau eurer neuen HomeMatic Zentrale abgeschlossen. Ein letzter wichtiger Punkt ist natürlich noch die Software.

Installationsvideo

Wer den kompletten Zusammenbau der Funkmodul-Platine und des CHARLY Gehäuses lieber als Video anschauen möchte, der findet hier das entsprechende Installationsvideo.

Die Software

Damit der Raspberry Pi im Zusammenspiel mit der hier vorgestellten Funk-Modulplatine als Zentrale fungieren kann, ist Software erforderlich.

Was die Software anbetrifft gibt es aus meiner Sicht zwei interessante Projekte. Zum einen piVCCU von Alex Reinert, der die Original-Software der CCU über eine Containerlösung auf die neue Hardware bringt. Zum Anderen RaspberrMatic von Jens Maus, der eine erweiterte Softwarelösung für HomeMatic auf Raspberry Pi oder anderen Platformen entwickelt hat. Beide Lösungen verfolgen unterschiedliche Ansätze und beide Lösungen sind daher auch für unterschiedlich Anwender von Interesse. Es gibt hier aus meiner Sicht kein besser oder schlechter, sondern gemessen an der Anforderungen des Anwenders eine je nachdem geeignetere Lösung. Das sollte wirklich jeder Nutzer für sich selbst entscheiden. Es ist ja kein Problem die Lösungen zu Testen.

Wechsel von RaspberryMatic

Wenn ihr eure Zentrale bereits auf einer Raspberry Pi betreibt und uch schon auf der aktuellen RaspberryMatic Version 2.31.25.20180526 seid, braucht ihr eigenlich keine Software neu installieren. Einfach die microSD-Karte nach dem Zusammenbau in den Slot stecken und das System starten. Dann sollte die Zentralle mit den bekannten Parametern erreichbar sein und funktionieren. Seid ihr noch auf einer älteren Firmware, müsst ihr natürlich erst die oben beschrieben installieren.

Wechsel von piVCCU

Kommt ihr von einer piVCCU Installation, müsst ihr ebenfalls auf der das neue Funkmodul unterstützenden Version sein (aktuell noch nicht verfügbar). Kommt aber sicherlich mit Erscheinen des Funkmodules. Auch dann braucht ihr nicht weiter zu tun als nach dem Zusammenbau die microSD-Karte in den Slot stecken und das System starten. Dann sollte die Zentralle mit den bekannten Parametern erreichbar sein und funktionieren.

Wechsel von der CCU2 auf piVCCU

Wenn ihr von der CCU2 kommt, ist als Erstes ein Backup der HomeMatic Zentralle über die entsprechende WebUI durchzuführen.

Wollt ihr dann auf der neuen Zentrale piVCCU verwenden, ist die Installation des aktuellen Images auf der microSD Karte erforderlich. Eine detailierte Beschreibung findet ihr hier.

Anschließend dann die Sicherung, welche ihr auf der CCU2 in der WebUI gemacht habt, wieder einspielen. Danach sollte die Zentrale mit der neuen Hardware starten und erfolgreich laufen.

Da bei piVCCU die Original Firmware der CCU verwendet wird, ist eine Anpassung eventueller AddOns nicht erforderlich.

Sobald ist die neue Hardware habe, werde ich das Testen und detailiert beschreiben.

Wechsel von der CCU2 auf RaspberryMatic

Wenn ihr von der CCU2 kommt, ist als Erstes ein Backup der HomeMatic Zentralle über die entsprechende WebUI durchzuführen.

Wollt ihr dann auf der neuen Zentrale RaspberryMatic verwenden, ist die Installation des aktuellen Images auf der microSD Karte erforderlich. Eine detailierte Beschreibung findet ihr hier.

Solltet ihr AddOns installiert haben, so sind diese anschließend am Besten noch auf der CCU2 zu deinstallieren. Ausnahme ist CuxD, das bitte nicht deinstallieren.

Anschließend dann die Sicherung, welche ihr auf der CCU2 in der WebUI gemacht habt, wieder einspielen. Danach sollte die Zentrale mit der neuen Hardware starten und erfolgreich laufen.

Dann müsst ihr die entsprechenden AddOn Versionen für Raspberry Pi installieren. Den AddOn CuxD einfach drüber installieren, damit die definierten Geräte nicht verloren gehen.

Fazit

Aus meiner Sicht ist mit dem neuen Gehäuse ein einfacher und schneller Umstieg von piVCCU oder RaspberryMatic auf das neue Funkmodul möglich.

Über das Aussehen des Gehäuses lässt sich wie immer trefflich streiten, weil es sich dabei immer um eine Geschmacksache handelt.

Ich persönlich finde es gut und habe es mir auch bereits bestellt wie natürlich auch das neue Funkmodul.

Es dauert leider aber noch ein paar Wochen bis die Komponenten bei mir eintreffen, aber ich werde darüber berichten, sobald ich diese getestet habe.