Homematic IP wired revolutionieren – 0-10V Dimmer einbinden und nutzen mit dem MeanWell KAA-4R4V-10

In diesem Artikel werde ich euch zeigen, wie ihr eine Schwäche von Homematic durch die Stärke von KNX ausgleichen könnt. Gerade was dimmen angeht, hat Homematic meiner Meinung nach größere Schwächen und bietet LED Niedervolt Dimmer nur in Bausätzen an. Gerade für Homematic IP Wired Nutzer ist die Verwendung von Funk Bausätzen keine befriedigende Lösung. Aus diesem Grund habe ich für euch eine Möglichkeit gefunden, beide Welten miteinander zu verbinden. Dieser Artikel wird euch Schritt für Schritt zu einer fertigen Schnittstelle zwischen Homematic und KNX führen.

LEDs zur Beleuchtung in Wohnräumen einzusetzen ist mittlerweile Standard – leider gibt es bei den aktuellen Homematic IP wired Aktoren nur einen 3-kanal-Dimmer, der über Phasenabschnitt dimmen kann. Dieses Verfahren ist ideal für Halogenleuchten oder andere konventionelle Leuchtmittel. Für moderne LEDs ist dies jedoch eigentlich ungeeignet. Gute Methoden, die bei KNX Standard sind, sind hier beispielsweise 0-10V Dimmer, PWM oder auch DALI. Beides ist bei einer KNX Installation Standard. Daher wollen wir Euch zeigen, wie Ihr diese Funktionen auch in Eurer Homematic Installation nutzen könnt. In den nächsten Artikel werden wir Euch zudem zeigen, wie auch PWM Dimmer und DALI in Homematic IP wired eingebunden werden kann.

Heute fangen wir aber zuerst mit dem 0-10V Dimmer an, den Sebastian bereits in einem Artikel (LED Spots / LED Stripes über 0-10V sauber dimmen – Vorstellung Mean Well KAA-4R4V-10) sehr ausführlich beschrieben hat. Schaut Euch diesen Artikel als Grundlage an – jetzt starten wir mit der Einbindung in Homematic IP wired.

Was benötigen wir um Homematic IP wired mit dem 0-10V Dimmaktor zu ergänzen?

1. Einen Raspberry Pi 4, eine Synology, eine CCU3
2. Eine Funkplatine falls ihr einen Raspberry Pi oder einen Server benutzt
3. Docker, Linux oder Windows
4. KNX Spannungsversorgung: ca. 65€ (Bsp. KNX Netzteil 19,2W 640mA 30V ; MeanWell, KNX-20E-640 ; Schaltnetzteil)
5. KNX Gateway 165€(Bsp.:Gira 216800 IP Schnittstelle KNX Einflächenbedienung REG)
6. KNX Dimmer 77,60€ (MeanWell KNX 0-10V Dimmer)
7. Node-Red Installation und Einrichtung

Node-Red über das RedMatic AddOn auf dem Rpi4 installieren

1. Download von RedMatic über den folgenden Link: https://github.com/rdmtc/RedMatic/releases/tag/v7.2.1
2. RaspberryMatic öffnen und zu der Systemsteuerung navigieren
3. Zusatzssoftware öffnen und unter dem Punkt Zusatzsoftware auswählen Datei auswählen klicken
4. Die Heruntergeladene Datei mit dem Namen redmatic-… .tar.gz öffnen und anschliessend installieren
5. Abschliessend wird die Zentrale neu gestartet
6. Nach dem Neustart müsst ihr wieder zu den Systemeinstellungen navigieren.
7. Jetzt findet ihr entweder einen zusätzlichen Button mit RedMatic oder ihr könnt diese über die Zusatzsoftware und den Punkt einstellen öffnen.
8. Es öffnet sich die Verwaltungsseite von RedMatic wo ihr die Zugangskontrolle eingestellt werden kann. Für die Ersteinrichtung habe ich die Authentifizierung ausgeschaltet.
9. Zuätzlich könnt ihr unter dem Punkt Debug einrichten was bei einem Absturz passiert.
10. Es kann vorkommen das es durch gewisse AddOns zu Fehlern kommt, diese könnt ihr dann über das Log auslesen

Einrichtung von KNX über ETS

Die Einrichtung für das erste Projekt habe ich auf das nötigste reduziert. Natürlich könnt ihr hier die Dokumentation pflegen und alles detailierter aufbauen. Meiner Meinung nach kommt ihr jedoch bei dem ersten Projekt auf diese Weise am schnellsten zu einem funktionsfähigen Aufbau.

• Für die Einrichtung solltet ihr die ETS5 Version benutzen. Im Demo Modus können 5 Geräte programmiert werden
• Die Anleitung für die Installation findet ihr in einem anderen Artikel: ETS Installieren
• Erstellt ein neues TP Projekt mit einer Dreistufigen Gruppenadressenschicht
• Öffnet das Fenster Topologie (Hier werden alle Geräte adressiert. Detaillierte Informationen findet ihr in meinem anderen Artikel)
• Über den Reiter Arbeitsbereich könnt ihr den Katalog über ein zusätzliches Fenster für die Geräteinbindung öffnen
• Sucht nach „KAA-4R4V-10“ aus und zieht diesen per Drag and Drop auf die Linie im Topologiefenster
• Wenn ihr nun auf den Dimmer im Topologiefenster klickt seht ihr die Kommunikationsobjekte
• Wechselt in dem unteren Fenster zu den Gruppenadressen. Über die Gruppenadressen könnt ihr mit RedMatic oder Node-RED kommunizieren.
• Erstellt eine Hauptgruppe „Zentralfunktionen“, eine Mittelgruppe „EG“ und eine Untergruppe „Zentral Licht EG E/A“
• Zieht nun per Drag and Drop das Kommunikationsobjekt Zentrale Funktionen (Schalter An/Aus) in die Untergruppe
• Jetzt kommt der Teil für die Einzelsteuerung. Hier müsst ihr mehrere Mittelgruppen und Untergruppen erstellen:
  1. Mittelgruppen: „Schalten“, „Schalten RM“, „Dimmen“, „Dimmwert“, „Dimmwert RM“
• Für jeden Lichtkreis, der einzeln gesteuert wird, müsst ihr in jeder Mittelgruppe eine Untergruppe erzeugen. Beispielsweise:
  1. Licht Flur Schalten
  2. Licht Treppe Schalten
• Wichtig ist, dass ihr den Text jeder Untergruppe an den Text der Mittelgruppe anpasst. Ein Beispiel:
  1. Mittelgruppe: „Dimmen“ -> Untergruppe: „Licht Flur Dimmen“
  2. Mittelgruppe: „Dimmwert RM“ -> Untergruppe: „Licht Flur Dimmwert RM“

• Im nächsten Schritt werden die Kommunikationsobjekte des Kanal 1 mit den passenden Gruppenadressen verbunden:
  • Schalter An/Aus -> Licht Flur Schalten
  • Zustand An/Aus -> Licht Flur Schalten RM
  • Relativ dimmen -> Licht Flur Dimmen
  • Absolut dimmen -> Licht Flur Dimmwert
  • Zustand dimmwert -> Licht Flur Dimmwert RM
• Die letzten Schritte müsst ihr mit jedem Lichtkreis wiederholen und dann seid ihr auch schon fertig mit dem Parametrieren vom KNX Teil
• Jetzt müsst ihr den Bus verbinden um die Konfiguration auf die KNX Geräte zu überspielen
• Klickt oben links auf das ETS Feld und navigiert über die Reiter zu dem Punkt Bus
• Verbindet eure Schnittstelle über Hinzufügen.
• Hier benötigt ihr nun die IP Adresse des KNX Gateways und tragt unter Individual Adress die 1.0.255 ein
• Nun geht wieder in euer Projekt und Programmiert die Konfiguration über das Topologiefenster
• In dem Ordner Initial-Geräte findet ihr den noch nicht programmierten Taster.
• Klickt mit der rechten Maustaste auf das Gerät und Wählt Programmieren „Physikalische Adresse und Applikationsprogramm“ aus.
• Jetzt müsst ihr nur noch an dem Taster den Programmierknopf klicken und schon ist der ETS Teil abgeschlossen

Wie können Taster für Node-RED abgefragt werden

Um Homematic Taster in Node-RED verweden zu können, müsst ihr mithilfe der Software Homematic Manager noch eine Anpassung an eurer Homematic Anlage vornehmen. Die Tastendrücke müssen protokolliert werden um diese in Node-RED verwenden zu können und um damit den vorbereiteten KNX Dimmer anzusteuern.

• Öffnet den Homematic Manager
• Gebt die IP-Adresse eurer Zentrale und ggf. ein Passwort ein
• Wählt in der Auswahl oben links den Reiter HmIP aus
• In der Liste werden nun alle Geräte und Taster angezeigt
• Mit einem Klick auf den Plus Button öffnen sich die einzelnen Kanäle
• Jetzt müsst ihr jeden Kanal mit der rechten Maustaste anklicken und in der Auswahl „reportValueUsage 1“ auswählen
• Nachdem ihr alle Kanäle angepasst habt, könnt ihr zu Node-RED wechseln

Verknüpfung über RedMatic oder Node-RED

Nachdem die in den vorherigen Abschnitten beschriebenen Vorbereitungen getroffen wurden, können wir nun mit der Verknüpfung der zwei Welten beginnen. Wie immer sind auch alle Schritte in der Diashow noch einmal mit einer Foto Schritt-für-Schritt-Anleitung dokumentiert. Bitte verbindet die Nodes erst am Ende, wie in der Grafik dargestellt. In den ersten Schritten habe ich eine Verbindung nicht richtig gesetzt und zum Ende korrigiert.

1. Die Installation des KNX Nodes: Über die Einstellungsmaske oben rechts müsst ihr über die Palette verwalten das Installationsmenü öffnen
2. Wählt den Reiter installieren
3. Sucht nach node-red-contrib-knx-easy oder gebt nur knx ein und wählt den folgenden Node aus node-red-contrib-knx-ultimate
4. Schließt die Einstellungen nachdem der Node fertig installiert ist
5. Auf der linken Seite findet ihr nun eine neue Kategorie mit dem Node knxEasy in den ihr einfach per Drag and Drop auf die Arbeitsfläche ziehen könnt
6. Per Doppelklick kommt ihr in die Eigenschaften, wo ihr die IP-Adresse von eurem Gateway, die von euch gewählte Gruppenadresse, den Datenpunkt 1.001 (DPT_Switch) und den Namen für euren Taster eintragen müsst
7. Um ein die vorab bearbeiteten Taster auswerten zu können müsst ihr in der Kategorie ccu den Node value suchen. Zieht diesen auf die Arbeitsläche neben den KNX Node
8. Öffnet die Eigenschaften und tragt die folgenden Punkte ein:
   1. CCU: localhost
   2. Interface: HmIP-RF
   3. channel: Einen Empfängerkanal eines Tasters(In der CCU könnt ihr in den Einstellungen unter dem Punkt Geräte sehen welche Kanäle die Empfänger sind, wenn ihr diese mit dem + Button aufklappt)
   4. Wichtig ist, dass ihr einen Taster für An und hoch dimmen auswählt und einen für Aus runter dimmen. Die Bedienung der Dimmer ist also optimal, wenn ihr zwei Wippen dafür verwenden könnt.
   5. Erstellt pro Taste jeweils zwei value Nodes:
      1. PRESS_SHORT für an und aus
      2. PRESS_LONG für hoch- und runter dimmen
   6. Name: Optimalerweise benennt ihr euch die value Objekte noch, um später mehr Übersicht zu haben
9. Für den Taster, der das Licht ausschalten soll, müsst ihr noch ein change Node hinzufügen, der aus dem von Homematic gesendeten Boolean Wert „True“ ein „False“ ersetzt, damit beim Übertragen zu KNX das Licht auch ausgeschaltet wird.
10. Für die Taster zum Dimmen (PRESS_LONG) müssen wir die Senderate durch das Funktionsnode delay reduzieren. Verbindet also zu jedem Taster ein delay-Node und konfiguriert die Aktion Geschwindigkeitslimit, 1 Nachricht pro Sekunde und Zwischennachrichten löschen.
11. Das gleiche wie bei Punkt 9 müssen wir jetzt noch einmal für das Hoch- und Runterdimmen erstellen. Wenn dem KNX Datenpunkt dimmen die Zahl 1 gesendet wird, dimmt der Aktor hoch. Bei 0 dimmt der Aktor runter. Wir nehmen also das change-Node und ersetzen den Boolean Wert True bei hochdimmen durch eine 1 und beim runterdimmen durch eine 0
12. Im letzten Schritt verbinden wir die KNX-Nodes mit den Enden. Wählt hier aus der Node Übersicht unter dem Reiter KNX Ultimate den Node KNX Device aus und zieht diesen rechts neben die letzten Nodes. Für das Ein- und Ausschalten müsst ihr die Gruppenadresse verwenden, die ihr für das jeweilige Licht erstellt habt. In meinem Fall 1/0/0 für Licht Flur Schalten. Der Datenpunkt ist 1.001 Switch. Wichtig ist, dass ihr direkt zu Beginn oder zum Ende noch die Eigenschaft unter Ausgänge“Payload nur bei Änderung an den KNX Bus senden“ deaktiviert.
13. Jetzt fehlt nur noch der KNX Node für das Hoch- und Runterdimmen. Zieht hier auch den Node KNX Device neben eure Dimmfunktionen und wählt die Gruppenadresse 1/2/0 und den Datenpunkt 3.007 Dimming control aus. Wichtig ist auch hier, dass ihr direkt zu Beginn oder zum Ende noch die Eigenschaft unter Ausgänge“Payload nur bei Änderung an den KNX Bus senden“ deaktiviert.
14. Verbindet nun die einzelnen Nodes wie in der Grafik angezeigt:

Vollständinge Schritt-für-Schritt Anleitung um den 0-10V Dimmer in Homematic zu integrieren

Fazit zum Einbinden von 0-10V Dimmern in Homematic IP wired

In diesem Artikel habe ich euch die Einrichtung und die erste Verknüpfung zwischen KNX und Homematic beschrieben. Wie ihr euch sicherlich vorstellen könnt kratzen wir hiermit nur ganz leicht an der Oberfläche der Möglichkeiten.