IButton HomeMatic Türöffner/Schlüsselbrett HB-IBUT-8

Begonnen von ext23, 29 Oktober 2018, 21:24:48

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ext23

Ich möchte hier mein iButton Schlüsselbrett vorstellen. Das Schlüsselbrett verrichtet schon seit einigen Jahren erfolgreich seinen Dienst. Es wird jedoch zunehmend immer schwieriger die iButtons über das normale OWX Modul am 1-Wire Bus abzufragen. Das Problem ist, dass diese iButtons ständig gepollt werden müssen (<5s) um sinnvoll die Funktion eines digitalen Schlüsselhalters zu realisieren. Auch ist diese Variante sehr störanfällig. In dem AskSin++ Thread (https://forum.fhem.de/index.php/topic,57486.msg844810.html#msg844810) kam dann die Idee auf, dafür ein HB HM Device zu kreieren. Eigentlich wollte -papa- nur ein iButton Türöffner haben und da habe ich mich mit meinem Use-Case zwischen gedrängelt und siehe da, das Gerät "HB-IBUT-8" (https://github.com/pa-pa/AskSinPP/tree/master/examples/custom/HB-IBUT-8) ist entstanden.

Aufbau meines Schlüsselhalters:
Ich habe 3 iButton Magnetkontaktflächen (Ich meine die waren aus dem fuchs-shop) verbunden zu einem 1-Wire Bus. Für das HB-IBUT-8 als Hardware verwende ich einen alten AVR panStamp (https://wiki.fhem.de/wiki/PanStamp). Man kann hier natürlich auch ein AVR/Arduino zusammen mit dem CC1101 Funkmodul nehmen oder auch was anderes.
In meinem Schlüsselbrett befindet sich noch ein LCD mit 1-Wire Adapter (https://wiki.fhem.de/wiki/1-Wire_Textdisplay) welches aber an meinem regulären 1-Wire Bus hängt und über OWX angesprochen wird. Das steuert im übrigen auch die LEDs in den Magnethaltern.

Platine und Verkabelung:
Die Platine habe ich auf Lochraster schnell zusammen gelötet. Durch Verwendung des panStamps wird hier nicht viel benötigt. Man braucht nur irgendwie die 3,3V für das Modul und die iButtons (Die iButtons laufen sauber mit 3,3V, hat man ein 5V Modul (Arduino nano) geht das natürlich auch! Aber das CC1101 braucht glaube ich eh 3,3V, macht also kein Sinn 5V zu benutzen.). Dann sollte man sich 2 Taster für config und reset (optional) genehmigen und entweder eine Dual oder zwei einzelne LEDs für die klassischen HM Status. Der Grundaufbau ist also für alle HB HM Geräte gleich. Für die iButtons und dem 1-Wire Bus gibt es aber eine Besonderheit. Die iButtons haben nur 2 Kontakte und werden aus diesem Grund parasitär mit Strom versorgt. Aus diesem Grund ist es wichtig den 1-Wire Bus auf ein High Pegel zu halten. Die Kondensatoren in den iButtons speichern somit genug Energie um die Übertragung der Seriennummer zu gewährleisten. Den 1-Wire Bus hält man mit Hilfe eines 4,7 kOhm Widerstandes gegen VCC auf High Pegel. Zu gering sollte der Widerstand nicht sein, da sonst eine Kommunikation nicht mehr möglich ist. Der Pegel muss ja zum Senden auch irgend wann mal auf Low gehen können. Viel mehr als 4,7 kOhm sind auch nicht gut, dann kann es wiederum Probleme bei der Kommunikation geben. Was also annähernd 4,7 kOhm hat und in der Schublade liegt ist zu gebrauchen.

Funktion:
Für das Schlüsselbrett können "beliebig" viele iButton Kontaktflächen zu einem 1-Wire Bus zusammengefasst werden und mit dem HB-IBUT-8 verbunden werden. Zuerst muss das neue Gerät natürlich mit einer CCU/FHEM etc. gepaired werden. Das Gerät stellt 8 Kanäle zu Verfügung. Jedem Kanal kann ein iButton bzw. eine iButton Seriennummer zugewiesen werden. Das kann auf 2 Wegen geschehen. Entweder man schaltet einen Kanal auf "on" und hält anschließend den neuen iButton auf eine freie Kontaktfläche, oder man fügt über die Register R-addressHi und R-addressLo die Adresse manuell hinzu.

Standardmäßig verhält sich das Gerät wie eine Fernbedienung. Es werden Remote-Events (Short/Long) gesendet, wenn ein bekannter iButton erkannt wird. Wird das buttonMode Register von remote auf state umgestellt, verhält sich das Gerät, wie ein ThreeStateDevice (z.B. Fensterkontakt) mit den States [absent,present,educate].

Das funktioniert wirklich sehr schnell und sauber. Man spart sich also das ganze polling. Ich bin wirklich sehr zufrieden. Einziger Wermutstropfen ist die ungesicherte Übertragung über Funk. Da aber nicht die Seriennummer an sich übermittelt wird ist es halb so schlimm. Ein Außenstehender muss also schon ziemlich genau wissen, was dieses HM Gerät macht. Der Gedanke ist deshalb wichtig weil man natürlich seine Alarmanlage darüber steuern kann.

FHEM seitig kann man hier natürlich entsprechend reagieren und je nach Gusto beim Verlassen der Wohnung die Heizung und das Licht abstellen etc. Das ist dann aber ein anders Thema.

Die Magnethalter sind übrigens sehr gut, da ist noch nie ein Schlüsselbund abgefallen. Es kann nur mal passieren, dass es kein Kontakt gibt. Beim Anhängen des Schlüssels macht es sich also gut eine kleine gekonnte Drehung auszuüben um den Dreck weg zu schleifen. Ein kleiner Nachteil ist (je nach System), dass der iButton magnetisch ist und nicht der Halter. Sprich in der Tasche aufpassen mit Kreditkarten und es sammeln sich im Laufe der Zeit auch Eisenspäne an dem Ding. Ein "klebenbleiben" am Schlüsselring wie einige berichten etc. stört mich eigentlich weniger.

Die Software bzw. Firmware kann man gut selber kompilieren mit der Arduino IDE. Man muss natürlich die HM Seriennummer und die Ports für die Taster, LED und vor allem den 1-Wire Bus anpassen! Beispiel:

#define LED1_PIN 4 //rot
#define LED2_PIN 5 //gelb
#define CONFIG_BUTTON_PIN 9
#define IBUTTON_READER_PIN 8


Damit FHEM mit dem Gerät etwas anfangen kann, muss das aktuelle HMConfig_AskSinPPCustom.pm installiert werden - in das FHEM Verzeichnis kopiert werden.

Da mein Schlüsselbrett schon ein paar Tage alt ist gibt es hier im Forum bereits Fotos aber ich hänge noch mal aktuelle Bilder an diesen Thread.

Verbesserungen:
- Steuerung der LEDs in den iButton Magnetkontaktflächen über das HB-IBUT-8 Gerät
- Eventuell mehr als einen 1-Wire Bus auf dem HB-IBUT-8 bereitstellen. Der Vorteil wäre hier das man erkennt auf welchem der Kontaktflächen welcher iButton hängt. So kann man dann auch die LEDs individuell steuern.

Bei Fragen einfach melden! Ein Dank geht natürlich an papa für die Erstellung/Programmierung des neuen HB-IBUT-8!

/Daniel
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papa

Danke für die ausführliche Dokumentation. Von mir noch schnell zwei Anmerkungen:


  • Damit FHEM mit dem Gerät etwas anfangen kann, muss das aktuelle HMConfig_AskSinPPCustom.pm installiert werden - in das FHEM Verzeichnis kopiert werden.
  • Standardmäßig verhält sich das Gerät wie eine Fernbedienung. Es werden Remote-Events (Short/Long) gesendet, wenn ein bekannter iButton erkannt wird. Wird das buttonMode Register von remote auf state umgestellt, verhält sich das Gerät, wie ein ThreeStateDevice (.z.B Fensterkontakt) mit den States [absent,present,educate].
BananaPi + CUL868 + CUL433 + HM-UART + 1Wire

eppi

Danke vielmals für die ausführliche Anleitung!
Ich habe noch eine Frage. Beim komplilieren kommt eine Fehlermeldung
'DREG_BUTTON_MODE' was not declared in this scope

Laut dieser Fehlermeldung muss da der ButtonMode deklariert werden. Wie und wo mache ich das?
Danke vielmals und viele Grüsse eppi

ext23

Hast du die letzte AskSin Version etc? Da braucht man nichts deklarieren.

/Daniel
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eppi

Zitat von: ext23 am 30 Oktober 2018, 18:07:10
Hast du die letzte AskSin Version etc? Da braucht man nichts deklarieren.
Genau, das wars - Danke für den Tip. Weiter gehts...

Prof. Dr. Peter Henning

#5
Prima, danke für die Beschreibung.

Ich habe schon länger einen Garagentoröffner, in dem ein Arduino alle 250 ms den iButton-Leser pollt. Und als externe Ansteuerung dazu einen HM-LC-SW1-BA-PCB
Und in der Pipeline eine modifizierte Version, bei der auch noch zwei Neigungssenssoren angeschlossen sind. Das kann ich mit dem Beispiel jetzt alles in einem realisieren.

Gibt es irgendwo eine Beschreibung zur Anbindung des  CC1101 an einen Arduino?

Hat jemand ein Beispiel mit der AskSinPP++ schon auf einem EspDuino oder einem anderen der fetten 5V-Arduinos zum Laufen bekommen ?

LG

pah

papa

Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 01 November 2018, 16:06:14
Gibt es irgendwo eine Beschreibung zur Anbindung des  CC1101 an einen Arduino?

Am besten hier bei Jerome, da gibt es jede Menge Bauanleitungen - https://github.com/jp112sdl/Beispiel_AskSinPP

Zitat von: Prof. Dr. Peter Henning am 01 November 2018, 16:06:14
Hat jemand ein Beispiel mit der AskSinPP++ schon auf einem EspDuino zum Laufen bekommen ?

Nein, wenn das aber halbweg ordentlich kompatibel ist und die Standard-Libraries gehen, sollte es nicht so schwer sein. Für ein Basisgerät reicht ein Timer, I2C für die EEPROM-Anbindung und SPI-Library für die CC1101-Anbindung.
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eppi

Hallo zusammen
Ich habe heute morgen erfolgreich meinen ersten iButton angelernt und es funktioniert nach einigem try & error super. Nochmals ein herzliches Dankeschön für die tolle Anleitung und die Software.

Eine Anmerkung habe ich noch:
Zitat von: ext23 am 29 Oktober 2018, 21:24:48
Jetzt muss man sich entscheiden für welchen Anwendungsfall man das HB-IBUT-8 verwenden möchte. Für das Schlüsselbrett muss der buttonMode auf state gesetzt werden (set DEVICE buttonMode state). In diesem Fall wird beim Anstecken und Abziehen jeweils ein event gesendet.

Um den ButtonMode umzustellen auf state, muss der Befehl wie folgt aussehen:
set <Device> regSet buttonMode state
Also regSet nicht vergessen....

Viele Grüsse eppi

ext23

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eppi

Eine Frage habe ich noch:
Mein Device hat folgende Attribute:
model HB-IBUT-8
subType custom

Mit dem "subTyp custom" ist gibt mir der state bei aufgelegtem iButton ein "present" aus, bei nicht aufgelegtem iButton ein "absent". Da gefällt mir, jedoch schreibt mir der iButton bei jedem Event ein Log-Eintrag mit:
HB-IBUT-801 is threeStateSensor
ins Log. Wenn ich den subTyp ändere auf threeStateSensor, dann habe ich keinen Logeintrag (wie  ich es gerne möchte), jedoch ist dann der state bei aufgelegten iButton "tilted" und bei nicht aufgelegten iBUtton "closed", was suboptimal ist. Jetzt könnte ich das zwar anpassen mit eventMap, möchte aber fragen, ob es eine andere Möglichkeit gibt?

Besten Dank!

papa

Das ist noch mein Debug-Code. Du kannst einfach Zeile 164 in HMConfig_AskSinPPCustom.pm auskommentieren. Ich will/muss das noch auf eine andere Logging-Funktion umstellen. Siehe auch https://github.com/pa-pa/AskSinPP/issues/57
Leider fehlt mir dazu gerade die Zeit.
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eppi

Hallo
Ich habe noch eine Frage: Muss ich für jedes Device das ich mit dem Sketch flashe eine eigene Device-ID und Serial definieren?
// define all device properties
const struct DeviceInfo PROGMEM devinfo = {
    {0x34,0x56,0x78},       // Device ID
    "ibuttread1",           // Device Serial
    {0xf2,0x06},            // Device Model
    0x02,                   // Firmware Version
    as::DeviceType::Sensor, // Device Type
    {0x00,0x00}             // Info Bytes
};

Wenn ja, wie generiere ich die Device-ID?

Besten Dank und viele Grüsse Eppi

papa

BananaPi + CUL868 + CUL433 + HM-UART + 1Wire

eppi


eppi

Meine Schlüsselbretter mit den iButton's sind fertig. Ich musste aus Platzgründen und der bestehenden Verkabelung den Arduino mit dem CC1101 zentral montieren. Das bedeutet, dass ich mit dem 1Wire Bus von da aus zu den zwei Schlüsselbretter fahre. Eine Leitung ist ca 10m, die andere ca 6m lang. Dadurch musste ich den Widerstand (zwischen 3.3V und 1Wire-Data) von 4.7k auf 220 Ohm reduzieren. Damit funktioniert es einigermassen. Das Problem ist, dass ab und zu sich ein iButton abmeldet und 1sec später wieder da ist.... Ich habe schon diverse andere Widerstandswerte probiert (kleiner und grösser), aber die optimale Lösung habe ich nicht gefunden...
Hat jemand einen Tipp, wie ich das "zeitweilige flackern" der iButtons in den Griff kriege?

Danke vielmals und Grüsse eppi

ext23

Mhh dabei wird der schon mehrfach abgefragt, das wurde nämlich schon mal angepasst. Aber sag mal 220 Ohm? Ähh das ist aber etwas wenig. Da bekommen die Dinger ja den Bus kaum noch auf Low. Was nutzt du genau für Kabel und wo genau ist der Widerstand eingebaut? 10 Meter ist ja ein Witz für 1-Wire.

/Daniel
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eppi

Ja ich weiss, 220 Ohm sind sehr wenig, aber damit funktioniert es am zuverlässigsten mit meiner Installation. Den Widerstand setze ich am Sternpunkt, sprich direkt nach dem Arduino vor der Busklemme ein. Für die Verkabelung setze ich 2x2x0.5 Twistedpair ein. Das eine Adernpaar ist für 5V für die Wemos+Displays (LCD2004) ein, das andere Paar für den 1Wire Bus.
Danke und Viele Grüsse eppi

eppi

Würde es etwas bringen, wenn ich die Widerstände direkt am Schlüsselbrett bei den iButtonHolders anbringe? Da ich ja einen Sternförmigen Bus habe, müsste ich dann die Widerstände entsprechend so nehmen, dass die Parallelschaltung (durch den Sternbus bedingt) wieder 4.7kOhm ergibt?

ext23

Der gehört eigentlich nahe des Busmaster. Ist ja im Prinzip nur dafür da, den Bus möglichst oft auf high zu ziehen damit der iButton genug Strom bekommt um zu arbeiten. Darf natürlich nicht so klein sein, das der Bus es nicht mehr auf Low schafft weil sonst eben keine Daten mehr fließen.

Wie viele iButtons hast du denn dran? Es ist schon so, dass mit zunehmender Anzahl von parasitären 1-Wire Geräten der Widerstand kleiner werden muss. Aber da reden wir von mehr als 10 Sensoren.

Ansonsten vielleicht wirklich das Programm etwas anpassen das die Dinger eben 10 mal gepollt werden bevor entscheiden wird ob er weg ist oder nicht. Ich habe 3 iButtons dran und das läuft eigentlich sehr stabil. Aber eben ohne langes Kabel. Arbeitest du mit 3,3V oder 5V? Wenn mit 3,3V dann ändere das doch mal auf 5V vielleicht ist es dann stabiler.

/Daniel
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papa

Schau mal hier https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/148.
Da gibt es den Appendix A. Improved CPU Bus Interface
Vielleicht hilft das ja.
BananaPi + CUL868 + CUL433 + HM-UART + 1Wire

eppi

Zitat von: ext23 am 05 Januar 2019, 23:35:03
Wie viele iButtons hast du denn dran?
Ich habe pro Schlüsselbrett 3 Holder (Total 6) und es hängen max 3 iButton gleichzeitig daran.

Zitat von: ext23 am 05 Januar 2019, 23:35:03
Ansonsten vielleicht wirklich das Programm etwas anpassen das die Dinger eben 10 mal gepollt werden bevor entscheiden wird ob er weg ist oder nicht.
Wo müsste das angepasst werden? Im Sketch habe ich das nicht gefunden...

Zitat von: ext23 am 05 Januar 2019, 23:35:03
Arbeitest du mit 3,3V oder 5V? Wenn mit 3,3V dann ändere das doch mal auf 5V vielleicht ist es dann stabiler.
Ich verwende einen Arduino 3.3V. An Pin9 habe ich dann den iButton/1Wire Bus angeschlossen und von 3.3V den 220Ohm Widerstand nach 1Wire-Data (Pin9) geschaltet. Würde das nicht dem Arduino schaden, wenn ich den Widerstand zwischen +5V und 1Wire-Data (Pin9) schalten würde?

Herzlichen Dank und viele Grüsse eppi

ext23

Zitat von: eppi am 06 Januar 2019, 07:12:55
Ich verwende einen Arduino 3.3V. An Pin9 habe ich dann den iButton/1Wire Bus angeschlossen und von 3.3V den 220Ohm Widerstand nach 1Wire-Data (Pin9) geschaltet. Würde das nicht dem Arduino schaden, wenn ich den Widerstand zwischen +5V und 1Wire-Data (Pin9) schalten würde?

Ja, da musst du schon eine Pegelanpassung vorsetzen damit der AVR kein schaden nimmt. Da findet sich aber genug im Netz. Oder du benutzt ein AVR Board mit 5V, dann muss du die Pegelanpassung aber vorm Funkmodul machen. Oder du versuchst den Stern auf ein Bus umzubauen.

Wenn man einen iButton steckt fliegen die anderen teilweise kurz weg, das wurde in der Software abgefangen. Und an der Stelle könnte man das eventuell auch noch weiter anpassen. Da musst du aber mal papa fragen. Apropos papa, den Link oben von ihm solltest du auch mal durchlesen, da stehen auch einige Tips.

/Daniel
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eppi

Zitat von: ext23 am 06 Januar 2019, 08:29:33
Oder du versuchst den Stern auf ein Bus umzubauen.
Das werde ich nun zuerst probieren und berichten

Zitat von: ext23 am 06 Januar 2019, 08:29:33
Apropos papa, den Link oben von ihm solltest du auch mal durchlesen, da stehen auch einige Tips.
Das werde ich ebenfalls noch anschauen.

Danke vielmals und Grüsse eppi

papa

Zitat von: ext23 am 06 Januar 2019, 08:29:33
Wenn man einen iButton steckt fliegen die anderen teilweise kurz weg, das wurde in der Software abgefangen. Und an der Stelle könnte man das eventuell auch noch weiter anpassen. Da musst du aber mal papa fragen.
Du könntest das Scaninterval vergrößern. Das ist derzeit auf 250 ms. Der Wert kann in IButton.h Zeile 283 angepasst werden.
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eppi

So nun habe ich einiges unternommen:
Zitat von: papa am 06 Januar 2019, 11:16:17
Du könntest das Scaninterval vergrößern. Das ist derzeit auf 250 ms. Der Wert kann in IButton.h Zeile 283 angepasst werden.
Habe ich mal auf 800msec erhöht. Einiges hats gebracht, aber noch nicht 100% zufriedenstellend.
Zitat von: ext23 am 06 Januar 2019, 08:29:33
Pegelanpassung aber vorm Funkmodul machen. Oder du versuchst den Stern auf ein Bus umzubauen.
Auch das habe ich gemacht, jedoch keinen Unterschied festgestellt. Zusätzlich habe ich noch den Pullup direkt beim letzten iButton gesetzt anstelle direkt nach dem Busmaster. Auch das hat keine Besserung gebracht. Jetzt sehe ich nur noch die Möglichkeit mit einem Pegelwandler die iButtons mit 5v anzusteuern...
Werde wieder berichten...
Gruss eppi

ext23

Andere Frage, warum nicht zwei HM iButton Reader/Module/Platinen, für jedes Brett einen? Ich habe 3 iButtons dran und die laufen extrem stabil, kein Vergleich zu vorher wo ich ein 1-Wire Bus hatte und es über FHEM Module gemacht habe. Vielleicht solltest du weg von dem langen Bus. Ich meine solange du kein echten Busmaster hast sondern nur ein AVR ist das vermutlich besser.

/Daniel


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eppi

Zitat von: ext23 am 09 Januar 2019, 19:14:09
Andere Frage, warum nicht zwei HM iButton Reader/Module/Platinen, für jedes Brett einen?
Ich wollte eigentlich den Busmaster zentral haben damit er einfach zugänglich ist. Wenn ich für jedes Schlüsselbrett einen machen würde, würdest du dann diese  nach Möglichkeit direkt bei den iButton Holders platzieren? Wenn ja, dann müsste ich schauen, wie ich diese hinters Schlüsselbrett quetsche...

Wie lange sind deine Leitungen zum Schlüsselbrett? Auf OneWire (DS9490R) möchte ich auf keinen Fall zurück, da habe ich bereits meine Leidensgeschichte...
Danke und Gruss eppi

ext23

Meins ist direkt im Schlüsselbrett, Fotos sind doch zu sehen im ersten Post.

Kabellänge sind 20cm zu jedem iButton Reader.

Der AVR ist kein Busmaster in dem Sinne, also daher immer etwas Vorsichtig sein. Das Timing etc. kann durchaus Schwankungen unterzogen sein.

/Daniel
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ext23

@papa: Nochmal eine kurze Frage, der state "educate" tritt genau wann ein? Ich hab jetzt das Problem das ein iButton auf educate steht, die anderen auf absent. Der der auf educate steht, hat den Status aber zu einer Zeit gewechselt wo der nicht hang bzw. abgenommen wurde.

/Daniel

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Fanavity

Wie wird das ganze mit Strom versorgt? Ist eine Batterieversorgung möglich/sinnvoll?

Was genau wird alles benötigt um das Projekt umzusetzen? Ich würde gern 3 Schlüssel überwachen.

ext23

#30
Zitat von: Fanavity am 28 Februar 2019, 13:56:19
Wie wird das ganze mit Strom versorgt? Ist eine Batterieversorgung möglich/sinnvoll?

Was genau wird alles benötigt um das Projekt umzusetzen? Ich würde gern 3 Schlüssel überwachen.

Batterieversorgung ist hier eher nicht möglich. Könnte höchsten klappen wenn du keine LEDs etc verwendest.

Was du alles brauchst ist eigentlich im ersten Post beschrieben.
3x iButtons  (wohl am besten magnetisch)
3x Halterung
1x ein Asksin kompatibles board
ein bissel Kleinkram, Widerstände etc. je nachdem.


/Daniel
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