Baustart!

Gestern hat unser Rohbauer das Schnurgerüst aufgestellt und heute mit dem Aushub begonnen. Man glaubt gar nicht welche Wirkungs diese halbfertige Baugrube bereits ausstrahlt. Es geht tatsächlich los!

Juhuu!

Einziger Wermutstropfen: das Aushub-Material ist etwas lehmhaltiger als erhofft. An unserer Ecke ziehen sich einige Lehmadern ungleichmäßig durch den Boden. Lehm ist insofern schlecht, als dass man damit nichts machen kann außer diesen auf einer Deponie entsorgen zu lassen (was bei ein paar hundert m³ eine mittlere vierstellige Summe kostet). Der Mutterboden ist auf Seite geschoben, den sandigen Boden heben wir für das Auffüllen der Baugrube auf. Außerdem bekommt unser Nachbar gleich noch so viel er braucht (bei ihm wurde damals etwas zu viel Aushub weggefahren). Und ein guter Bekannter hat sich auch schon als Abnehmer zum Auffüllen seines Gartens angeboten (danke, Thomas!). 🙂

Baugrube Erdprofil

Wer andern eine Grube gräbt…

… sucht nach dem Stromanschluß.

Oder so ähnlich.

Bei der Erschließung der Grundstücke vor nun fast zwei Jahren war die ausführende Firma an manchen Stellen etwas… naja, nennen wir das Kind beim Namen: schlampig.

Vor knapp zwei Wochen war bei uns eigentlich Ortstermin mit dem örtlichen Energieversorger und dem Elektriker, um den Baustromanschluss herzustellen. Am Tag vorher erhalte ich dann einen Anruf von einem Techniker der Stadtwerke, dass die den Stromanschluss auf unserem Grundstück nur schwer finden konnten, und sich herausgestellt hat dass dieser zu tief vergraben ist.

Ein Ausbuddeln „von Hand“ ist da zu schwer, so dass wir vereinbart haben, mit Start des Keller-Aushubs auch die Anschlussleitungen freizulegen.

Der Aushub verzögert sich leider (mal wieder… *grr*) – gestern habe ich daher aus purer Langeweile selbst nach dem Stromkabel gebuddelt:

Stromanschluss

Der Anschluss ist wirklich dämlich vergraben – das Stromkabel endet mitten in der Erde, etwa 30 cm unter der Oberfläche. Zudem habe ich nur die Spitze freigelegt, von da aus geht es in einem Bogen noch mal ein ganzes Stück weiter nach unten.

1Wire-Kalibrierung

Um die Wirkung der aufwendigen Passivhaus-Dämmung zu messen, plane ich einige Sensoren u.a. unmittelbar vor und hinter der Kellerisolierung anzubringen. Konkret werden es die beliebten DS18B20 von Maxim (ehemals Dallas). Diese haben eine Genauigkeit von 0,5°, eine Auflösung von 12 Bit und sind bereits ab Werk kalibiriert. Bei zwei verschiedenen eBay-Händlern habe ich mir insgesamt 20 wasserdicht verpackte Sensoren mit je 3m Kabel bestellt. Um die zu testen und die Meßergebnisse in ein besseres (=genaueres) Verhältnis zueinander bringen zu können habe ich diese nun zusätzlich kalibriert.

WAGO-Klemmen 221-415

Zuerst einmal habe ich alle Sensoren an einen Raspberry Pi angeschlossen. Der integrierte 1Wire-Master (über GPIO 4 mit externem Pullup-Widerstand) unterstützt leider nur 15 Sensoren (zumindest wenn ich die mit je 3m Kabel anschließe – kann sein dass auch einfach nur der Bus zu lang wurde). Außerdem möchte ich „meinen“ 1Wire-Bus mit 5V betreiben, also habe ich über I²C einen DS2482 als Master angeschlossen. Über WAGO-Klemmen (221-415) habe ich dann einen Sensor nach dem anderen an den Bus angeklemmt und via owfs die ID des jeweils neuen Sensors ausgelesen. Diese wurde mittels Etikettiergerät und transparentem Schrumpfschlauch an beiden Enden jedes Sensors dauerhaft gut lesbar aufgebracht.

Eiswasser-Thermoskanne

Mit Herzchen-Eiswürfeln 🙂 und einer Thermoskanne habe ich dann Eiswasser zubereitet. Leider nicht mit destilliertem Wasser, daher wird der Taupunkt vermutlich nicht bei exakt 0° gelegen haben, aber mich interessieren eh mehr die relativen Unterschiede zwischen den Sensoren.

Nachdem sich alle Sensoren an die Temperatur angepasst hatten, habe ich alle paar Minuten mit einem Mini-Script alle Werte ausgelesen und zur späteren Weiterverarbeitung in eine Textdatei geschrieben.

Sensoren "on the rocks"Nach einem Zwischenschritt über lauwarmes Wasser endete die Testreihe schließlich noch in fast kochendem Wasser (92°).

Als Referenzwert habe ich einen original DS18B20 wasserdicht in Schrumpfschlauch verpackt mitgemessen und werde den auch für künftige, weitere Sensoren als Referenz mitmessen. Einer der beiden Sensorsätze war dem Original-Sensor insgesamt sehr ähnlich, der andere Sensor-Satz hatte aber komplett anders strukturierte Seriennummern und lag konstant rund 0,3-0,5° unter dem Original-Sensor. Ich befürchte, dass es sich dabei um eine Fälschung handeln könnte (eBay eben…) – in die Bodenplatte werde ich die besser nicht einbauen. 😉

Trotzdem waren die Differenzen aller Sensoren in allen Testserien relativ konstant. Für jedem Sensor habe ich nun einen gegen den Mittelwert errechneten Korrekturwert.

Ich werde weiter berichten, sobald die ersten Sensoren eingebaut werden.

Der Katzen-Faktor

Ein Faktor ist in der Planung des „smarten“ Passivhauses auch nicht zu unterschätzen: die Katze.

Die Katzenschleuse

Wir suchen eine Lösung, wie der feine Stubentiger nach Lust und Laune das Haus betreten und verlassen kann, ohne dass der faule Bauherr dafür jedes mal Türöffner spielt.

Die erste Herausforderung stellt die Katzenklappe dar. Das Passivhaus zeichnet sich ja unter anderem dadurch aus, dass es quasi „luftdicht“ ist. Eine luftdichte Katzenklappe (oder eine Katzenklappe nach Passivhaus-Standard) ist mir nicht bekannt und wäre vermutlich auch unbezahlbar. In diversen Internetforen entwickeln sich ernsthafte Fragen zu dem Thema meist zu abgefahrenen Ideen wie etwa der Katzenschleuse (welche dann auch noch die Kerntemperatur der Katze misst, damit die auch ja keine Kälte ins Haus bringt) 🙂
Und dann gab’s da noch die Idee mit der Wohnraumlüftung, welche die Katze á la Rohrpost befördert… 😛

Wenn die Garage zufällig ans Haus anschließt, dann wäre eine Möglichkeit, eine Katzenklappe in die Garage und eine weitere ins Haus einzubauen; Letztere am besten noch in einen Raum mit meist geschlossener Tür (und nochmals Katzenklappe). Ist zwar nicht perfekt luftdicht, aber besser als gar nichts.

Unsere Garage schließt leider nicht direkt ans Haus an. Unser Architekt hat uns auf die Idee gebracht, eventuell in einem Kellerfenster eine Katzenklappe einzubauen. Der Lichtschacht bräuchte dann eine etwas größere Öffnung und ggf. eine kleine „Katzenleiter“ (ja, das nennt sich wirklich so). Allerdings können sich auch andere Tiere (Igel, Mäuse) dorthin verirren.
Leider scheidet diese Variante für uns komplett aus, weil unsere Kellerfenster wasserdicht ausgeführt werden sollen (hat mit unserer Geländesituation zu tun). Und wasserdichte Katzeklappen werden vermutlich erst nach den luftdichten Katzenklappen entwickelt. 🙁

Fazit: es wird wohl keine Katzenklappe geben. 🙁

Die Bewegungsmelder

Um das Licht möglichst automatisch ein- und auszuschalten (oder mit Konstantlichtregler sogar je nach Umgebungshelligkeit automatisch zu dimmen) sollen Präsenz-/Bewegungsmelder zum Einsatz kommen.

Am dezentesten sind diese natürlich an der Decke. Aber eine moderne Bauernregel besagt: „Läuft die Katze nachts durch’s Haus, geht das Licht oft an und aus“. Hier sehe ich aktuell drei Lösungsansätze:

  1. Bewegungsmelder mit Kleintiererkennung kaufen. Sowas soll es geben (habe noch nicht danach gesucht) – da ist wohl konfigurierbar ab welchem Wert der Bewegungsmelder auslösen soll. Gleichzeitig wird der BM dadurch aber auch etwas „träge“ bei der Erkennung von Menschen.
  2. Bewegungsmelder an der Wand (statt Decke) befestigen. Viele Melder lösen dann bereits standardmäßig nicht auf Fußbodenhöhe aus. Ansonsten den BM um 180° drehen, dann lösen die oft erst ab >1m Höhe aus.
  3. letzte Möglichkeit: damit leben. Wenn das Licht nachts automatisiert eingeschaltet wird, dann idealerweise eh nicht auf voller Helligkeit, sondern kräftig gedimmt. Mit LEDs sind die Stromkosten auch nicht so wahnsinnig hoch, und die Katze ist ja nachts auch nicht andauern unterwegs.
    Wer’s optimieren mag, schaltet die Bewegungsmelder in Abhängigkeit (z.B. dass der BM im Erdgeschoss nur dann aktiviert wird, wenn vorher der im Flur Obergeschoss (bei den Schlafzimmern) ausgelöst hat, oder die Haustüre vorher aufgesperrt wurde. Ist halt etwas komplexer…

Raspberry Pi als SmartHome-Server (Teil 2)

Fortsetzung vom Teil 1 (Raspberry mit Mini-TFT-Display im Hutschienen-Gehäuse)

Nun sitzt das Display also schön im Gehäuse – Zeit, die Software zu konfigurieren.

Zuerst kopiert man mit der passenden Software (z.B. Win32DiskImager) ein passendes Linux-Image auf die MicroSD-Karte. Ich empfehle das Raspbian Jessie Lite.

Nach dem Boot von der SD-Karte meldet an sich als Benutzer „pi“ mit dem Passwort „raspberry“ an. Wer eine deutsche Tastatur angeschlossen hat: dran denken, dass „y“ und „z“ vertauscht sind! 😉

Mit „sudo raspi-config“ wird dann das Dateisystem vergrößert, ein deutsches Tastaturlayout ausgewählt und die richtige Zeitzone eingestellt.

In /boot/cmdline.txt müssen folgende zwei Werte an die vorhandene Zeile angefügt werden:

fbcon=map:10 consoleblank=0

In /boot/config.txt muss SPI aktiviert werden – das geht mit folgendem Befehl:

dtparam=spi=on

Zum Laden der Framebuffer-Module legt man am besten die Datei /etc/modules-load.d/fbtft.conf mit folgendem Inhalt an:

spi_bcm2835
fbtft_device

Die Konfiguration des Framebuffer-Treibers erfolgt über die Datei /etc/modprobe.d/fbtft.conf mit folgender (langer) Zeile:

options fbtft_device custom name=fb_ili9341 gpios=reset:25,dc:24,led:23 speed=16000000 rotate=270 bgr=1

Das war alles. Nach eine Reboot sollte der Bootvorgang nach wenigen Sekunden auf dem Display zu sehen sein. 🙂

Mit dem Mini-TFT hat man ab sofort die Möglichkeit, kritische Kernel-Meldungen sofort auf der Konsole zu sehen. Sollte sich der Raspi (aus welchem Grund auch immer) mal „aufhängen“, hat man so noch eine Konsole – mit dem HDMI-Anschluss wird man im Schaltschrank meistens wohl eher nichts anfangen können.

Längerfristig plane ich, so eine Art „Systemstatus“ auf der Konsole ausgeben zu lassen (Systemlast, Prozesse, …) – so dass man für Diagnosezwecke im Schaltschrank sehen kann ob alles ok ist, ohne sich dazu per SSH mit dem Raspi verbinden zu müssen.

Raspberry Pi als SmartHome-Server

Ich plane unser Haus ja als Smart Home auszustatten. Als „Server“ für zentrale Dienste und als Schnittstelle zwischen 1-Wire und KNX/DALI soll hierfür ein Raspberry Pi zum Einsatz kommen.

Im diesem ersten Beitrag beschreibe ich den rein technischen Zusammenbau des Mini-Rechners, um ideal im Schaltschrank Platz zu finden.

Die Zutaten sind:

  • das Hutschienen-Gehäuse für Rapberry Pi Model B+ (4TE) von Pollin (Bestellnr. 702 278) – 9,95 €
  • ein 2,2″ SPI TFT, 320×240 Pixel (ILI9341 Controller). Von eBay für rund 6 € aus China (Geduld!)
  • insgesamt 8 Drahtbrücken (female/female) – idealerweise als Flachbandkabel
  • ein Raspberry Pi 2 Model B (ich habe ausdrücklich nicht den Raspi 3 genommen, da die Leistung des 2 völlig ausreicht, dieser weniger Energie verbraucht und so auch weniger Wärme erzeugt – ich erwarte mir daher eine höhere Lebensdauer)
  • und natürlich Stromversorgung zum Testen (z.B. ein 5V 2A Handyladegerät) sowie eine MicroSD-Karte (möglichst hochwertig für eine lange Lebensdauer)

Auf diesen Aufbau bin ich mehr oder weniger durch Zufall gestoßen: ich hatte mir auf gut Glück einige günstige Mini-TFTs aus China bestellt, weil ich ein bisschen mit der Visualisierung herumspielen wollte. Eines Tages kam dann ein Hutschienen-Gehäuse dazu, und irgendwann stellte ich fest, dass das rote 2,2″-TFT fast perfekt dort hinein passt. Die notwendigen Änderungen, um das Display ganz perfekt einzubauen sind recht einfach.

Zuerst müssen die 4 kleinen Abstandshalter am inneren Rahmen entfernt werden (z.B. mit einem Schraubendreher wegbrechen):

Die Abstandshalter an den Ecken müssen raus... ... sieht dann so aus.

Danach passt das Display bereits ganz gut in das Gehäuse:

Display lose eingebaut

Um später die transparente Abdeckung perfekt einzupassen, muss man z.B. mit einem Multitool (Dremel) oder einer kleinen Säge/Feile eine der Nasen der Abdeckung ganz vorsichtig bearbeiten, so dass diese um die Lötpins des Displays herum passt:

Nase vorher Nase nachher

Wenn alles passt, kann das Display mit etwas Heißkleber fixiert werden. Bitte auf die korrekte Einbaurichtung achten: bei meinen Exemplaren befindet sich die 9-polige SPI-Anschlussleiste (die Lötpins) von vorne betrachtet auf der rechten Seite. Man kann das aber auch anders herum einbauen und später die Anzeige im Raspi entsprechend drehen.

Der Anschluss des Displays an den Raspi erfolgt größtenteils gemäß der bekannten Pinbelegung:

Display Raspberry
SDO (MISO) -unbelegt-
LED 16 (GPIO23)
SCK 23 (SPI_CLK/GPIO11)
SDI (MOSI) 19 (SPI_MOSI/GPIO10)
D/C 18 (GPIO24)
RESET 22 (GPIO25)
CS 24 (SPI_CE0_N/GPIO08)
GND 20 (Ground)
VCC 17 (3.3v)

Die PINs für I²C, 1-Wire und noch ein paar weitere GPIOs bleiben glücklicherweise frei.

Ich habe natürlich gleich zwei Exemplare gebaut, um immer ein Ersatzgerät vorrätig zu haben:

Display mit Heißkleber fixieren Fertig.

Fertig.

Beim Einschalten bleibt das Display allerdings erst mal schwarz: um die Konsole zu bekommen, muss man erst ein paar Einstellungen im Linux vornehmen – das erkläre ich im nächsten Teil.

Familienausflug zum Notar

An einem wundervollen, sonnigen Tag letzter Woche haben meine Frau und ich gemeinsam die Kinder aus dem Kindergarten abgeholt. Danach sind wir in die Stadt gefahren, haben alle zusammen Leberkäs-Semmeln gegessen und sind anschließend zum Notar marschiert. 🙂

Wir haben sehr kurzfristig noch einen Notartermin für die Eintragung der Grundschuld für die eigentliche Baufinanzierung bekommen, unmittelbar danach fand noch der Banktermin (Unterschrift des Darlehensvertrags) statt. Die Kinder haben vorbildlich mitgemacht und wurden sowohl beim Notar als auch bei der Bank mit Gummibärchen und Keksen überfüttert verwöhnt. Zur kurzfristigen „Sedierung“ hatte ich ein Tablet mit kurzen Kinderfilmen dabei. In der einen Ecke vom großen Konferenztisch saßen die Kinder und es lief „Biene Maja“, in der anderen Ecke saßen die Erwachsenen und es lief „Grundschuld“.. 😉

Ein etwas „anderer“ Familienausflug…