HM-LC-Sw1PBU-FM Alternative Firmware

Bei den hier gezeigten Modifikationen geht die Garantie verloren und das Gerät verliert seine Zertifizierungen!

Um die alternative Firmware auf den HM-LC-Sw1PBU-FM flashen zu können, muss das Gerät geöffnet und ein Programmer angelötet werden.

Neue Funktionen

• Der Taster kann mit anderen Geräten gepeert werden. Das ist mit der Originalfirmware nicht möglich.
• Die alternative Firmware hat eine Stromerkennung, die hardwaretechnisch immer vorhanden ist, aber von der eQ-3 Firmware nicht benutzt wird. Es ist möglich, damit eine Wechselschaltung zu implementieren.

Folgende Kanäle sind jetzt verfügbar

Kanal	Bezeichnung
Button_1	Taster oben
Button_2	Taster unten
Switch_1	der Switch_01 (Kanal 3 des Aktors) ist der virtuellen Kanal. Wenn man den einschaltet, brennt das Licht, er berücksichtigt also einen ggf. schon bestehenden Stromfluss. Wenn man den Ausschaltet, geht das Licht aus, wenn es nicht schon aus war. Er zeigt weiterhin an, ob das Licht gerade an oder aus ist.
Switch_2	der Switch_02 ist das Relais und funktioniert so , wie die HM-eigene Firmware vorher auch funktioniert hat. Relais an/aus. Den braucht man also "eigentlich nicht".

Hinweis zum Einbau

Bei Einsatz in einer Wechselschaltung (oder Kreuz- und Wechselschaltung) ist der HM Schaltaktor immer auf der Seite der Verkabelung einzubauen, wo die ungeschaltete Phase zugeführt wird. Bei Einbau auf der Seite, die zur Lampe abgeht, funktioniert es nicht, da in diesem Fall im ausgeschalteten Zustand der HM-Switch stromlos ist. Es ist also nicht gleichgültig, an welchem Ende einer (Kreuz- und) Wechselschalter-Kette der HM-Switch eingebaut werden muss.

Integration des Schalters in FHEM

Vorbereitungen

Für die alternative Firmware existiert ein eigenes Modul. Dieses ist als Erstes zu installieren bzw nach ./FHEM zu kopieren 99_Asksin_HM_LC_Sw1PBU_FM_CustomFW.pm

Anlernen

In FHEM ist der HomeMatic-CUL in den Anlernmodus zu bringen. Der ConfigButton des Schalters ist nun länger als vier Sekunden zu drücken. Wichtig: die LED darf nach Loslassen des Button nicht aufblinken; sie gibt keine Rückmeldung über den Status des Anlernvorgangs.

Nach dem Anlernen sollte nochmal die aktuelle Config ausgelesen werden. Das kann ein paar Sekunden dauern und ist abgeschlossen, sobald der "state" = "cmds done" ist.

set <HM-LC-SW1PBU-FM_Device> getConfig

Möchte man erneut pairen, so geht dies am einfachsten mit:

set <HM-LC-SW1PBU-FM_Device> regSet pairCentral <123456>

Um den Schalter wie einen "normalen" Schalter wirken zu lassen, müssen noch die Buttons mit dem Switch gepeert werden. Danach bewirkt ein Tastendruck nach oben ein Einschalten, und ein Druck nach unten ein Ausschalten. Unterlässt man diesen Schritt, passiert bei einem Tastendruck am angeschlossenen Verbraucher nichts.

set <HM-LC-SW1PBU-FM_Btn_01 peerChan 0 <HM-LC-SW1PBU-FM_Sw_01 dual set 

Das erzeugt automatisch ein Peering zwischen deinen beiden internen Tastern und dem Kanal 3 (Sw_01). Damit sollte der Schalter eigentlich schon funktionieren

Falls nicht, dann setzt man im Device das Register intKeyVisib auf "visib" und macht ein getConfig auf Kanal 3. Dort sieht man dann die Listen der Peers und erkennt, was dort ein Tastendruck bewirkt. In den Jump Targets (z.B . R-self01-shSwJtDlyOff) usw. muss dann bei dem Button, mit dem man AUSschalten will überall OFF stehen, und bei dem anderen Button entsprechend On.

Noch einfacher wäre es, falls vorhanden, ein Registerset von einem schon wie gewünscht konfigurierten Schalter (das kann auch einer mit Standard-FW sein) zu kopieren. Das geht mit dem Modul hminfo.

Reset

Um den Schalter zu resetten ist der ConfigButton 2x hintereinander für > 4sek zu drücken. Auch hier liefert die LED keinerlei Rückmeldung über den Status. Blinks die LED trotzdem auf, so wurde das Drücken des Buttons nicht als "lang" erkannt. Alternativ kann ein Reset über FHEM ausgelöst werden:

set <HM-LC-SW1PBU-FM_Device> reset

Advanced settings

Interne Peers Ein Kanal kann interne Peers haben. Beispiele sind die meisten Schalter oder Dimmer an welchen direkt ein mechanischer Schalter angeschlossen werden kann, oder ein Bedienschalter direkt eingebaut ist. Die Firmware (FW) des Kanals behandelt diesen wie einen externen Peer, nur ist er automatisch eingerichtet. Es stehen die identischen Register wie bei 'normalen' Peers zu Verfügung. Diese Peers sind nicht automatisch sichtbar, können aber sichtbar geschaltet werden. Hierzu ist das Register intKeyVisib auf visib zu setzen (siehe HM-Konfiguration)-siehe auch getConfig. Danach kann man das Verhalten der „eingebauten Peers“ auslesen und verändern wie von jedem anderen Peer auch. Die internen Peers werden selfxx benannt (self01, self02,...).

set <HM-LC-SW1PBU-FM_Sw_01> intKeyVisib visib
set <HM-LC-SW1PBU-FM_SW_01> getConfig

Beispiel: Schaut man in die Readings des Devices und sieht ein: R-self01-shActionType off bedeutet dies, dass der Button 1 (der nach "oben") deaktiviert ist für diesen Peer und somit keine Funktion hat. Dieser ist auf "jmpToTarget" zu setzen und dann noch die folgenden auf "on":

• R-self01-shSwJtDlyOff
• R-self01-shSwJtDlyOn
• R-self01-shSwJtOff
• R-self01-shSwJtOn

Für Button 2 das selbe, aber eben nicht "on" sondern off. Natürlich kann man es auch anders nutzen. Z.b. einen Button als Toggle und den anderen Button für etwas völlig anderes. Das ist ja das schöne, dass dies bei der CustomFW möglich ist.

Beispiel das ein kurzer Tastendruck - oben oder unten - ein Toggle bewirkt:

set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shActionType  jmpToTarget self01;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtOn      dlyOff      self01;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtOff     dlyOn       self01;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtDlyOn   on          self01;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtDlyOff  off         self01;

set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shActionType  jmpToTarget self02;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtOn      dlyOff      self02;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtOff     dlyOn       self02;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtDlyOn   on          self02;
set <HM_LC_Sw1PBU_FM_Sw_01> regSet shSwJtDlyOff  off         self02;

Vorgehen zum Flashen

Anpassung des Strom-Schwellwertes bei LowCurrent Verbrauchern

Werden am Schalter nur sehr schwache Verbraucher angeschlossen, so kann u.U. die Statuserkennung (Verbraucher an/aus) nicht korrekt funktionieren. Ändern kann man das in Asksin_HM_LC_Sw1PBU_FM.ino, und zwar hier:

const unsigned long minImpulsLength = 5000;

Dabei entsprechen anscheinend die 5000 dem Schwellwert 500, die kann man jetzt z.B. auf 500 setzen, also Schwellwert 50.

Man muss ein wenig aufpassen, das nicht zu niedrig zu setzen, damit es zu keinen Fehlerkennungen bei Spannungsspitzen im Hausnetz kommt... Beim Autor ist im ausgeschalteten Zustand der Lampe der Wert aber deutlich unter 50...

Vorbereitung der Platine des Schalters

An der fertigen Platine sind an den folgenden Kontakten Kabel zum Anschluss an das Programmiergerät anzulöten.
Wenn man den HM-LC-SW1PBU-FM vor sich liegen hat, liegen die Pins in folgender Reihenfolge:

Reihe 1: MP3 / MP5 / MP6

Reihe 2: MP15 / MP4 / MP2

Anschluss der einzelnen PINs bei Verwendung der GPIO-Ports des Raspberry PI

Raspberry PIN | Beschreibung | HM-LC-Sw1PBU-FM
--------------|--------------|----------------
   Pin #17    |    3,3V      |    MP2
   Pin #19    |    MOSI      |    MP4
   Pin #21    |    MISO      |    MP5
   Pin #23    |    SCLK      |    MP6
   Pin #24    |    Reset     |    MP3
   Pin #25    |    GND       |    MP15

Anschluss der einzelnen PIns bei Nutzung eines ISP-Programmers

Bei Nutzung eines "MySmartUSB light" ist dieser vorher mittels mitgeliefertem Windowsprogramm auf 3V zu umzustellen.

 ISP-6 PIN   | Beschreibung | HM-LC-Sw1PBU-FM
-------------|--------------|----------------
   Pin #2    |    3,3V      |    MP2
   Pin #4    |    MOSI      |    MP4
   Pin #1    |    MISO      |    MP5
   Pin #3    |    SCLK      |    MP6
   Pin #5    |    Reset     |    MP3
   Pin #6    |    GND       |    MP15

Wichtig beim Raspberry Pi ist, dass man nicht die von Raspbian ausgelieferte Version des 'avrdude' nutzen kann, sondern eine adaptierte Version verwendet werden muss. Alle notwendigen Dateien zum Flashen (bereits alles fertig und lauffähig) inkl. einem kleinen HowTo sind im unten stehenden Link 'Flashen mit RaspberryPi' vorhanden.

Vorwort zum flashen per avrdude

Alle folgenden avrdude befehle beziehen sich in der Reihenfolge auf folgende Programmer. Es ist für den jeweiligen Programmer nur der betreffende Befehle abzusetzen

* Raspberry Pi
* MySmartUSB light (MyAVR)

Die aktuelle Konfiguration der Fuses kann jederzeit ausgelesen werden mit folgendem Befehl:

avrdude -p m644 -P gpio -c gpio -v
avrdude -p m644 -c stk500v2 -P /dev/ttyUSB0 -v

Bootloader bauen

1) Dirks bootloader-umgebung clonen/downloaden https://github.com/kc-GitHub/Asksin_OTA_Bootloader

2) devicedaten des Schalters (Serial, HMID) in devices/HM-LC-Sw1PBU-FM.h mit den Originaldaten ersetzen und typ=0xF0A9 setzen (modelnummer des schalters mit alternativer firmware). Damit sind die Daten im flash verewigt und man braucht sich eigentlich nicht mehr darum zu kümmern. Bei einem nächsten Bootloader update kann man ein beliebiges bootloader.eq3 file ota flashen. Trotzdem behält der Bootloader seine daten.

3) Bootloader bauen:

make clean HM_LC_Sw1PBU_FM_8k

Bootloader flashen

Anschließend muss man nun die Fuses korrekt mit unlock(wichtig) setzen:

avrdude -p m644 -P gpio -c gpio -U lfuse:w:0xFD:m -U hfuse:w:0xD8:m -U lock:w:0x3F:m
avrdude -p m644 -c stk500v2 -P /dev/ttyUSB0 -U lfuse:w:0xFD:m -U hfuse:w:0xD8:m -U lock:w:0x3F:m

und final den Bootloader flashen

avrdude -p m644 -P gpio -c gpio -U flash:w:bootloader_HM-LC-Sw1PBU-FM_8k.hex
avrdude -p m644 -c stk500v2 -P /dev/ttyUSB0 -U flash:w:bootloader_HM-LC-Sw1PBU-FM_8k.hex

Firmware bauen

• Firmware mit arduino bauen
• HMID auf die des originalen Gerätes setzen
• Seriennummer ist, wenn man sie nicht ändert, KEQ0123456

Firmware OTA flashen

1. Konvertieren in das eq3 Format

Konvertieren der Hex-Datei in das eq3 format mittels hex2eq3.php (die php-cli muss installiert sein)

php hex2eq3.php --inFile Asksin_HM_LC_Sw1PBU_FM.cpp.hex --outFile HM_LC_Sw1PBU_FM.eq3 --spmPageSize 256 --hexEndAddress 0xDFFE --outFormat eq3 --withCrcCheck --pathTo-srec_cat /usr/bin/srec_cat

2. Flashvorgang starten

Im flash-ota Tool eq3 das Device, die File- und Seriennummer eingeben
Solltet ihr mittels CUL, COC oder HM-CFG-USB-2 direkt auf eurem Raspberry flashen, könnt ihr das bereitgestellte flash-ota Binary verwenden. Ansonsten einfach herunterladen und für euer System selbst kompilieren:

Wenn ihr einen HM-CFG-USB-2 verwendet, wird flash-ota mittels:

flash-ota -f firmware_HM-LC-Sw1PBU-FM.eq3 -s <SerialNr>

gestartet. Bei Verwendung eines CUL oder COC, muss das Device mit angegeben werden:

flash-ota -f firmware_HM-LC-Sw1PBU-FM.eq3 -s <SerialNr> -c /dev/ttyAMA0 # für den COC
flash-ota -f firmware_HM-LC-Sw1PBU-FM.eq3 -s <SerialNr> -c /dev/ttyACM0 # für den CUL

3. Bootloader aktivieren

Zum Abschluss muss der Bootloader im Device/Schalter aktiviert werden. Dazu ist das Device zu resetten:

• Netzversorgung vom schalter ausschalten, config taster drücken und halten, spannung einschalten und weiterhin gedrückt halten bis erstes blinken erscheint.
  

oder falls das Device bereits in FHEM angelegt und gepaired ist:

• Device in fhem ein "set <device> reset" absetzen, danach innerhalb von 10sek die ConfigTaste für ???-sek drücken
• Dies funktioniert mit der Firmware ohne Änderungen definitiv nicht. Es löst ausschließlich einen Werksreset im Schalter aus

Um den Bootloader am Schalter selbst zu aktivieren, ohne den Schalter stromlos zu machen, muss die Firmware, hier Asksin_HM_LC_Sw1PBU_FM.ino und register.h, gemäß [1], (Danke Frank!) angepasst werden.
Nach diesen Änderungen hat der Schalter unter anderem ein Bootmenü mit 3 Menüoptionen:

• Option 1: Manueller Reboot -> diese ist zu wählen
• Option 2: enable software reboot (fhem kann durch set fwupdate das Booten einleiten, weiterführende Lektüre hier: [2])
• Option 3: disable software reboot (das automatische Booten wird verhindert, default)

Man gelangt in das Menü, indem man das lange Drücken des Config-Tasters über die ersten 3 Sekunden verlängert Alle 3 Sekunden erfolgt ein Umschalten in die nächste Bootmenüoption.
Die augenblickliche Option wird durch Blinken angezeigt:

• Option 1 1x blinken
• Option 2 2x blinken
• Option 3 3x blinken

Nach der 3. Option gelangt man wieder zur 1. Option, usw ...
Wird der Config-Taster nach dem jeweiligen Blinken losgelassen, wird die entsprechende Menüoption ausgeführt.

Jetzt sollte man beim Flashtool etwas sehen. Während des flashens blinkt auch die LED auf dem Schalter analog den übertragenden Datenblöcken

Bootloader OTA flashen

Soll später ein neuer Bootloader mit neuen Features installiert werden, so kann dieser ebenfalls OTA geflashed werden ohne Schalter ausbauen und Löten.
Der Bootloader ist zu bauen wie im Abschnitt zuvor erklärt. Anschließend mit dem hex2eq3 Tool konvertiert:

php contrib\hex2eq3.php --inFile Bootloader-AskSin-OTA-HM_LC_Sw1PBU_FM_8k.hex --outFile Bootloader-AskSin-OTA-HM_LC_Sw1PBU_FM_8k.eq3 --spmPageSize 256 --hexEndAddress 0xDFFE --outFormat eq3 --markAsBootloaderUpdate --withCrcCheck --pathTo-srec_cat /usr/bin/srec_cat

Der anschließende OTA Flashvorgang erfolgt analog dem Firmware-OTA-Flash wie weiter oben beschrieben

UART nutzen

Für Debuggingausgaben für Entwickler: Statt /dev/ttyXXX das eigene Interface einfügen:

• /dev/ttyUSB0 (USB Interface)
• /dev/ttyAMA0 (Raspberry PI)
• /dev/ttyS0 (normaler Serieller Port)

Öffnen

• Direkt in der Arduino IDE (Tools -> Serial Monitor)
• Mit screen

screen /dev/ttyXXX 57600,CS8,ixon,ixoff

• Mit minicom

sudo apt-get install minicom
minicom -b 57600 -o -D /dev/ttyXXX -w

Links

• Firmware: [3]
• Bootloader: [4]
• Arduino Port für Atmega 644: [5]
• Firmware bauen und flashen mit dem RaspberryPi: [6]