Das DoorPi-Projekt dient dazu, auf Basis eines Raspberry Pi eine IP-Türsprechstelle aufzubauen. Dazu gibt es unter dem o.a. Link umfangreiche Informationen. Im Folgenden wird eine komplette DoorPi-Installation und ihre Integration in FHEM beschrieben.

Funktion

Die Software DoorPi läuft auf einem Raspberry Pi und stellt einen IP-Phone Client zur Verfügung, der in eine IP-Haustelefonanalage (z.B. mit der FritzBox) eingebunden werden kann. Diesen Raspberry Pi könnte man zwar über längere Audiokabel mit der notwendigen Lautsprecher-Mikrofon-Kombination verbinden, das ist allerdings etwas anfällig für Störsignale. Die meisten Anwender von DoorPi wählen deshalb den Einbau des Raspberry Pi direkt an der Türsprechstelle. Aus Sicht des Autors stellt das eine Sicherheitslücke dar - weil ein direkter Zugang is Heimnetz außerhalb der eigenen vier Wände geschaffen würde.

Hier soll deshalb eine abgesetzte Installation beschrieben werden: Direkt an der Türsprechstelle sitzen nur Sensoren, Audiohardware und ein Display, angesteuert von einem "dummen" Arduino Mikrocontroller. Ins Innere des Hauses führen drei Kabel:

Ein USB-Kabel zur digitalen Ankopplung der Audio-Hardware an den Raspberry Pi
Ein HDMI-Kabel zur digitalen Ankopplung einer Kamera an den Raspberry Pi
Ein 8-adriges Kabel zur Weiterleitung verschiedener Signale an den Raspberry Pi. Hierfür kann man aus Bequemlichkeitsgründen ein Netzwerk-Patchkabel verwenden - hochfrequente Signal egehen allerdings nicht über diesen Weg.

Hardware

Kamerasystem

Verwendet werden hierfür

Standard-NoIR-Kamera für den Raspberry Pi (ohne Infrarotfilter, somit IR-empfindlich)
Bresser Fisheye 180° zum Aufclippen auf Smartphones
Acrylglaskuppel 2 Zoll
Kabelverlängerung Flatribbon <-> HDMI <-> Flatribbon
Kameradom aus dem 3D-Drucker mit genauer Passung für das Fisheye vorne und die Kamera hinten, sowie Passungen für 8 LED.Die STL-Datei für diesen Kameradom findet man hier: [PiCameraDome4]
Rückseite des Kameradoms aus dem 3D-Drucker, wird hinten mittig aufgeklebt und hält den Deckel des Kamerasystem durch drei Nippel. Die STL-Datei dafür findet man hier [PiCameraDome4addendum
Deckel des Kameradoms aus dem 3D-Drucker, wird auf die Rückseite aufgesteckt und beinhaltet zwei Halterungen für Mikrofone (die "Ohren" im Bild). Die STL-Datei dafür findet man hier PiCameraDome4back
9 x IR-LED TSAL 6200 mit hoher Leistung
3 Widerstände 10 Ohm 0,2 W.

Zur Montage werden vier M2-Gewindebolzen in die hintere Aussparung des Kameradoms eingeklebt, und auf diese mit entsprechenden Abstandshaltern und Muttern sowohl die Kamera, als auch die eine Hälfte der Kabelverlängerung geschraubt. Dabei empfiehlt es sich, die LED vorher an Ort und Stelle zu haben - ggf. muss bei ungünstiger Klebung der Gewindebolzen bei den Eck-LED ein Gehäusevorsprung etwas abgefeilt werden.

Die Schaltung der LED für dem Betrieb an einer Spannung von 5V ausgelegt - damit fließen durch drei in Reihe geschaltete LED und einen 10 Ohm-Widerstand ziemlich genau 100mA. Bei der Schaltung über einen MOSFET ist das etwas weniger, wegen des Drain-Source-Widerstandes des MOSFET, reicht aber für die notwendige Helligkeit aus. Aus Symmetriegründen werden drei solche Stränge (insgesamt 9 LED) montiert - aber nur 8 davon sind bei dem angegebenen Kameradom nach außen gerichtet (wer möchte, kann gerne ein 3D-Design mit 9 Löchern erstellen), eine LED zeigt also nutzlos nach innen.

Das Fischaugenobjektiv wird mit wenig (!) klarem Silikon in die vordere Öffnung geklebt, der rückwärtige Aufsatz mit den 3 Nippeln mit Zweikomponentenkleber auf der Rückseite des Kameradoms befestigt. Dabei zur Ausrichtung den Mikrofonhalter probeweise aufstecken.

Die Acrylglaskuppel wird mit Silikon oder einem äquivalenten Dichtmaterial wasserdicht in die Frontplatte eingesetzt, auf diese dann von hinten der Kameradom. Eine staubdichte Verbindung erfordert auch hier die Abdichtung mit Silikon. Für den Fall einer möglichen Demontage empfiehlt es sich, diese Abdichtung nicht als Klebung zu verwenden, sondern als umlaufenden Rand nachträglich aufzubringen - der ist dann einfach mit einem Cutter zu entfernen.

Klingelknopf

Als Klingelknopf wird ein Modell aus Edelstahl mit umlaufendem LED-Ring verwendet,

Frontplatte

Die Frontplatte besteht aus 4 mm starken Aluminium, eloxiert und auf 1/10 mm genau mit den passenden Bohrungen und Ausschnitten sowie rückseitig angeschweißten Gewindebolzen versehen. Online bestellbar z.B. bei der Schaeffer AG, für das vorliegende Exemplar wurden ca. 115 € in Rechnung gestellt. Auf Grund ihrer Stabilität dient diese Frontplatte als Baugruppenträger für die Außeninstallation.

Rückwandinstallation

Die Rückwandinstallation, die in des Mauerwerk eingelassen wird, kommt ebenfalls aus dem 3D-Drucker. Sie besteht aus drei Teilen mit unterschiedlicher Tiefe, um das Loch im Mauerwerk nicht zu groß werden zu lassen. Das obere und das untere Teil enthalten jeweils zwei stabile Vorsprünge mit Aussparungen, in die eine normgerechte M4-Mutter von unten genau hineinpasst. Bemerkenswert ist, dass dieses Bauteil nicht mit einer konventionellen Methode (z.B. im Spritzgussverfahren) gefertigt werden kann.