HM-MOD-RPI-PCB HomeMatic Funkmodul für Raspberry Pi

HM-MOD-RPI-PCB HomeMatic Funkmodul für Raspberry Pi
HomeMatic Funkmodul für Raspberry Pi
Allgemein
Protokoll	HomeMatic
Typ	Gateway
Kategorie	HomeMatic
Technische Details
Kommunikation	868,3/869,525 MHz
Kanäle	n/a
Betriebsspannung	1,8–3,6 V DC
Leistungsaufnahme	50 mA max.
Versorgung	RasPi
Abmessungen	19x41x14mm
Sonstiges
Modulname	HMUARTLGW
Hersteller	ELV / eQ-3

Das HM-MOD-RPI-PCB HomeMatic Funkmodul für Raspberry Pi ist eine Zusatzplatine, die auf die GPIO-Schnittstelle des Raspberry Pi aufgesteckt werden und damit als Interface zu HomeMatic Geräten dienen kann.

Wird häufig als Bausatz (zwei vorbereitete Steckerleisten sind an die Hauptplatine anzulöten) verkauft: ab € 20.

Mitunter auch fertig montiert ab etwa € 30 zu finden.

Features

(Noch zu ergänzen)

• ...

Hinweise zum Betrieb mit FHEM

Neben der hier beschriebenen Option das HM-MOD-RPI-PCB zu verwenden, besteht auch die Möglichkeit, damit auf demselben Raspberry eine virtuelle CCU zu betreiben, welche dann mit HMCCU eingebunden werden kann. Hierfür stehen mehrere Virtualisierungsvarianten zur Verfügung; eine kurze Darstellung, wie das mittels YAHM funktioniert, ist in diesem Beitrag zu finden.

Juni 2016: Beginn der Entwicklung eines FHEM-Moduls (HMUARTLGW) für dieses Interface, beschrieben im Forum unter dem Titel Modul für HomeMatic UART-Modul (RPi) und HomeMatic LAN Gateway. Dieses Modul unterstützt gleichzeitig auch das "neue" Funk-LAN Gateway HM-LGW-O-TW-W-EU.

Juli 2016: HMUARTLGW wird über FHEM update verteilt, damit ist dieses Funkmodul offiziell unterstützt.

Bitte beachten: Mit HMUARTLGW ist nur der Betrieb von BidCoS-Geräten möglich. Zur Einbindung von Geräten, die HM-IP verwenden, ist derzeit (Stand Juni 2018) noch zwingend eine (ggf. virtualisierte) CCU2 oder neuer erforderlich.

Vorbereitung serielle Schnittstelle unter Jessie / Stretch

Diese Beschreibung gilt für Jessie Version 27.05.2016. Die Grundlagen findet man hier: Raspberry Pi 3: GPIO-Port Module und Bluetooth

Die Datei /boot/config.txt um diese Zeile ergänzen

enable_uart=1

Beim PI 3 zusätzlich diese Zeilen ergänzen, bitte entweder core_freq oder force_turbo setzen.

dtoverlay=pi3-miniuart-bt
core_freq=250
#Alternativ kann auch dieser Eintrag gesetzt werden
force_turbo=1

In der Datei /boot/cmdline.txt diesen Eintrag löschen:

console=serial0,115200 

Den Dienst serial-getty in der System Kommandozeile mit folgendem Befehl deaktivieren

systemctl disable serial-getty@ttyAMA0.service

Der Benutzer fhem muss Mitglied in der Gruppe dialout sein! Bitte kontrollieren.

groups fhem 

Das System unbedingt neu starten!

Vorbereitung serielle Schnittstelle unter Wheezy

Diese Beschreibung gilt für Wheezy Version Stand 26.07.2016.

Die Datei /boot/config.txt um diese Zeile ergänzen

enable_uart=1

In der Datei /boot/cmdline.txt diesen Eintrag löschen:

console=ttyAMA0,115200

Die Datei sollte dann den folgenden Inhalt aufweisen:

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

Den Dienst serial-getty deaktivieren

in der Datei /etc/inittab wie folgt die Zeile (ziemlich am Ende) mit einer # auskommentieren

# T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

Mit folgendem Befehlen überprüfen, dass kein getty auf der Schnittstelle läuft

ps -A |grep getty
cat /etc/inittab

Tipp: Sollte der HM-MOD-RPI-PCB nach der Einrichtung immer wieder den Status zwischen init und disconnect wechseln, alle aufgeführten Punkte erneut kontrollieren! reboot nicht vergessen! In ganz hartnäckigen Fällen von der Stromversorgung trennen!

Der Benutzer fhem muss Mitglied in der Gruppe dialout sein! Bitte prüfen:

groups fhem

Das System unbedingt neu starten!

Kontrolle

Berechtigungen der Schnittstelle kontrollieren

ls -l /dev/ttyAMA0

liefert die Ausgabe unter Jessie / Stretch

crw-rw---- 1 root dialout 204, 64 Jul 27 23:39 /dev/ttyAMA0

bzw. unter wheezy

crw-rw---T 1 root dialout 204, 64 Aug  9 18:07 /dev/ttyAMA0

Nur unter Jessie und auf einem Pi3

Bitte kontrollieren, dass serial1 auf ttyS0 verlinkt ist. Andernfalls muss die Datei /lib/systemd/system/hciuart.service angepasst werden. Dort müsste ttyAMA0 durch ttyS0 ersetzt werden. Dies ist aber seit jessie Version Herbst 2016 nicht mehr nötig.

ls -l /dev/serial1
lrwxrwxrwx 1 root root 5 Jan 11 20:00 /dev/serial1 -> ttyS0

Bei Stretch wird serial0 auf ttyS0 verlinkt:

ls -l /dev/serial0
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Okt 26 12:39 /dev/serial0 -> ttyAMA0

Definition in FHEM

define myHmUART HMUARTLGW /dev/ttyAMA0
attr myHmUART hmId xxxxxx

Verwendung AES in FHEM

Das Modul beherrscht AES. Für weitere Informationen gibt es einen separaten Wiki Eintrag AES Encryption

Logbeispiel

Typischerweise meldet sich das Modul beim Start so:

  2016.10.06 17:11:16 3: Opening myHmUART device /dev/ttyAMA0
  2016.10.06 17:11:16 3: Setting myHmUART serial parameters to 115200,8,N,1
  2016.10.06 17:11:16 3: myHmUART device opened
  2016.10.06 17:11:17 3: HMUARTLGW myHmUART currently running Co_CPU_BL
  2016.10.06 17:11:17 3: HMUARTLGW myHmUART currently running Co_CPU_App

Firmware Update HM-MOD-RPI-PCB

Die Module werden mit einer Firmware 1.2.1 ausgeliefert. Dies Firmware ist nicht für einen stabilen Betrieb geeignet! Firmware 1.4.1 ist die minimal lauffähige Version! Die ersten zwei Schritte werden in der Kommandozeile auf Betriebssystemebene ausgeführt, also im "Terminal". Punkt 3 ist bis auf die Pfadeingabe in der FHEM Web Oberfläche auswählbar.

1. Firmware herunterladen

# Version 1.4.1
wget https://raw.githubusercontent.com/eq-3/occu/28045df83480122f90ab92f7c6e625f9bf3b61aa/firmware/HM-MOD-UART/coprocessor_update.eq3
# Alternativ die aktuellste
wget https://raw.githubusercontent.com/eq-3/occu/HEAD/firmware/HM-MOD-UART/coprocessor_update.eq3

2. Kopieren an einen Ort wo FHEM Zugriff hat, am Besten nach /opt/fhem/FHEM/firmware

sudo cp coprocessor_update.eq3 /opt/fhem/FHEM/firmware/

3. Flashen der neuen Firmware aus FHEM

set myHmUART updateCoPro /opt/fhem/FHEM/firmware/coprocessor_update.eq3

Alternative Methode zum Firmware Update ohne FHEM

Sollte das Update über FHEM nicht funktionieren oder FHEM nicht verfügbar sein, kann die Firmware auch wie folgt eingespielt werden (Quelle: Ottos Technik Blog)

 sudo su
 apt-get update && apt-get -y install libusb-1.0-0-dev build-essential git
 systemctl stop fhem
 git clone git://git.zerfleddert.de/hmcfgusb
 cd hmcfgusb/
 make
 # Firmware runterladen
 wget https://raw.githubusercontent.com/eq-3/occu/ee68faf77e42ed5e3641790b43a710a3301cea7e/firmware/HM-MOD-UART/coprocessor_update.eq3
 # eigentliches flashen:
 ./flash-hmmoduart -U /dev/ttyAMA0 coprocessor_update.eq3

Alternative Anbindung

Tipp: Dieser Abschnitt ist noch in Bearbeitung und unter Umständen noch nicht "perfekt". Bitte gesamten Artikel durchlesen und beachten! Weitere Varianten der Anbindung siehe Links zum Forum

Im Forum gibt es mehr Informationen zu diesen Adaptern, zum Beispiel "(amunra)-Platine für HM-MOD-UART-RPI..." oder "3. Sammelbestellung - Homematic WLAN Gateway".

USB Anbindung - USB-seriell Adapter + RPI Modul = Homematic USB Adapter

Bitte beachten: Es sind immer wieder Exemplare mit CP2102 im Umlauf, die mehr als 3.3V Spannung liefern! Vor dem Verbinden mit dem HM-Modul sollte daher geprüft werden, ob der interne Spannungswandler ordnungsgemäß funktioniert und wirklich nur 3.3V liefert. Bei den blauen Micro-Modulen kann man den Fehler nach dieser Anleitung beheben: Beitrag von PBudmark vom 08.07.2017.

Mod zur Herstellung der korrekten Spannung

Unbedingt einen USB seriell Adapter mit 3,3 Volt Pegel nehmen! Grundsätzlich bewährt haben sich z.B. Modelle mit einem CP2102, der auch ausreichend Stromreserven zum Betrieb des Moduls bietet.

Verschaltung

 3,3  -> 3,3
 gnd  -> gnd
 RX   -> TX
 TX   -> RX

Definition in FHEM

 define USB_HmUART HMUARTLGW /dev/ttyUSB0

WLAN Anbindung - ESP8266 + RPI Modul = Homematic WLAN Adapter

Es kann ein beliebiger ESP8266 mit ESP-Link Software verwendet werden.

Verschaltung

 (UART) -> (Wemos)
  3,3   -> 3,3
  Gnd   -> Gnd
  RX    -> D8
  TX    -> D7

Es gibt eine ausführliche Erläuterung für die Software unter [1].

Einstellung ESP-Link

Neben der WLAN Konfiguration muss nur das Pin Assignment konfiguriert werden. Alle Pins auf disabled und UART pins auf swapped stellen.

Definition in FHEM

 define WLAN_HmUART HMUARTLGW uart://<IP-Adresse>:23

Remoteanbindung - Pi + RPI Modul = LAN Modul

Die Remoteanbindung ist kein Sharing des Moduls! Es darf an dem Remote Pi (wo das Modul sitzt) keinerlei Zugriff auf das Modul seitens einer etwaigen lokalen FHEM Instanz erfolgen.

Installation auf Remote Instanz

sudo apt-get install socat

Auf diesem Pi, also wo das Modul steckt:

sudo socat TCP4-LISTEN:2000,fork,reuseaddr /dev/ttyAMA0,raw,echo=0,b115200

Auf einen Debian Jessie mit systemd legt man am besten folgende Datei an: /etc/systemd/system/hmlangw.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target
Type=forking
  
[Service]
ExecStart=/usr/bin/socat TCP4-LISTEN:2000,fork,reuseaddr /dev/ttyAMA0,raw,echo=0,b115200
User=root
Restart=always
RestartSec=10

Dann kann mit

sudo systemctl enable hmlangw

der Service zum Autostart konfiguriert werden. Auf dem Modul wo FHEM läuft und das Modul Remote angeschlossen werden soll:

define RM_HmUART_EG HMUARTLGW uart://<IP-Adresse>:2000
attr RM_HmUART hmId xxxxxx

Es handelt sich nicht um sharing der seriellen Schnittstelle und damit "verfügbar machen" des Moduls "all over the World"! Es handelt sich um ein exklusives "Kabel" von Pi zu Pi zur Schnittstelle zum RPI Modul.

Lokaler Pi: FHEM -> uart://IP:Port -> Netzwerk -> socat listener -> socat serial -> RPI Modul auf Remote Pi Remote Pi: RPI Modul -> serial -> socat -> Netzwerk -> uart://IP:Port -> FHEM auf lokalem Pi

Bekannte Probleme

Sollten beim Flashen der Firmware hartnäckige Probleme auftreten (kein Erfolg aber auch gar keine Fehlermeldungen) ist das Modul vom Strom zu trennen, ein Neustart des Pi reicht nicht!

Ein Beitrag aus dem genannten Forenthread: Das Ding ist anscheinend wirklich einfach das Funkmodul aus der CCU2 (wird zumindest in der eQ-3 SW als CCU2 angesprochen) und spricht ein für FHEM vollkommen neues Protokoll.

Links

• Forenthread mit Nachfrage zur Unterstützung dieses Geräts in FHEM
• Modul für HomeMatic UART-Modul (RPi) und HomeMatic LAN Gateway
• Produktseite bei ELV
• Bedienungsanleitung
• Forenthread Hardware Thread mit vielen Varianten der Anbindung. In #27 sind Detailbeschreibung in der PDF im Anhang