Einleitung
In diesem Artikel werde ich euch eine Lösung mit Home Assistant, Homematic IP, Zigbee und Matter vorstellen, die meiner Meinung nahezu perfekt ist. Eine Instanz von Home Assistant wird auf einem Raspberry Pi 4 auf einer SSD installiert und über Add-ons und Zusatzhardware für Homematic IP, Zigbee und Matter kompatibel gemacht. Einen Ausfall von SD-Karten, die in diesem Umfeld gelegentlich auftreten, könnt ihr mit der SSD Festplatte umgehen. Um das Gesamtpaket rund zu bekommen, sind alle Komponenten, bis auf das Zigbee- und Matter-Modul, in einem einzigen Gehäuse untergebracht. So seid ihr gerüstet für alle kommenden Smart Home Aufgaben und wichtigsten Standards.
Verwendete Hardware
Die folgende Liste zeigt die verwendete Hardware. Aufgrund von Lieferproblemen (u.a. Raspberry Pi 4 mit 8 GB RAM) oder anderen persönlichen Vorlieben habe ich Alternativprodukte verlinkt, die ihr als funktionierende Ersatzlösungen nutzen könnt.
reichelt Preis: € 8,40 (€ 5,95 Versand)
Home Assistant Installation auf der SSD
(Optional) Raspberry Pi 4 Firmware aktualisieren
Falls euer Raspberry PI mit einer alten Firmware ausgeliefert wurde, ist die Verwendung einer SSD Festplatte ohne SD-Karte leider nicht möglich. Daher müssen wir dafür sorgen, dass eine aktuelle Version aufgespielt ist. Wie dies funktioniert, hat Matthias auf seinem Blog verständlich beschrieben. Wenn ihr euch unsicher seit, dann könnt ihr auch erst einmal mit dem nächsten Kapitel fortfahren und notfalls zurückspringen.
Image auf SSD Festplatte aufspielen
Um Home Assistant zu installieren, verbinden wir die SSD Festplatte mit einem Computer über den USB Adapter. Anschließend nutzen wir den Raspberry Pi Imager, um das Home Assistant Image aufzuspielen.
Wir installieren Home Assistant OS im Bereich „Other specific-purpose OS“ als Betriebssystem auf dem Raspberry Pi 4 und wählen die 240 GB SSD als Speichermedium aus. Nachdem wir das Schreiben bestätigt haben, erhalten wir eine Bestätigung, dass alle Daten erfolgreich auf die Festplatte übertragen wurden.
Clearbox Gehäuse zusammenbauen
Wir nutzen für unsere All-In-One-Lösung das Clearbox Gehäuse, welches ich schon einmal vorgestellt hatte. Dieses Mal jedoch in der Version, die für SSD Festplatten geeignet ist. Der Vorteil dieses Gehäuses liegt darin, dass ein Homematic (IP) Steckmodul in das Gehäuse passt und eine Antenne nach außen geführt werden kann.
Als Erstes wird der Raspberry Pi 4 wird auf das Clearbox Gehäuse geschraubt und mit dem GPIO Stacking Header erweitert.
Anschließend wird das Homematic IP Modul mit den GPIO Pins verbunden und verschraubt. Die Antenne führen wir unters Modul und verschrauben diese am Gehäuse.
Im nächsten Schritt legen wir die SSD Festplatte inklusive Adapter in das untere Stück des Gehäuses und führen das Kabel nach außen.
Als Letztes wird das Gehäuse zusammengeschraubt und das USB-Kabel in den Raspberry Pi gesteckt. Das Gehäuse ist nun fertig zusammengebaut und sollte wie folgt aussehen.
Erster Start von Home Assistant
Wir stecken das Netzwerkkabel und das USB-C Netzteil in den Raspberry Pi. Home Assistant wird nun das erste Mal gestartet. Nach einer kurzen Wartezeit können wir über unseren Router die IP-Adresse herausfinden und diese mit der Portnummer 8123 im Browser aufrufen. Bei mir lautet die Adresse http://10.0.0.192:8123.
Im Onboarding werden folgende Einstellungen festgelegt: Benutzername und Kennwort, Name und Ort des Zuhause, Land, Sprache, Zone, Einheitensystem sowie Währung. Außerdem werden deine ersten Smart Home Geräte durch Auto-Discovery erkannt.
Du solltest jetzt zum ersten Mal die Oberfläche von Home Assistant sehen.
Homematic (IP) einrichten
In unserem All-in-One-Szenario verwenden wir den RPi-RF-MOD als Aufsteckmodul auf dem Raspberry Pi. Sollten wir die USB Variante nutzen wollen (siehe verwendete Hardware), dann können die Kapitel bis zum RaspberryMatic Add-on übersprungen werden, da dieser out-of-the-box unterstützt wird.
SSH freischalten
Für die Nutzung des Aufsteckmoduls müssen wir Home Assistant mitteilen, dass dieser auf das GPIO Interface zugreifen soll. Dies können wir über die Anpassung einer Konfigurationsdatei erreichen. Zugriff auf diese Datei erhalten wir leider nur über SSH. Daher müssen wir zunächst den SSH Zugriff auf Home Assistant freischalten.
Wir generieren nun einen Public und Private Key für den SSH Zugriff. Unter Windows kann dies mit dem Tool puttygen geschehen. Unter Mac OS und Linux können wir einen Kommandobefehl nutzen. Laut der Dokumentation von Home Assistant benötigen wir hierfür einen rsa key.
Ein Beispielkommando könnte unter Mac OS und Linux wie folgt aussehen:
ssh-keygen -t rsa
Durch den Befehl sollten wir u. a. die Datei „id_rsa.pub“ erhalten, die unseren public key darstellt. Diese kopieren wir auf einen USB-Stick, der mit FAT, ext4 oder NTFS formatiert sein muss. Danach nennen wir die Datei in „authorized_keys“ und den Volume des USB-Sticks in CONFIG um. Diesen stecken wir anschließend in unsere Raspberry Pi ein.
Im nächsten Schritt schalten wir den erweiterten Modus im Home Assistant Profil ein und installieren das Add-on „Terminal & SSH“. Nach dem Starten des Add-ons verwenden wir zum Einlesen des Keys auf dem USB-Stick folgendes Kommando:
ha os import
Achtung: Es ist wichtig, sowohl den Raspberry Pi als auch Home Assistant neu zu starten. Dazu gehst du wieder auf Einstellungen und System. Nach dem Neustart solltest du in der Lage sein, dich per SSH zu verbinden.
RPi-RF-MOD freischalten
Wir greifen nun über SSH auf den Raspberry Pi zu. Dies kann unter Windows mit erreicht werden oder auf anderen Systemen über das Terminalfenster. Wichtig ist hierbei zu beachten, dass wir den Benutzer root und den Port 22222 nehmen. Wir benötigen kein Passwort.
Wir greifen nun über SSH auf den Raspberry Pi zu. Dies kann unter Windows mit Putty erreicht werden oder auf anderen Systemen direkt über das Terminalfenster. Benutzer und Port sind hierbei entscheidend: Wir verwenden den Benutzer root und den Port 22222, ein Passwort ist nicht notwendig.
Jetzt öffnen wir die Datei „/mnt/boot/config.txt“ mit dem Text-Editor vi.
vi /mnt/boot/config.txt
Wie in der Dokumentation von Raspberrymatic beschrieben, unkommentieren wir die entsprechenden Zeilen für den RPI-RF-MOD. Anschließend speichern wir mit dem Kommando „:wq“
# Uncomment this to enable GPIO support for RPI-RF-MOD/HM-MOD-RPI-PCB
enable_uart=1
dtparam=i2c_arm=on
dtoverlay=miniuart-bt
dtoverlay=rpi-rf-mod
Nun starten wir den Raspberry Pi 4 unter Einstellungen und System neu.
RaspberryMatic Add-On
Wir installieren jetzt das Add-on RaspberryMatic, welches für das Anlernen und Konfigurieren der Homematic Geräte benötigt wird. Hierbei ist zu beachten, dass wir im Add-on Bereich eine neue Quelle mit der Adresse https://github.com/jens-maus/RaspberryMatic hinzufügen müssen. Anschließend kann das Add-on installiert und gestartet werden.
Sollte es zu Problemen kommen, dann kann im Protokoll des Add-ons geprüft werden, ob das Modul „RPI-RF-MOD“ auch korrekt gefunden wurde.
Auf eine konkrete Einführung von RaspberryMatic wird in diesem Artikel verzichtet. Als Test wurde die HMIP-PS Steckdose angelernt, die anschließend in Home Assistant integriert und getestet wird. Wichtig ist nur, dass die entsprechenden Ports im Firewall Bereich von RaspberryMatic erlaubt sind.
Homematic (IP) Integration
Die Homematic (IP) Integration in Home Assistant erfährt derzeit ein komplettes Redesign. Diese unterstützt u. a. auch das RaspberryMatic Add-on und wird zukünftig die alte Integration ersetzen. Daher verwenden wir für diesen Artikel schon die neue Integration, welche über den Home Assistant Community Store (HACS) installiert werden muss. Für die Installation öffnen wir erneut das „Terminal & SSH“ Add-on und nutzen folgendes Kommando:
wget -O - https://get.hacs.xyz | bash -
Nachdem Home Assistant neu gestartet wurde, fügen wir die Integration HACS hinzu und verbinden unseren GitHub Account zwingend damit. Nachdem dies erledigt ist, erscheint HACS im linken Menü. Als Nächstes fügen wir noch das Repository https://github.com/danielperna84/custom_homematic für neue Integrationen hinzu und installieren „Homematic(IP) Local“. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, sind wir bereit.
Nun fügen wir Homematic als Instanz unter Einstellungen/Integrationen hinzu. Hierfür benötigen wir den Hostnamen der CCU, den wir über das Add-on herausfinden können.
Die Anbindung von Homematic (IP) ist jetzt vollständig. Die angelernte Homematic IP Steckdose wurde erkannt und kann unter Home Assistant gesteuert werden.
Zigbee und Matter konfigurieren
Für Zigbee und den neuen Smart Home Standard Matter nutzen wir den „Home Assistant SkyConnect“ USB-Stick von Nabu Casa. Dieser wird mit dem Verlängerungskabel an einem freien USB-Port am Raspberry Pi eingesteckt.
Zigbee
Nach dem Einstecken und einem Neustart wird der Stick im Integrationsmenü als „SkyConnect v1“ erkannt. Wir können diesen nun über „Konfigurieren“ einrichten und nutzen. Anschließend können wir über „Zigbee-Geräte hinzufügen“ weitere Geräte einbinden. Wir verwenden hierfür eine Steckdose, die zusätzlich die Messung des anliegenden Verbrauchs unterstützt. Nachdem der Anlernknopf auf dem Gerät betätigt wurde, wurde dieses auch schon in Home Assistant erkannt und kann genutzt werden. Die Integration von Zigbee ist somit abgeschlossen.
Matter einrichten
Wir wechseln zu Einstellungen/Hardware und klicken bei „Home Assistant SkyConnect“ auf Konfiguration. Jetzt installieren wir die Multiprotokoll-Funktionen, die parallel zu Zigbee auch Matter freischaltet.
Nach einer erfolgreichen Installation wurde „SkyConnect v.1“ unter Integrationen in „SkyConnect Multi-PAN“ umbenannt. Zusätzlich steht jetzt das Anlernen von Matter Geräten unter dem Punkt Integrationen zur Verfügung. Die Integration befindet sich derzeit noch in Beta und wird durch Updates immer weiter ausgebaut. Leider konnte ich aufgrund von nicht vorhandenen Matter Geräten kein Testgerät anlernen.
Fazit
Mit der Kombination von Home Assistant, Homematic IP, Zigbee und Matter erhält man eine umfangreiche All-in-one-Lösung, die perfekt für unterschiedlichste Smart Home-Aufgaben geeignet ist. Der Artikel bietet eine detaillierte Anleitung, wie man diese Lösung auf einem Raspberry Pi 4 und einer SSD Festplatte aufbaut und konfiguriert. Das Clearbox-Gehäuse mit dem RPi-RF-MOD sorgt für eine einfache und platzsparende Unterbringung aller Komponenten. Die Kombination von Homematic (IP), Zigbee und Matter bietet eine breite Palette an Möglichkeiten, um das Smart Home zu steuern. Vor allem durch den neuen Smart Home Standard Matter ist man mit dieser Lösung am Puls der Zeit und für zukünftige Herausforderungen gewappnet.
6 Antworten
Hallo,
ist zwar eine super Anleitung, leider funktioniert HMIP nicht wie beschrieben.
Homematic IP(local) meldet verbindung fehlgeschlagen.
Das Kommando zum speichern ist „:wq“ und dann Enter!!
Danke für deine Anmerkung. Habe ich korrigiert!
Hi,
danke für die interessanten Infos. Wie würde denn die Lösung mit einem PC statt des Raspi aussehen? Also was nehme ich statt des Homematic-Raspi-Moduls am besten?
Grüße,
Jan
Hallo Jan, da kann ich dir leider nicht weiterhelfen. Vielleicht hat hier jemand anderes eine gute Antwort?