Garagentor mit FHEM bedienen

Garagentore per Hand bedienen ist out, Garagentore werden heute sicher in fast allen Fällen mit elektrischen Antrieben ausgestattet.
Früher konnte man noch wählen zwischen mit oder ohne Fernbedienung, ohne Fernbedienung macht natürlich gar keinen Sinn. Allerdings kann man den Komfort der Fernbedienung nicht wählen, offenbar beschränkt ein weltweites Gesetz die Bedienung der Tore auf einen dummes Knopf. Der macht toggle bzw. Go - Stop - Reverse. Man kann also nicht entscheiden ob das Tor auf oder zu gehen soll, es hängt davon ab wie es zuletzt gefahren ist. Man soll offenbar dazu gezwungen werden, dass Tor nur mit Sichtkontakt zu bedienen.
Wozu haben die meisten Fernbedienungen dann 2, 4 oder 5 Knöpfe?
Ich finde das blöd, ich will durchaus manchmal das Tor aufmachen und wenn es offen ist, bleibt es eben offen. Und abends will ich das Tor zumachen einfach sicherheitshalber auf den Knopf "Zu" drücken und anschließend wissen das es zu ist!
Und weil das alles so ist, kann man bei dem "Toggle Antrieb" nicht was weglassen und einfach einen Rollladen Aktor anschließen, sondern man muss etwas hinzukaufen um an die Funktionen heranzukommen die der Antrieb eigentlich beherrscht. Zumindest bei dem Antrieb aus dem Hause Hörmann.
Wichtiger Hinweis:
Mittlerweile gibt es einen speziellen Baustein von Homematic (eq3) für die HM-IP Serie: HmIP-MOD-HO. Mit diesem Baustein geht das Ganze per Plug&Play.

Zur Einbindung in FHEM (über HMCCU) gibt es hier einen Thread.

Bauteile

Was brauchen wir?

• Hörmann Supramatic (ich habe die Supramatic E3)
• Universal Adapterplatine (Suchlink) (die ist für Ottonormalverbraucher offenbar nicht gedacht und läuft unter Industriezubehör
• ein Switch Empfangsmodul um den Antrieb zu bedienen (HM-MOD-Re-8)
• ein Sendemodul um die Zustände des Antriebes abzufragen (HM-MOD-EM-8)
• Spannungsregler UA78L12, Keramikkondensator 100 nF, Keramikkondensator 330 nF, Laborkarte Streifenraster (mindestens 60 x 65 mm)
• Lötkolben, etwas Schaltdraht und elektrische Grundkenntnisse oder einen guten Freund. Keine Angst es geht nur im Bereich ungefährlicher Spannungen ( < 24 Volt).

Die Kosten für diese Ergänzung des normalen Antriebes belaufen sich auf ca. 90-100€.

Schaltungsbeschreibung

Die UAP1 hat im wesentlichen folgende Anschlüsse:

• Steuerung: 24 Volt (max 100 mA, 22,8 Volt gemessen) 0 Volt,  S5 -> Licht an, S4 -> Tor zu, S2 -> Tor auf, S3 -> Tor Lüftung, S0 -> Steuerung aus
• Abfrage (potentialfreies Umschaltkontakt Relais Interface): K01 -> Tor auf, K02 -> Tor zu, K03 -> Licht brennt
• Busverbindung: 6 poliges belegtes Kabel RJ12 

Die Platine wird über ein mitgeliefertes Kabel (2 m) mit der Supramatic verbunden und wird komplett mit (IP65?) Gehäuse geliefert. In diesem Gehäuse finden auch die beiden Zusatzbausteine Platz und das Kabel lässt sich gegen ein maximal 5 meter langes austauschen. Fertig konfektioniert habe ich 6 meter bekommen, das funktioniert auch. Damit lässt sich die kleine Box empfangstechnisch günstig an der Front der Garage platzieren.
Die Eingänge sind für Taster, also für kurze Impulse gedacht.

Die Eingänge der UAP1 liegen mit einer Widerstandsbeschaltung (4,4/7,4 kOhm) intern auf etwa 21 Volt. Bei Null Potential wird der "Schaltkontakt" mit 4,8 mA belastet. 

Die Openkollektor Stufen der HM-MOD-Re-8 können also direkt angeschlossen werden, 1 Volt Überspannung gegenüber Datenblatt sollten die Ausgangstransitoren verkraften. 

Der COM Anschluss für die integrierte Freilaufdioden müsste auf das Eingangspotential (21 V) gelegt werden, dies steht aber nicht zur Verfügung. Der COM Anschluss muss also unbeschaltet bleiben, die Freilaufdioden bleiben damit ohne Funktion. Da sich die Logik  direkt auf der UAP1 befindet ist nicht mit Spannungsspitzen zu rechnen.
Wir benötigen im praktischen Betrieb 4 Anschlüsse des HM-MOD-Re-8 als Schalter und 3 Anschlüsse des HM-MOD-EM-8 als Sensoren. Man könnte mit einem 5ten Anschluss die UAP1 außer Betrieb nehmen, dies habe ich aber nicht getestet. Ich habe die vorhanden Brücke an S0 gelassen.

Aufbau

Die beiden Homematic Bausteine können mit maximal 12 Volt betrieben werden. Deswegen wird noch einen kleinen Spannungsregler 12 Volt benötigt. Der Spannungsregler samt Randbeschaltung und die beiden HM Bausteine werden auf einer Lochstreifenplatte fixiert und beschaltet.

Achtung: Beim Spannungsregler unbedingt auf die richtigen Anschlüsse achten. Es gibt viele verschiedene Bauformen und Anschlussbelegungen. Ansicht von oben und von unten beachten. Am Besten das Datenblatt konsultieren!

Diese Platte wird etwas zurecht geschnitten und liefert damit perfekten Halt im Gehäuse. Ich habe die Platte 82,5 x 60 mm gewählt und die Ecken 20 x 10 mm ausgeklinkt.
Streifenförmigen Leiterbahnen werden passend mit dem Cuttermesser bearbeitet, die Pfostensteckverbinder der HM Module passen perfekt und die Module bleiben steckbar. Durch die Aufbauhöhe ragt das Ganze etwas in den Klarsichtdeckel des Gehäuses, die Höhe der HM Module stellt die Obergrenze dar, der Spannungsregler muss also wenige mm gekürzt werden.
Die Anschlusskabel für die Klemmleisten müssen ca. 9-10 mm abisoliert werden. 

Schaltplan

Betrieb in FHEM

Zunächst habe ich die Channel der beiden HM Bausteine in der Benennung angepasst.
Für die Bedienung des Garagentors habe ich quasi drei Fernbedienungen, einen Schalter im Flur und zwei RCs für die beiden Autofahrer. Diese sind alle direkt gepeert um auch ohne FHEM zu funktionieren. Nach Standard: ein Knopf auf und ein Knopf zu.
Allerdings ist die Reichweite sehr beschränkt. Mein HMLAN ist wesentlich besser im Empfang als die Bausteine hinter dem Garagentor. Deshalb habe ich die beiden freien Knöpfe auf den RC4 mit einem VCCU Channel gepeert (grünes Licht) und triggere damit ein notify welches das Tor öffnet bzw. schließt. Damit kann ich ohne Probleme ca. 40 meter vor dem Haus aus dem Auto heraus das Tor bedienen.
Die UAP1 wird mit kurzen Impulsen angesteuert.
RC41 ist eine kleine Fernbedineung RC4 als Schlüsselanhänger.
SW81 ist der Switch Re-8

Peering

Die Verbindung der Taster mit dem Switch erfordert zwei Schritte:
Je ein Knopf für auf/zu:

set RC41_1 peerChan 0 SW81_3_TorZu single set both
set RC41_2 peerChan 0 SW81_1_TorAuf single set both

Den anderen Knopf mit virtuellen Knopf verbinden:

set RC41_3 peerChan 0 vccu1_Btn3 single set both
set RC41_4 peerChan 0 vccu1_Btn4 single set both


Ganz wichtig ist die Einstellung zum "Aufwachen" vom Switch:

set RC41_1 regSet peerNeedsBurst on SW81_3_TorZu 
set RC41_2 regSet peerNeedsBurst on SW81_1_TorAuf 

Den Impulse für 1 Sekunde kann man am einfachsten mit dem hminfo Modul und dem Template autoOff einstellen:

set hm templateSet SW81_3_TorZu autoOff RC41_1:short 1
set hm templateSet SW81_1_TorAuf autoOff RC41_2:short 1

Man kann natürlich die Register einzeln setzen, minimal wäre die Zeit für short -> shOntime:

set SW81_3_TorZu regSet shOnTime 1 RC41_1
set SW81_1_TorAuf regSet shOnTime 1 RC41_2

Man müsste aber auch noch mindestens lgOnTime setzen. Im Template können mehrere Register in einem Schritt gesetzt werden. Für diesen Fall müsste ich noch ein Template erstellen.

Zustandserkennung

Der HM-MOD-EM-8 wird mit dem triggerMode "button" ausgeliefert. Was wir brauchen ist der Triggermode "sensor" damit offene und geschlossen Kontakte angezeigt werden und kein Dauer(funk)feuer bei geschlossenem Kontakt entsteht. Im FHEM Wiki ist das gut erklärt.
Folgender Befehl schaltet alle Kanäle in den "sensor" Modus.

set RC81_.* regSet triggerMode sensor

Unter Umständen muss vorher ein getConfig ausgelöst werden und der Konfig Knopf gedrückt werden. Alternativ zum Konfig Knopf geht aber auch die Betätigung eines Kanals, also Garagentor einmal fahren lassen ist einfacher als die Kiste aufschrauben.
Die nicht benutzten Kanäle könnte man auch abschalten.

Notify

So sehen die beiden notify aus, die quasi innerhalb FHEM (virtuelle Button, Dummy) das Tor steuern:

define nty_TorZu notify VCCU_Btn3:trig_RC41_3:.*|VCCU_Btn3:trig_RC42_3:.* set SW81_3_TorZu on-for-timer 1
define nty_TorAuf notify VCCU_Btn4:trig_RC41_4:.*|VCCU_Btn4:trig_RC42_4:.* set SW81_1_TorAuf on-for-timer 1

Um einfach auch in der Oberfläche den Knopf für "Tor auf" oder "Tor zu" drücken kann, habe ich ein zweites notify gebaut, welches die entsprechenden Channel des SW81 immer gleich wieder von on nach off zurücksetzt, falls nicht mit on-for-timer gearbeitet wurde:

define nty_SW81 notify SW81_._Tor.*:on sleep 0.2;; IF ([$NAME:timedOn] ne "running") (set $NAME off)

Besser ist es, man baut sich gleich einen "Knopf" auf die Bedienoberfläche.

Steuerelement für die Weboberfläche

Damit es in der Weboberfläche nicht so technisch detailliert aussieht, brauchen wir noch ein schickes Bedienelement:

Dazu wird ein dummy mit Icon und Schaltflächen ausgestattet und mit einem DOIF wird der Zustand bei Änderung des Status vom echten Tor in den Dummy übertragen. Die beiden notify TorAuf und TorZu werden einfach um einen Trigger erweitert.

define GaragenTor dummy
attr GaragenTor devStateIcon zu:control_arrow_down auf:control_arrow_up open:fts_garage_door_10:zu closed:fts_garage_door_100:auf
attr GaragenTor room Garage
attr GaragenTor webCmd zu:auf

define di_garagentor DOIF ([RC81_1_TorOben:"closed"])(set GaragenTor open) DOELSEIF ([RC81_2_TorUnten:"closed"])(set GaragenTor closed)
attr di_garagentor room Garage

defmod nty_TorAuf notify GaragenTor:auf|VCCU_Btn4:trig_RC41_4:.*|VCCU_Btn4:trig_RC42_4:.* set SW81_1_TorAuf on-for-timer 1

defmod nty_TorZu notify GaragenTor:zu|VCCU_Btn3:trig_RC41_3:.*|VCCU_Btn3:trig_RC42_3:.* set SW81_3_TorZu on-for-timer 1

Achtung

Wer mal eben die UAP1 an die Supramatic anstecken will um zu sehen "ob es was tut" sollte sich den Zeitpunkt gut überlegen!  Die Supramatic lernt die UAP1 beim ersten anstecken und funktioniert anschließend nur noch mit UAP1!  Nur durch einen Werksreset der Supramatic lässt sich dies beheben, damit sind aber auch alle Einstellungen für das Tor futsch.

zum Schluss

Theoretisch könnte man auch drei (noch freie) Tastereingänge des HM-MOD-Re-8 missbrauchen. Allerdings wirken die Taster und auch die Tastereingänge als Toggleschalter und würden bei Dauerkontakt ständig "Long" senden, ob man dies irgendwie umgebogen bekommt habe ich nicht angedacht.
Anmerkung zum verwendeten Homematic Schalter:
Alle Batteriebetriebenen HM Aktoren sind sogenannte Burst Geräte. Sie müssen erst durch einen "Burst" aufgeweckt werden. Der Burst ist eine Nachricht an "Alle" - alle Batteriegeräte wachen dadurch auf und gehen auf Empfang. Der exzessive Einsatz von Schaltvorgängen mit "Batterie Aktoren" führt zu erhöhtem Batterieverbrauch bei allen Geräten im Umfeld.