RaspberryMatic: Raspberry Pi3 als LAN Gateway verwenden

Seit der RaspberryMatic Version 2.27.7.20170316-beta5 kann man eine Raspberry Pi2 oder Pi3 als LAN-Gateway verwenden und mit einer CCU oder RaspberryMatic verbinden. Dadurch ist es möglich die Reichweite des HomeMatic BidCos-RF Netzes zu erweitern. Diese Lösung hat dann die gleiche Funktion wie das HomeMatic LAN-Gateway.

Dieser Artikel befasst sich damit diese technische Möglichkeit zu testen und umzusetzen. Es ist wohl eher etwas für Technik-Fans oder Freunde des Raspberry Systems. Rein rechnerisch macht es keinen Unterschied die Original HomeMatic oder die Raspberry Lösung zu verwenden. Mit Netzteil, Funkmodul, Netzwerkkabel und einem  Gehäuse liegen die beiden Varianten im gleichen Preissegment. Aber das sei jedem Anwender selbst überlassen. Ich möchte hier nur zeigen wie die Raspberry, in meinem Fall eine Pi3 einzurichten ist und ob alles einwandfrei funktioniert.

Warum ein LAN-Gateway

In schwierigen Empfangslagen und auf sehr großen Arealen kann es vorkommen, dass die Funksignale der HomeMatic Zentrale CCU2 oder RaspberryMatic weit entfernte HomeMatic Funkkomponenten nicht mehr sicher erreichen. Das Funk-LAN-Gateway soll hier die Lösung für eine höhere Betriebssicherheit sein. Es können maximal 3 LAN-Gateways installiert und in die Zentrale eingebunden werden.

In meiner Installation befindet sich die HomeMatic Zentrale in der 1. Etage. Ich verwende auch im Keller einige Aktoren, die immer mal wieder Kommunikationsprobleme haben und somit entsprechende Servicemeldungen generieren. Ärgerlicher als die Servicemeldung ist die Tatsache, dass die Funktion der Aktoren nicht sichergestellt ist. Aus diesem Grund ist mein Plan ein LAN-Gateway im Keller zu installieren und die Aktoren in diesem Bereich darüber anzusprechen.

Es wird über das stationäre Computernetzwerk (LAN) an die CCU2/RaspberryMatic angebunden und dient als Funk-Netzwerkknoten, der die Verbindung zu den in seiner Funkreichweite befindlichen Homematic Funkkomponenten hält und diese in das Gesamtsystem einbindet.

Dies ist oft die einzig mögliche Lösung bei stark schirmenden baulichen Funkhindernissen, Funkstörungen durch andere Teilnehmer oder sehr große Entfernungen. Dabei bleibt die Funkschnittstelle der CCU2/RaspberryMatic selbst aktiv, sie kann also die in ihrer Reichweite liegenden Homematic Komponenten nach wie vor erreichen.

Das LAN Gateway unterstützt ausschließlich das Homematic Funkprotokoll und kann nicht zur Reichweitenverlängerung von Homematic IP eingesetzt werden!

Soweit die Theorie. Hier versuche ich das Ganze mit einem  LAN-Gateway auf einer Raspberry zu realisieren und über meine Erfahrungen damit zu berichten.

LAN-Gateway einrichten

Als erstes sollte die aktuelle Version von RaspberryMatic auf der PI installiert werden. Wie diese genau zu erfolgen hat, ist im folgenden Artikel beschrieben.

WICHTIG:

Bevor ihr weitermacht, solltet ihr eine Sicherung eurer RaspberryMatic HomeMatic Zentrale durchführen und anschließend das System runterfahren und unten lassen. Grund dafür ist die Tatsache, dass das neue System auch als HomeMatic Zentrale startet und sich im Netzwerk anmeldet.

Nachdem dies erfolgt ist, bitte das neue RaspberryMatic System, welches das LAN-Gateway werden soll, starten. Wenn das System oben ist müsst ihr die folgenden Schritte durchführen.

  1. Über die WebUI eine feste IP-Nummer eintragen.

Da bei mir die HomeMatic Zentrale die 50 hat, habe ich hier die 51 genommen. Das mit der festen IP-Adresse ist natürlich kein Muss, ich finde es aber für persönlich gut, wenn bestimmte Geräte in meinem Netzwerk immer die gleiche IP-Adresse verwenden. Außerdem habe ich im Netz eine Empfehlung des ELV-Supports gefunden, welche eine feste IP-Adresse empfiehlt, um Verbindungsprobleme bei einem Neustart zu vermeiden.
Über die folgende Funktion kann die IP-Adresse eingetragen werden:

(Startseite>Einstellungen>Systemsteuerung>Netzwerkeinstellungen)

Dann habe ich im Router ebenfalls die feste IP-Adresse definiert und was noch viel wichtiger ist, dem LAN-Gateway einen anderen Namen im Netzwerk vergeben. Das System würde sonst standardmäßig mit dem gleichen Namen starteb wie die Original-RaspberryMatic. Ich habe hier aus „homematic-raspi“ ein „homematic-HMLGW“ gemacht.

 

  1. Die Seriennummer des Systems ermitteln

Dazu in der WebUI (Startseite>Einstellungen>Systemsteuerung>LAN-Gateway Konfiguration) auswählen. Dort seht ihr dann nur ein Gerät, nämlich die Raspberry bzw. das RF-Funk-Modul mit der Seriennummer:

Ihr müsst euch ein  wenig beeilen, weil die Seriennummer nach kurzer Zeit zu dem Eintrag „Standard“ wechselt. Wenn ihr nicht schnell genug wart, könnt ihr den Vorgang wiederholen. Die Seriennummer dann bitte notieren, weil ihr sie später benötigt um das LAN-Gateway in der HomeMatic Zentrale zu definieren.

 

  1. In der WebUI den SSH Zugang freischalten (Systemsteuerung>Sicherheit>SSH). Passwort zweimal eingeben und den Haken bei „SSH aktiv“ setzen.

  1. Über die SSH Konsole den nachfolgenden Befehl eingeben.

Mit diesem Befehl wird im Verzeichnis „usr/local“ eine Datei mit dem Namen „HMLGW“ angelegt. Wenn keine Fehlermeldung erscheint, hat der Befahl funktioniert. Es gibt keine OK Meldung. Ihr könnt ja sicherheitshalber kontrollieren ob das Verzeichnis angelegt wurde.

touch /usr/local/HMLGW

  1. Als letzten Schritt die Raspberry neu starten

Wenn ihr keine feste IP-Adresse verwendet habt, müsst ihr einen Bildschirm anschließen. Nachdem die Raspberry normal hochgefahren ist, erscheint auf dem Bildschirm  die folgende Ausgabezeile:

„Versionsnummer“ und dann der String „LAN-GW Mode (IP-Adresse)“

Arbeitet ihr ohne feste IP-Adresse bekommt das LAN-Gateway vom Router (DHCP) eine zugeteilt, die ihr euch jetzt notieren müsst. Bei der Vergabe einer festen IP-Adresse braucht ihr eigentlich keinen Bildschirm, weil die IP-Adresse ja bereits vorher festgelegt wurde und bekannt ist.

Unter Angabe seiner IP-Adresse ausgeben. Diese IP-Adresse kann dann in der eigentlichen CCU bzw. im Haupt-RaspberryMatic bei der Einrichtung des LAN-Gateway angegeben werden.

HINWEIS:

Wie bei dem Original HomeMatic LAN-Gateway wird auch hier keine WebUI beim Hochfahren im LAN-GW Modus in Betrieb genommen. Möchte man RaspberryMatic nicht mehr im LAN-Gateway Modus betreiben muss man lediglich via SSH/SFTP die Datei /usr/local/HMLGW löschen und RaspberryMatic neustarten. Danach sollte die Raspberry dann im normalen Modus hochfahren und die WebUI dann wieder verfügbar sein.

RaspberryMatic HomeMatic Zentrale starten und LAN-Gateway einrichten

Nun ist der Zeitpunkt gekommen die eigentliche RaspberryMatic HomeMatic Zentrale wieder zu starten. Aufgrund der Durchführung der vorherigen Aktionen sollte sie problemlos starten.

Nachdem sie oben ist, könnt ihr euch wie gewohnt im WebUI anmelden. Dort muss nun unter

(Startseite>Einstellungen>Systemsteuerung>LAN Gateway Konfiguration)

Das neue LAN-Gateway definiert werden. Auf dem Button „Hinzufügen“ klicken und folgende Eingaben machen:

 

An dieser Stelle müsst ihr die notierten Informationen (Seriennummer und IP-Adresse) eintragen, sowie einen Namen. Das Feld Zugriffscode könnt ihr freilassen. Die Seriennummer ist zwingend erforderlich. Nur mit IP-Adresse hat es bei mir nicht funktioniert. Zum Abschluss auf „OK“ klicken.

Nun ist ganz wichtig, das ihr auf den Button „Übernehmen“ klickt.

Es erscheint dann eine Meldung, dass die HomeMatic Zentrale neu gestartet werden muss. Dies solltet ihr meiner Erfahrung nach am besten über folgende Funktion machen:

(Startseite>Einstellungen>Systemsteuerung>Zentralen Wartung>Neustart)

Nach dem Neustart wieder über die WebUI Funktion die aktualisierte Definition anschauen.

(Startseite>Einstellungen>Systemsteuerung>LAN Gateway Konfiguration)

Das LAN-Gateway sollte nun mit den vorgegebenen Definitionen zu sehen und verbunden sein:

Weiter unten sind alle Geräte aufgelistet und ihr könnt über „Einstellen“ die Geräte definieren, die zukünftig über das LAN-Gateway kommunizieren sollen.

Im sich dann öffnenden Bildschirm könnt ihr das Gateway auswählen:

Nachfolgend seht ihr dann die geänderte Definition:

Damit ist auch die Definition in der HomeMatic Zentrale abgeschlossen und die Einbindung eines LAN-Gateways auf einer Raspberry ist erfolgreich beendet.

Testbetrieb

Nachdem ich einige Aktoren dem neuen LAN-Gateway zugewiesen habe, sind sowohl Programme als auch manuelle Aktionen ohne Probleme durchgeführt worden.

Ich habe auch beide Systeme (Zentrale und Gateway) einzeln gestoppt und wieder neu gestartet. Nach jedem Neustart haben sich die beiden wieder problemlos verbunden und die Aktionen liefen reibungslos weiter. Laut einer Aussage vom ELV-Support ist es an dieser Stelle wichtig eine feste IP-Adresse für das Gateway zu vergeben. Dadurch werden Verbindungsprobleme vermieden.

Über das Original HomeMatic LAN-Gateway habe ich in den Foren mehrfach gelesen, das es zu Verbindungsabbrüchen gekommen ist. Meine Installation läuft jetzt seit einer Woche ohne ein solches Problem. Ich werde aber weiter mit diesem LAN-Gateway arbeiten und das Verhalten beobachten und bei Problemen hier berichten.

Für die Aktoren im Keller, welche vor dem LAN-Gateway sporadisch Servicemeldungen wegen Kommunikationsproblemen brachten kann ich sagen, dass ich in dieser einen Woche keine solchen Servicemeldungen mehr hatte. Also von dieser Seite aus gesehen, was ja der Hauptgrund für die Anschaffung eines Gateways ist, eine sehr erfolgreiches Projekt.

Auch bei Anbindung des LAN-Gateways über einen Netzwerk Switch hatte ich keinerlei Probleme mit Verbindungsabbrüchen.

Einschränkungen

Es ist auch bei der Raspberry so, das HomeMatic IP Geräte, obwohl korrekt angelernt und einwandfreier Funktion ausschließlich mit der Zentrale (CCU/RaspberryMatic) verbunden werden können. Eine Verbindung mit einem LAN-Gateway (HomeMatic/Raspberry) ist nicht möglich. Diese Geräte werden in der Auswahl (Interface Zuordnung) gar nicht erst angeboten.

Verwendete Komponenten:

BezeichnungAmazonELV-ShopELV-Bausatz
4 GB SD-KarteLinkLinknicht verfügbar
Funkmodul Raspberry Pinicht verfügbarnicht verfügbarBausatz
CCU2LinkLinkBausatz
Raspberry Pi 2LinkLinknicht verfügbar
Raspberry Pi3LinkLinknicht verfügbar
Funk-LAN-GatewayLinkLinknicht verfügbar

 

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