Ausgangssituation/Motivation
Schon länger suchte ich nach einer Möglichkeit die Ereignisse "Haus verlassen" und "nach Hause kommen" direkt an der Haustür ohne Handy auslösen zu können. Insbesondere das Alarmsystem soll situativ passend außerhalb des Hauses (de-)aktiviert werden. Also immer bei geschlossener Haustür - d.h. vor dem Betreten bzw. nach verlassen des Hauses.
Der Universalschalter / Universalschalter II oder ein Twist im Inneren des Hauses als bekannte klassische Lösung scheiden aus, die Abhängigkeit von Aktivierungs- und Deaktivierungszeiten war für uns nicht praktikabel.
Im Lastenheft standen außerdem folgende wichtige Punkte:
- Ausreichend missbrauchsicher, also z.B. kein simpler Schalter.
- Dezent und zugriffsgeschützt von außen, keine Bauteile außerhalb des Hauses.
- Bedienung möglichst mit dem ohnehin genutzten Schlüsselbund; schnell und für alle Bewohner niederschwellig nutzbar.
- Batteriebetrieben, da an der Tür kein Stromanschluss in brauchbarer Nähe ist.
- Einfach nutzbar durch Nachbarn und Freunde (z.B. während Urlaub) ohne sonstigen Zugriff auf das Smart Home System.
Umsetzung
Benötigt werden:
- Ein RFID Sensor mit Versorgung im Bereich typischer Batteriespannungen (hier 8 bis 15 Volt) und potentialfreiem Schließer-Kontakt.
- Ein auf kabelgebundene Ansteuerung umgebauter Tür-/Fensterkontakt. Der Tür-/Fensterkontakt II wäre genauso verwendbar.
- Ein passendes Gehäuse.
- Kabel, Wago-Klemmen, Aderendhülsen
Ergänzend für den Batteriebetrieb:
- Eine möglichst groß dimensionierte Powerbank bei brauchbaren Abmessungen und Gewicht mit passender Ausgangsspannung (hier 550 g, 96 Wh und 12 Volt) und ohne automatische Abschaltung bei geringen Strömen (die meisten Powerbanks haben einen Entladeschutz, der hier hinderlich ist).
- Ein bi-stabiles Relais mit Umschaltansteuerung. Verwendet habe ich ein Stromstoßrelais mit 12 V Spule.
Der Sinn des zusätzlichen bi-stabilen Relais ist, den Schließer-Kontakt des RFID Sensors im Pulse-Betrieb (wie ein Taster) nutzen zu können, um den Energieverbrauch zu senken. Im Schalterbetrieb (Flip-Flop), mit lange Zeiten dauerhaft angezogenen Kontakt, wäre die Stromaufnahme zu Lasten der Batterielebensdauer zu hoch gewesen. Bei direktem Anschluss eines 12 V Netzteils könnte darauf, und natürlich auf die Powerbank, verzichtet und der Sensor im Flip-Flop-Modus verwendet werden. Der Sensor lässt sich am PC über eine Herstellersoftware konfigurieren.
Zusammengebaut sieht das ganze so aus:
Das Elektronikgehäuse ist an die Innenseite der Haustür geklebt. Die 12 V Powerbank ist über einen Rundstecker angeschlossen und mit Klettband befestigt. Der Akku kann so einfach zum Laden abgenommen werden.
Von außen ist nur die Stelle zum anlegen des Transponders markiert.
Die User-Tags (Transponder) werden durch die Tür hindurch von außen vom RFID-Sensor erkannt (Distanz ca. 3 cm). Wird ein gültiger User-Tag vor den Sensor gehalten, schließt dieser für eine Sekunde den potentialfreien Kontakt. Dieser Impuls wiederum schaltet das Stromstoßrelais um, also ein oder aus. Im eingeschalteten Zustand ist der per Kabel angeschlossene Türkontakt dann geschlossen. Im ausgeschalteten Zustand hingegen geöffnet. Diese Information wird im Smart Home System in Automationen weiter verwendet (z.B. Alarmsystem, Heizprogramm, Beleuchtung, Kamera usw.) Ungültige, nicht angelernte Tags, werden mit akustischer Fehlermeldung abgewiesen.
Der RFID-Sensor hat einen eingebauten Buzzer, welcher durch die Tür dezent hörbar ist und die korrekte Erkennung des User-Tags signalisiert (bzw. Ablehnung bei ungültigem Tag). Die erfolgreiche (De-)Aktivierung des Alarmsystems und ggf. weiterer Aktionen, wird durch die Push-Nachricht des Dienstes / separate Automationsbenachrichtigung mit Ton über das Handy und gekoppelte Smartwatch signalisiert. Natürlich wäre es ebenso möglich z.B. eine smarte Leuchte zur Signalisierung zu nutzen.
Beschränkte Zutrittsfreigaben, z.B. während des Urlaubs, sind ebenfalls möglich. Für jeden User-Tag kann optional die Anzahl gültiger Nutzungen individuell limitiert werden. Insgesamt können bis zu 500 Transponder angelernt werden, womit der praktische Einsatz im häuslichen Umfeld nicht eingeschränkt wird.
Weitere Systemintegration / Automationen
Neben dem bloßen schalten von "Haus verlassen" und "nach Hause kommen" ergeben sich viele weitere Potenziale zur Integration. Für den Fall, dass ich bei aktivierter Zutrittskontrolle noch in die mit überwachte Garage möchte, schalte ich nach diesem Prinzip das Alarmprofil in Teilschutz um. Und, nach dem Schließen, wieder in Vollschutz zurück.
Weiteres sind beispielsweise Automationen bzgl. der Parkplatzüberwachung, also ist das Auto ggf. bewusst daheim, obwohl wir weg sind. Und umgekehrt.
Fazit
Die Baugruppe funktioniert sehr gut und zuverlässig. Auch die Erkennung der User-Tags durch die Tür ist einwandfrei. Einschränkend ist leider, nicht unerwartet, der Akku-Betrieb. Die genutzte Powerbank ermöglicht nur ca. 10 Tage Nutzung mit einer vollen Ladung. Bei längerer Abwesenheit muss ich daher wohl eine fliegende Stromversorgung zur Tür legen und die Einheit entweder direkt versorgen oder die Powerbank stützen.
