Mach's einfach: Erste Schritte mit der Smart-Home-Programmierung - Einstieg in die Hausautomation mit Node-RED

von: Udo Brandes

Franzis, 2019

ISBN: 9783645206518 , 190 Seiten

Format: PDF, Online Lesen

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Mach's einfach: Erste Schritte mit der Smart-Home-Programmierung - Einstieg in die Hausautomation mit Node-RED


 

Mach's einfach: Erste Schritte mit der Smart-Home-Programmierung

1

Der Autor

2

Impressum

4

Einleitung

5

Inhalt

8

1. Was ist Node-RED?

14

Entstehung als Open-Source-Projekt

14

Grundgedanken zur Verwendung

15

2. Node-RED für den Einsatz vorbereiten

16

Linux und Raspberry Pi

16

Node-RED von GitHub installieren

16

Node-RED starten und beenden

16

Das System administrieren

16

Wichtige Dateien im Home-Verzeichnis

17

Sicherheit mit Passwortauthentifizierung

17

Windows

18

Installation unter Windows

19

Node-RED im Terminal starten

20

Node-RED beim Windows-Start einbeziehen

20

FRED (Front-End-Node-RED)

21

3. Erste Schritte im Editor

22

Browserzugriff auf Node-RED

22

Eingaben im Node-RED-Editor

22

Start mit einem »Hallo-Welt-Flow«

23

4. Node-RED-Menü und Dashboard

28

Operationen im Node-RED-Menü

28

Daten importieren

28

Export

29

Flows

30

Palette

30

View und Keyboard

31

Das Node-RED-Dashboard-Modul

31

Installation über das Terminal

31

Das Dashboard einrichten

31

Das Dashbord im Browser aufrufen

33

Hallo-Welt-Flow mit Dashboard-Ausgabe

33

Exkurs Template-Node

34

5. Messages als verbindendes Element

36

Message-Objekte

36

Die Message-Struktur

37

6. Flows mit erweiterter Funktionalität

40

Hallo Welt mit Zeitangabe

40

Wetterbericht mit Audioansage und Frostwarnung

42

OpenWeatherMap

42

openweathermap-Node

44

Die Wetter-Flow-Grundfassung

44

Ein Audio-Wetterbericht

46

Bau eines Frostwächters

47

Weitere Wetter-Nodes

49

Zeitschaltuhren steuern

49

Fixe Zeitspannen

49

Variable Zeitspannen

51

Bewegungsalarm mit dem Raspberry Pi

52

7. Mit Alexa kommunizieren

56

Was genau ist Alexa?

56

Smart-Home-Skills

56

Zurück zur Alexa-App

61

Alexa-Flow entwickeln

62

8. 433-MHz-Geräte schalten

64

Funksteckdosen steuern

64

Funksteckdose und Fernbedienung

65

WiringPi installieren

66

Die Schaltung

66

rcswitch-Node für den Flow

67

9. Node-RED sprichtmit der USB-Schnittstelle

70

Arduino-Nodes installieren

71

Arduino-LED ansteuern

71

Pflanzenbewässerung

72

Schaltung des Bodenfeuchtigkeitsmessers

73

serial-Nodes-Installation

74

Optimierte Lösung zur Pflanzenbewässerung

75

433-MHz-Geräte über USB steuern

79

Der Flow

83

10. Webanbindung und Netzendpunkt

84

TCP-Anforderungen senden

84

Websockets mit Node-RED

86

Funktionsweise von Websockets

87

Websocket für Dateitransfer nutzen

89

11. ESP8266 undESP32 programmieren

90

Die Mikrocontroller der ESP-Familie

90

ESP8266-NodeMCU

92

ESP8266 und DHT22

93

Die Schaltung

93

Mit dem ESP8266 den DHT22 auslesen

95

Modul mit dem WLAN verbinden

97

DHT22-Daten ins Netz senden

99

Smarte Datenausgabe am Browser

101

Den ESP8266 über WLAN steuern

103

12. MQTT verbindet

106

Was verbirgt sind hinter MQTT?

106

Einfacher Publish und Subscribe

107

Industriell gefertigte MQTT-Geräte

109

13. MQTT mit ESP8266 und DHT22

110

NTP: das Network Time Protocol

110

Der ESP8266 holt sich die Zeit …

110

… bildet Datenobjekte ...

112

… und verbindet sich über MQTT

113

ESP8266 empfängt MQTT-Messages

114

Der ESP8266 wächst zu einem Sensormodul

115

14. Konkrete Praxissituation mit?MQTT

118

Heizungssteuerung für das Badezimmer

118

MQTT-Nachricht abonnieren und aufbereiten

118

Daten für Temperatur und Luftfeuchtigkeit separieren

119

Dashboard-Ausgabe und Schwellenwerte

120

MQTT-DHT22-Dashboard-Ausgabe

121

Behandlung der Schwellenwerttemperatur

122

Schwellenwertluftfeuchtigkeit

122

MQTT-Nachricht aufbereiten und veröffentlichen

123

15. Social Media nutzen

126

Node-RED an Twitter anbinden

126

Tweets versenden

128

Beliebtheit von Personen

128

dropdown, twitter, sentiment und debug

129

Ergebnisse eines Zeitraums zusammenfassen

131

Ergebnisse aufbereiten und ausgeben

132

E-Mails versenden

133

E-Mails abrufen

135

Weitere Social-Media-Nodes

136

16. »Flüchtige« Daten sichern

138

Node-RED-context-Variable

138

Daten in eine Datei ausgeben

139

Daten aus einer Datei auslesen

141

Sensormoduldaten sichern

141

Link-out-Node und Link-in-Node

142

Sensormoduldaten speichern

143

Aktuelle Chart-Daten darstellen

143

Historische Daten darstellen

145

Das Dashboard ansprechender gestalten

146

17. Ping in der Heimautomation

148

Einfacher Ping

148

Alarmanlage aktivieren

148

Alle Familienmitglieder an Bord?

150

Advanced Ping

151

18. Times are Changing

154

moment-Node

154

humanizer-Node

156

19. Anbindung alternativerSoftwarelösungen

158

Stärken und Schwächen von Node-RED

158

Alternative Hausautomationslösungen

158

OpenHAB2

158

FHEM

159

pilight

159

domoticz

159

Last, but not least: der Überallzugriff

160

20. Anhang

164

Anhang A: Node-RED-Nodes

164

input-Nodes

165

output-Nodes

166

Funktions-Nodes

166

social- und storage-Nodes

168

social-Nodes

168

storage-Nodes

168

advanced- und analysis-Nodes

169

advanced-Nodes

169

analysis-Nodes

169

Raspberry Pi-Nodes

170

Dashboard-Nodes

170

Weitere Nodes

172

Anhang B: Arduino-IDE

172

Arduino-Software installieren

172

Arduino-IDE

173

Arduino-Software einrichten

173

Bibliotheken hinzufügen

174

Boards hinzufügen

175

ESP32

175

Anhang C: MQTT

176

Linux/Raspberry Pi

176

Windows

177

Mosquitto-Testserver

177

Mosquitto mit Passwort absichern (Raspberry Pi)

178

Anhang D: Sketche

179

TCP aus Kapitel 11

179

MQTT aus Kapitel 13

182

Index

187