Bedienkonzepte für Smart-Home-Anwendungen

Tasterwippen, Touchdisplays, Smartphones und Sprachsteuerung

Für die Bedienung, Steuerung und Überwachung von Smart-Home-Installationen gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die mit der Entwicklung der Technik immer vielfältiger geworden sind. In der Praxis haben sich die nachfolgend beschriebenen vier Bedienkonzepte durchgesetzt.

Gallerie

Tasterwippen
So wie die klassischen Lichtschalter werden auch Tasterwippen in Schalterdosen fest im Raum montiert, üblicherweise in 1,05 m Höhe neben der Tür oder bei Jalousietastern neben dem Fenster. Die fortschreitende Entwicklung der Gebäudetechnik macht es möglich, immer mehr Funktionen im Gebäude zu bedienen und einzustellen. Aus diesem Bedarf heraus entstanden Mehrfach-Tasterwippen mit vielen Tasten, mit denen an den gewohnten Stellen zahlreiche Funktionen bedient werden können. Jede Beschriftung jeder Taste geht da manchmal der Überblick verloren, zumal das Ablesen der oft sehr kleinen Beschriftung unterhalb der Sichthöhe nicht gerade komfortabel ist.

Eine Möglichkeit, die Taster an beliebigen Stellen im Raum anzuordnen, bietet beispielsweise die Verwendung von EnOcean-Funktastern, die keine externe Stromversorgung benötigen und daher an Flächen frei platzierbar sind. Einige Funk-Wandsender zum Beispiel kombinieren das batterielose Energy Harvesting von EnOcean mit dem drahtlosen Übertragungsstandard Bluetooth Low Energy, kurz BLE. Sie eignen sich gut zum Ergänzen oder Nachrüsten vorhandener Elektroinstallationen.

Touchdisplays – mobil oder fest montiert
Um die Bedienung auch für den nicht technikaffinen Nutzer noch übersichtlicher zu gestalten, waren zunehmend neue Bedienkonzepte gefragt. Neue Möglichkeiten, die Übersichtlichkeit bei der Bedienung entscheidend zu verbessern, bieten Touchdisplays, die in Sichthöhe an der Wand montiert werden können.
Je nach benötigter Funktion lassen sich auf dem Screen die benötigten Taster und Schieberegler, zum Beispiel zum Ein- oder Ausschalten des Lichts und für die Einstellung der Helligkeit (Dimmen), aus dem Menü aufrufen. Touchscreens gibt es mittlerweile in unterschiedlichsten Größen, ganz kleine mit 3,5“ bis hin zu 16“-Geräten und bei Bedarf noch größere. Noch nutzerfreundlicher sind mobile Touchscreens, die eine Steuerung auch vom Schreibtisch oder von der Couch aus ermöglichen.

Smartphones und Tablets
Beim Nachdenken über mobile Steuerungen lag es dann nahe, die massenhaft verbreiteten  Touchscreens der mobilen Endgeräte aus der Computer- und Telekommunikation zu nutzen. Mit Hilfe entsprechender Apps können Smartphones und Tablet-Computer auch für die Steuerung des Smart Homes verwendet werden. Auch Smartwatches sind erhältlich, die sich ebenfalls für diese Zwecke eignen.

Die Nutzung von Smartphones hat viele Vorteile, zum Beispiel beim Abrufen von komplexen Lichtszenen. Doch es gibt auch gewisse Nachteile, denn zum einfachen Lichteinschalten über das Smartphone sind immer mehrere Schritte erforderlich. Das mobile Endgerät muss dazu erst entsperrt werden und die entsprechende App ausgewählt und gestartet werden. Erst dann kann die gewünschte Funktion bedient werden. Daher wird man in diesem Fall, trotz der Bedienmöglichkeit per App, auf Taster nur in Ausnahmefällen verzichten.

Sprachsteuerungssysteme
Auch über direkte Sprachbefehle kann das Smart Home gesteuert werden – quasi freihändig und somit auch bei eingeschränkter Bewegungsmöglichkeit anwendbar. Für die Bedienung von Smartphones hat Apple bereits vor einigen Jahren den Sprachassistenten „Siri“ entwickelt. Mit „Cortana“ zog Microsoft nach und mit „Google Now“ und „Google Assistant“ sind auch Android-Geräte über Sprache bedienbar. Der derzeit bekannteste Sprachassistent ist „Amazon Alexa“, der bereits in vielen Produkten integriert ist und auch schon für die Steuerung kompletter Smart-Home-Systeme und insbesondere für die Steuerung von Beleuchtungen, für die Bedienung von Jalousien sowie zur Temperaturregelung und vieles mehr verwendet wird. Hierüber können dafür geeignete LED-Lampen, beispielsweise aus dem Philips-System „Hue“, direkt angesprochen werden. Dafür reicht der Sprachbefehl „Schalte das Licht im Wohnzimmer ein“. Auch viele weitere Befehle wie zum Beispiel  “Rollläden im Erdgeschoss einfahren“, „Stelle die Temperatur im Bad auf 22 Grad“ etc. werden prompt ausgeführt.
Allerdings sollte man berücksichigen, dass die Datensicherheit aufgrund der bei der Verwendung von gespeicherten riesigen Datenmengen nicht unbedingt in allen Punkten den in Deutschland gültigen Normen entspricht. Doch die Entwicklung ist im Fluss, sodass weitere Neuerungen zu erwarten sind, auch hinsichtlich einer verbesserten Datensicherheit.

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Was versteht man unter Smart Home?

 Ein Smart Home ist ein durchgängig vernetztes Automatisierungs- und Steuerungssystem für alle Bereiche des Gebäudes.

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Durchgängige Vernetzung ist das Schlüselwort für das viele Bereiche umfassende Thema.

Datenübertragung in Smart-Home-Systemen

Die wichtigste und auch die technisch sicherste Art der Vernetzung ist die Verbindung aller Komponenten über Kabel.

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So funktioniert die Vernetzung via Kupfer- oder Lichtwellenleiter, via Funksysteme in verschiedenen Frequenzbereichen und via Powerline Communication über vorhandene Stromkabel.

Funksysteme für Smart-Home-Anwendungen

Zu den standardisierten Funkprotokollen, die weit verbreitet sind, gehören Bluetooth, EnOcean, KNX-RF, WLAN, ZigBee und Z-Wave. Homematic, RWE Smart Home und viele weitere zählen zu den proprietären Protokollen.

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Grundsätzlich wird zwischen standardisierten und proprietären Kommunikationsprotokollen unterschieden. Weit verbreitet sind unter anderem Bluetooth, WLAN oder ZigBee.

Funktionen im Smart Home

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Übertragungsmedium Funk im Smart Home

Für die Nutzung von Frequenzen und für die Übertragung von elektromagnetischer Strahlung hat die Internationale Fernmeldeunion Regelungen verabschiedet. Das vorhandene Spektrum wurde in lizenzierte und nicht lizenzierte Frequenzbereiche aufgeteilt. Im lizenzfreien Bereich werden für die Gebäudeautomatisierung sowie für die Automatisierung im industriellen Bereich hauptsächlich die in der Skizze gekennzeichneten Frequenzen genutzt.

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Wo eine Verlegung von Kabeln nicht oder nur mit viel Aufwand möglich ist, bieten sich Funksysteme zur Steuerung an. Eine Übersicht über die gebräuchlichen Frequenzbereiche.

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Smart-Home-Systeme in der Praxis

Das System eNet Smart Home vernetzt alle Funktionsbereiche des Hauses zum Smart Home.

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Anwendungsbereiche, Konfigurationen und Bedienung anhand von Beispielen

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