ZigBee LightLink Beleuchtungs-Gateway

Mit »ZigBee LightLink« ist ein Industriestandard etabliert, der auf die veränderten Anforderungen moderner Beleuchtungslösungen zugeschnitten ist. In Kombination mit einem kleinen Einplatinencomputer kann eine komfortable Beleuchtungslösung für den Heimbereich entstehen.

Die Lichterzeugung mit LEDs bringt neben energetischen Vorzügen viele neue Möglich-keiten mit; so kann das Licht jetzt auch in Farbe und Farbsättigung an individuelle Situationen angepasst werden. Mit herkömmlichen Schaltern und Dimmern ist das Potenzial moderner Leuchten kaum mehr nutzbar. Deshalb ist es sinnvoll, den einfachen Schalter zunehmend durch flexiblere Bedientechnik zu ergänzen - vom Funk-Wandschalter über Fernbedienung und Smartphone beziehungsweise Tablet-PC bis zur Integration in die Haus- und Gebäudeautomatisierung. Mit »ZigBee LightLink« (ZLL) gibt es einen Standard, der auf die veränderten Anforderungen moderner Beleuchtungslösungen zugeschnitten ist. Dieser Standard bietet:

  • Bedienfunktionen für die Beleuchtung unter Berücksichtigung der neuen Möglichkeiten der Leuchtmittel (Ein/Aus, Dimmen, Farbeinstellungen, Gruppierungen, Szenengestaltung, Timer-Steuerung etc.) und
  • einen kostengünstigen, zuverlässigen und gesicherten Niedrigenergie-Funk zur Kommunikation sowohl zwischen den Beleuchtungskomponenten untereinander als auch mit der Bedientechnik und mit anderen Komponenten der Haustechnik, beispielsweise Bewegungs- und Rauchmelder.

Die funkgesteuerte Beleuchtung mit ZigBee LightLink bietet etwa eine Statusabfrage durch Rückkanalfunktion, gleichzeitig lässt sie sich laut der ZigBee Alliance einfach in bestehende Beleuchtungsinfrastrukturen integrieren. Der Standard sorgt für herstellerübergreifende Interoperabilität.

Lichtfunk zum Aufstecken

Mit dem Aufsteckmodul (Shield) »RaspBee« (Bild 1) stellt Dresden Elektronik eine ZigBee-Erweiterung für den Einplatinencomputer »Raspberry Pi« bereit. Damit erweitert der Anbieter für smarte Funk-lösungen sein Sortiment an ZLL-konformen Vorschaltgeräten um eine Gateway-Lösung. Im Bereich der funkbasierten Lichtsteuerung kann der Nutzer dadurch seine Beleuchtung bequem vom eigenen Smartphone oder Tablet-PC aus bedienen.

In Kombination mit dem Mini-Computer wird aus dem Aufsteckmodul ein vollwertiges ZigBee-Gerät. Eine passende Firmware für ZLL ist im Lieferumfang des Shields bereits enthalten. Angeschlossen an einen WLAN-Router, ist der Raspberry Pi damit beispielsweise für Smart-phones erreichbar. Kern des Shields ist das Funkmodul »deRFmega256 23M12« von Dresden Elektronik, das auf Atmels »AVR«-Mikrocontroller basiert und durch dessen integrierten Leistungsverstärker auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen eine stabile Kommunikation über Funk gewährleistet ist.

Am HF-Frontend ist eine auf dem Modul integrierte Chip-Keramikantenne angeschlossen, zwei LEDs dienen als Statusanzeige. Über einen Steckverbinder erfolgt die Stromversorgung und ist eine UART-Schnittstelle herausgeführt. Damit auch ohne zusätzliche Programmierhardware beliebige Firmware auf das Shield geladen werden kann, ist ein Bootloader-Mechanismus integriert. Für Entwicklungszwecke kann optional jedoch auch ein JTAG-Header nachbestückt werden, sodass sich AVR-kompatible JTAG-Programmier-/Debugadapter anschließen lassen. Neben der Verwendung im Rahmen von ZLL ist das RaspBee-Shield universell für beliebige IEEE-802.15.4-basierte Funkkommunikation einsetzbar und macht den Raspberry Pi damit funkfähig.

Steuerung über Mobilgeräte

Mit der kostenfrei erhältlichen Steuerungssoftware »deCONZ« erhält der Anwender Zugang zu allen ZLL-konformen Geräten. Die primäre Bedienung erfolgt über ein Webinterface. Über eine grafische Benutzeroberfläche kann der Anwender ohne weitere Programmierung seine Beleuchtung überwachen und steuern. Per Klick kann er Leuchten ein- und ausschalten sowie Helligkeit, Farbton und Farbintensität verändern.

Zur Steuerung lässt sich dabei jedes Gerät verwenden, das über einen Webbrowser verfügt. Über ein Plug-in-System lassen sich in deCONZ individuelle Erweiterungen nachrüsten. Neben dem unmittelbaren Zugang von Smart-phones und Tablets zur Lichtsteuerung bietet das Programm auch weitere Software-Schnittstellen, die es ermöglichen, auf unterschiedlichen Levels eigene Softwarekomponenten für die Zusammenarbeit mit ZigBee-Systemen unterschiedlicher Profile zu entwickeln. Geplant sind »Rundum-Sorglos«-Pakete bestehend aus Vorschaltgeräten, Rasp-berry Pi und dem RaspBee-Shield, die es erlauben, sofort nach dem Auspacken mit der Lichtsteuerung zu beginnen.