Homeautomation mit der Fritz!Box

Die Idee dazu gibt’s bei mir schon länger. Bereits Anfang 2015 gab es die Überlegung DECT Heizkörperventile für Bieberehren zu beschaffen. Für das Haus wäre aber gleich das volle Dutzend nötig geworden. Bei einem Stückpreis von seinerzeit noch rund 60 € durchaus ein kräftiges Investment. Die seinerzeit eingesetzte FritzBox 7490 hätte die 12 Ventile aber in der Tat unterstützt.

Stand Januar 2018 sind die Preise bei deutlich unter 40 €/Stück angekommen und für meine kleine Bude standen lediglich 5 der EUROtronic Comet DECT Thermostatventile auf dem Bestellzettel. Die nahezu baugleichen Fritz!DECT 301 liegen immer noch bei etwas mehr als 50 €/Stk.

Warum Homeautomation?

Zur Motivation der Beschaffung in meinem Fall: Zum einen liegt meine Wohnung im Souterrain und ist damit durchaus etwas anfällig für Feuchtigkeit. Bewusstes Heizen und regelmässiges Stoßlüften hält das Risiko allerdings im Zaum. Stoßlüften heisst natürlich auch: zu dem Zeitpunkt sollte die Heizung runtergeregelt werden, um nicht die Wärme zum Fenster raus zu blasen. Zum zweiten bin ich oft genug unter der Woche bei Kunden unterwegs und fast regelmässig auch an den Wochenenden außer Haus. Da braucht es nicht die volle Heizleistung. Beide Szenarien lassen sich mit genügender Disziplin auch manuell durchführen, aber einfacher ist die Automation. Andererseits ist es natürlich auch sehr schön in eine gemütlich warme Wohnung heimzukehren. Hier kann nur die Automation helfen. Als Nebeneffekt nehme ich eine Einsparung an Energiekosten oder auch die Zeitersparnis für die Beseitigung von Schimmel – s.o. unter Feuchtigkeit – gerne mit.

Installation

Die Thermostatventile selbst sind relativ schnell eingebunden. Der erste Schritt kann komplett am Schreibtisch erfolgen: DECT-Ventil aus der Verpackung nehmen, die mitgelieferten Batterien griffbereit daneben legen, FritzBox Weboberfläche aufrufen, Abteilung Heimnetz/SmartHome aufrufen und die Kopplung eines neuen Geräts starten. Als nächstes die Batterien einlegen. Im Display des Thermostatventils erscheint erst PREP dann INST und nach ein bisschen blinkern der DECT Anzeige kam bei mir auf allen fünfen sofort eine Verbindung zustande. In der Weboberfläche wird das Gerät dann noch passend benannt und der erste Schritt ist abgeschlossen.

Die physische Inbetriebnahme war in meinem Fall ebenso einfach: einmal die vorhandenen “statischen” Thermostatventile einmal mit der Wasserpumpenzange links gedreht, die neuen draufmontiert und die Adaption kann losgehen. Für den Fall, dass ein anderes Gewinde vorliegt, sind Adapterringe mitgeliefert. Auch wenn ich durch den Sanitär- und Heizungsbaubetrieb meines Vaters, in dem ich als Jugendlicher mithelfen durfe, etwas erblich vorbelastet bin: das ist keine Raketenwissenschaft und mit durchschnittlichem handwerklichem Geschick zu leisten. Die Anzeige liefert bei der Montage INST, 3 Sekunden auf OK und schon beginnt eine kurze Anlernphase in der einmal der komplette Ventilweg durchgesteuert wird.

Konfiguration

Auch wenn manuelle Stellmöglichkeiten am Ventil selbst nach wie vor vorhanden sind – ab jetzt passiert erstmal alles in der Weboberfläche der FritzBox. Erster Schritt: die Definition von Komfort- und SparTemperatur. Nur was ist komfortabel in Grad Celsius? Unsere üblichen Heizkörperventile kennen Striche von 0 bis 5, aber keine Gradangaben. Auch hier half mir die Quasi-Ausbildung durch meinen Vater. Als gängige Faustregeln für die RaumTemperaturen gelten:

  • Wohnräume und Büro: 21 °C – je nach Empfinden auch gerne ein Grad mehr oder weniger. Gerade im Büro bei sitzender Tätigkeit – also wenn unsere Muskeln kaum bewegt werden und damit keine körpereigene Wärme produzieren, kann ein Grad mehr den Unterschied machen.
  • Kinderzimmer: 23 °C – insbesondere bei kleineren Kindern, je älter die Kinder werden, desto näher kann die Temperatur an die Wohnräume angepasst werden.
  • Schlafzimmer: 18 °C – mehr braucht es zum Schlafen tatsächlich nicht, je nach Empfinden sogar noch bis zu drei Grad weniger.
  • Bad: 23 °C – hier darf’s etwas behaglicher sein, insbesondere nach dem Baden oder Duschen.
  • Küche: 19°C – schon alleine weil dort Herd und Backofen zur rechten Zeit zuheizen.

Wie gesagt: alles erstmal nur Faustregeln, die man auf das persönliche Wohlbefinden anpassen muss. Aber als Ausgangsdaten für unsere Grundsteuerung taugen sie schon mal. Die Werkseinstellung mit 21 °C Komfort- und 16 °C Spartemperatur lassen sich so schon mal je Raum anpassen.

Als nächstes kommen wir zum Zeitplan, nach dem zwischen Komfort und Sparmodus umgeschaltet wird. Hier sind die persönlichen Lebensumstände natürlich maßgebend. Wer – wie ich – alleine lebt, hat’s einfach, ansonsten ist hier der Familienrat gefragt. Wann sind Aufsteh- und Zubettgeh-Zeiten? Wer hält sich wann in welchem Raum auf und braucht dann die Komforteinstellung, bzw. umgekehrt: wann kann ein Raum auf Sparflamme gesetzt werden? Wie verhält sich das an normalen Wochentagen und wie am Wochenende? Dazu sollte eingerechnet werden, dass es auch noch eine gewisse Vorlaufzeit braucht, bis ein Raum von kühl auf komfortabel eingeheizt ist – also auch die Raumgröße beachten! Wie weit will ich tatsächlich runterregeln, um einen guten Kompromiss zwischen Energieeinsparung und Eiskeller zu finden?

Hier greift eine weitere Faustregel: Maximal sollte die Temperaturdifferenz zwischen Komfort und Spareinstellung 4 bis 5 °C betragen. Zu starke Differenzen in Spar- und Komforttemperatur schaffen keinen Energieeinspareffekt mehr. Es ist weniger Energieaufwand geringe Differenzen wieder auszugleichen, als einen bereits ausgekühlten Raum wieder auf Komforttemperatur zu bringen! Aus das hatte ich rudimentär schon bei meinem Vater gehört, war aber dankbar das von meinem Bürokollegen Architekt nochmal en detail erläutert zu bekommen.

Am Ende hilft nur etwas experimentieren und die Aufzeichnungen der Temperaturen, die die Ventile an die FritzBox senden, auszuwerten. Zusammen mit den Einstellungen für die Heizperiode als Ganzes (Abschaltung der Heizkörper in einem vorgegebenen Zeitraum) sowie der Möglichkeit Urlaubszeiten einzutragen in denen nur eine Grundtemperatur gehalten und der Zeitplan ignoriert wird ist ein Großteil der Anforderungen bezüglich volle Pulle vs. Sparflamme aufgrund von An- und Abwesenheiten damit schon weitestgehend erledigt.

Ebenfalls sehr hilfreich ist ein externes Raumthermometer um die tatsächliche Temperatur im Raum mit der vom Ventil gemessenen abzugleichen. Konkret: wie ist die Temperatur an Stellen im Raum an denen ich mich regelmässig aufhalte: über Tag am Schreibtisch, abends auf der Couch, nachts im Bett, zum Essen am Küchentisch, …?

Hierfür gibt es einen sog. Offset in den Einstellungen mit der Differenzen in der Messung im Raum vs. der Temperatur am Ventil ausgeglichen werden können. Es ist durchaus sinnvoll jeden Raum mal über ein, zwei Tage daraufhin zu überwachen und nachzujustieren.

Das Anwendungsszenario Stoßlüften ist sozusagen ab Werk schon gelöst. Wird ein Fenster geöffnet – sprich: fällt die Temperatur im Raum schlagartig ab – regelt das Thermostatventil sofort komplett ab. Die Erkennung dafür und die Zeit der Abschaltung lassen sich einstellen, scheinen mir auf den ersten Blick aber ab Werk gut gewählt. Aber auch da habe ich im Laufe der Zeit etwas nachkorrigiert. So habe ich es mir zur Angewohnheit gemacht während des morgendlichen Badaufenthalts das Schlafzimmer durchzulüfen. Die dafür voreingestellten 10 Minuten waren etwas zu knapp bemessen, so dass ich den Wert auf 15 Minuten angehoben habe um ganz in Ruhe mich Duschen zu können, ohne das im Schlafzimmer schon wieder die Heizung anläuft und zum Fenster rausbläst.

Zugriff von Außen

Ein weiteres Komfortmerkmal ergibt sich aus der Zugänglichkeit der FritzBox aus dem Internet. Sofern man das will und sofern man die notwendigen Sicherheitsvorkehrungen dafür treffen kann und getroffen hat! Erlaubt man den Zugriff von außen – wahlweise direkt auf das Webinterface der FritzBox via https oder per VPN und dann über die interne IP auf die FritzBox können die Einstellungen für die SmartHome Geräte auch von unterwegs getroffen werden. Wie gesagt: hier wäre es mehr als wünschenswert, alles dafür zu tun, dass nur berechtigte Personen solche Einstellungen vornehmen können.

Nicht nur die Weboberfläche selbst wird so erreichbar auch verschiedene Drittanbieter Tools können über diesen Zugang angebunden werden. Im iOS AppStore finden sich gleich mehrere Anwendungen dafür:

  • MyFritz!App – die von FritzBox Hersteller AVM selbst entwickelte App, die unter anderem auch den Zugriff auf die Homeautomation ermöglicht (aber eben auch noch auf NAS Inhalte, Einstellungen, Anruflisten und Nachrichten auf dem Anrufbeantworter). Anders als der Name vermuten lässt bedarf es nicht zwingend eines MyFritz Kontos. Auch über eine fixe IP, einen DynDNS Eintrag und einfachen Benutzer-Credentials lässt sich die App mit der FritzBox verbinden. Die Einstellmöglichkeiten sind rudimentär: WunschTemperatur hoch oder runter. Die aktuell gemessene RaumTemperatur wird erst angezeigt, wenn man sich die Details des jeweiligen Geräts aufruft. Dafür ist die App kostenlos.
  • smart!DECT – für das Schalten von (AVM) Steckdosen prima geeignet. Beim Abfragen der Thermostatventile fing die Anzeige aber regelmässig das Flackern an. Dafür ist (mir) kostenlos noch zu teuer.
  • Smart!Home – von HOsy. Eigentlich eine gute Adresse, wenn es um Anbindungen von macOS oder iOS an die FritzBox geht. In dem Fall aber leider ungeeignet, weil nur auf schaltbare Steckdosen fokussiert. Vielleicht liefert ein kommendes Update ja noch die Steuerung für die Thermostatventile. Dann wären 2,29 € sicher nicht zu viel Geld dafür. So erstmal keine Kaufempfehlung.
  • fritch – kostet ebenfalls 2,29 €. Allerdings finde ich schon das Interface nicht sonderlich attraktiv. Zumal sich mit den gewählten Farben Festlegungen von Temperaturbereichen verbinden, die nichts mit meinen Einstellungen in der FritzBox zu tun haben, sondern in der App willkürlich festgelegt sind. Ungetestet.
  • smartFranz – Kann erstmal kostenlos getestet werden und dann über einen In-App Kauf zu 9,99 € komplett freigeschaltet werden. Absolute Killerfeatures: die Verkettung von mehreren Geräten für eine Aktion sowie die Geo-Fence Funktion. Verlasse ich das Haus in einem bestimmten (einstellbaren) Umkreis, werden festgelegte Aktionen ausgeführt. In meinem Fall eben die Temperatur runtergedreht oder auch bestimmte schaltbare Steckdosen ein- oder ausgeschaltet.

Wichtig hierbei: nicht zu enge Radien wählen, weil ansonsten schon beim Gang zum Briefkasten oder beim Einkauf um die Ecke die Heizung runtergefahren wird. Bei mir haben sich 2 km als guter Wert erwiesen. Wichtig auch: exakte Adresse eingeben. Wenn man ansonsten später von außerhalb mal die Einstellungen nachjustiert, kann die Geo-Fence Funktion “2 km von aktuellem Standort” anders als gewollt interpretieren.

Umgekehrt natürlich genauso: nähere ich mich meinem Zuhause wieder an, dreht die Heizung auf. Letzteres nutze ich zwischenzeitlich schon nicht mehr. Die 2 km für’s Abschalten reichen umgekehrt bei der Annäherung nicht aus, um die Räume wieder auf angenehme Temperatur zu bringen. Und ein zweiter Schaltpunkt – sagen wir bei Annäherung auf 10 km – würde zu einer Fehlinterpretation nach dem Abschalten führen, da 2 km auch näher als 10 km sind und damit unmittelbar nach dem Abschalten sofort wieder ein Einschaltbefehl gesendet würde. Stattdessen nutze ich für die Annäherung einfach die Verkettung: Abhängig von der Tageszeit habe ich zwei verschiedene Temperaturszenarien hinterlegt, die ich wahlweise bei Heimkehr unter Tags oder in den Abendstunden ca. 30 – 45 Minuten vor geplanter Ankunft unterwegs abrufe.

Priorisierung

Sehr wesentlich zu wissen: was passiert wann, wenn von unterschiedlichen Stellen auf die Einstellungen der Thermostatventile zu gegriffen wird. Welche Einstellung überfährt welche?

  • Das erste Setting erfolgt durch die Angabe der (Nicht-)Heizperiode. Innerhalb des eingestellten Zeitraums werden keinerlei andere Regelungen – egal ob Zeitplan, App, manuell, … – zugelassen
  • Die zweite Priorität liegt im Urlaubsplan. Auch während dort hinterlegten Zeiträume werden keine Zeitpläne ausgeführt, bzw. der Zugriff via App und am Ventil selbst deaktiviert.
  • Als drittes greifen die Zeitpläne. Manuelle Eingriffe am Ventil oder via App werden von den Zeitplänen überfahren. Sprich: ändere ich unterwegs die Temperatur, wird beim nächsten Schaltvorgang im Zeitplan die dort hinterlegte Einstellung gezogen. Ebenso, wenn manuell am Thermostat selbst eine Temperatur eingestellt wird.
  • Alle manuellen Eingriffe – gleich ob über die Weboberfläche, verbundene Apps oder manuell am Thermostatventil selbst haben die niedrigste Priorität und werden von allen vorgenannten Stellmöglichkeiten wieder überfahren. Hier gilt einfach nur: wer zuletzt lacht, lacht am besten. Temperatur in der App runtergedreht und anschliessend am Ventil wieder nach oben, behält die letzte Einstellung, also in dem Fall die manuelle Veränderung.

Wünsche an AVM

Gerade was die Eintragung von Urlaubszeiten und Heizperiode angeht, darf der Komfort gerne noch etwas größer werden. Zwar ist es Möglich mehrere Ventile zu einer Gruppe zusammen zu fassen und gemeinsam zu konfigurieren. Aber bei der Gruppenkonfiguration gilt: alles oder nichts. So werden nicht nur die Urlaubszeiten an alle Ventile einheitlich übertragen, sondern auch die Zeitpläne werden komplett angeglichen. Just da will ich aber soviel individuelle Einstellung wie möglich haben. Nur weil ich den ganzen Tag im Büro bin und die Komforttemperatur von 22 °C haben möchte, müssen andere Räume wie das Schlafzimmer nicht ebenfalls auf dem (dort eh viel zu hohen) Niveau gehalten werden. Umgekehrt: in dem Moment wo ich die Ventile einzeln anspreche, muss ich einen Urlaubstermin auch jeweils einzeln pro Ventil hinterlegen. Da wäre eine Vorauswahl was global und was individuell eingestellt werden soll sehr hilfreich.

Sicherheit

Ein bisschen was dazu klang ja bereits weiter oben an: Der Zugriff von außen sollte natürlich so restriktiv wie möglich gehandhabt werden. Starke Kennwörter, Verschlüsselung der Verbindung sind das absolute Minimum. Und auch die Verwendung des MyFritz Zugangs ist trotz der der Einbindung eines Let’s-Encrypt Zertifikats nicht ganz problemlos.

Aber auch ohne die FritzBox ins Internet zu exponieren ergibt sich in der Kommunikation zwischen Ventil und FritzBox durch die Verwendung von DECT ein potentieller Angriffsvektor. Unklar ist ob die DECT Ventile bei der Kommunikation mit der FritzBox sich einer Verschlüsselung bedienen und ob diese auch Reverse Engineering Angriffen standhält. Aber zumindest sollte man das Szenario nicht aus den Augen verlieren!