Einbau der VoIP Video Türsprechanlage im Haus

05. Nov
2017
geschrieben von Roland Meier

Nachdem wie im vorhergehenden Beitrag VoIP Video Türsprechanlage mit dem Raspberry und DoorPI die Türstation stabil läuft, folgt hier der Beitrag wie ich die Raspberry Türanlage im Haus verbaut habe.

 

Vorüberlegungen zum finalen Einbau des DoorPIs

Aus Sicht der Sicherheit, wäre es natürlich fatal, die Relaisplatine im Außenkasten zu lassen. Eine Überbrückung des Türöffner Schaltrelais und schon geht die Türe auf....
Ebenso der Raspberry PI selbst, welcher letztendlich die DoorPI Config mit sämtlichen Zugangsdaten zum SIP-Server etc. enthält und sogar den WLAN-Key abgespeichert hat.

Zuletzt die Überlegung, inwieweit die vorhandenen 4 Klingeldrähte der vorhandenen Ritto-Busanlage ausreichen?

 

Aus diesem Grund plante ich einfach, die Hardware in bestehenden Ritto Kasten einzubauen, siehe Einleitungsbild.

Positive Nebeneffekte sind, dass der Ritto Kasten aus Plastik besteht und wohl nochmal wegen dem Echo Thema besser sein dürfte.
Außerdem ist der Kasten sowie die Module durch Dichtungsgummis deutlich besser vor Feuchte und Kälte geschützt, als es der vorherige Metallkasten gewesen wäre.

 

DoorPI Einbau in vorhandener Ritto Außensprechstelle

Der Unterputzkasten erlaubte die Aufnahme des Raspberry´s inkl. Gehäuse sowie des vollständigen Polycom Lautsprechers.

Nachdem die 29V Ritto Busspannung entfernt wurden, hatte ich das Tastermodul enstprechend modifiziert.
Hierzu habe ich einmal die beiden Tasterdrähte nach außen geführt, damit diese an den Raspberry GPIO Pins angeschlossen werden können, außerdem habe ich die weiße Adafruit Flächen-LED eingebaut, welche die Namenschilder deutlich schöner beleuchtet als das vorherige zentrale Gelb.

ritto schaltermodul

 

Die Flächen-LED hatte ich mit transparentem Heißkleber angebracht.

ritto namenschilder led

 

Im folgenden Bild das finale Modul. Die Drähte habe ich bereits im richtigen Pinning für die Raspberry GPIO-Leiste vorbereitet.
Mit zwei Leitungen betreibe ich die LED, mit 3 die beiden Klingeltaster:

ritto klingelmodul final

 

Beim Sprechmodul hatte ich zuerst lediglich den Tasterdraht des Lichtschalters nach außen geführt.
Durch die fehlende Busspannung wurde natürlich dann auch der Taster nicht mehr bleuchtet, wofür ich dann eine erst blaue LED, siehe Einstiegsbild, dann eine weiße verlötet hatte.
Die 3,3 V für die LED hole ich vom Raspberry, genauso wie die Flächen-LED über einen 220 Ω Widerstand.

 

Hier die Polycom Freisprechplatine mit verlötetem USB-Anschluss:

polycom platine

 

Und hier wieder das finale Sprechmodul.
Mit zwei Leitungen betreibe ich die LED des Tasters, die beiden Anderen sind der Taster selbst. Das Polycom Freisprechmodul wird rein über USB betrieben:

ritto sprechstelle final

 

Erneutes Echo-Problem mit dem Polycom im eingebauten Ritto-Kasten

Die ursprüngliche Platine des Ritto Sprechmoduls lies ich fürs Erste bestehen, hatte aber schon Kommunikationsprobleme mit dem dahinterliegenden Polycom Lautsprecher/Mikrofon erwartet.
Dies war dann auch der Fall, allerdings nicht wie erwartet, dass Lautsprecher bzw. Mikrofon zu leise wären, sondern indem ich plötzlich wieder ein sehr störendes Echo hatte.

Überlegungen hierzu, dass die Töne letztendlich gegen eine Platine laufen und direkt zurück ins Mikrofon reflektiert werden, zudem durch den Aufbau und Dichtungen ein Durchdringen des Schalls noch schwerer würde, entschloss ich dann das Mikro und den Lautsprecher des Ritto-Sprechmoduls zu verwenden.

Also ging es dem Ritto Türsprechmodul an den Kragen. Nachdem hier Lautsprecher und Mikro bereits sauber mit Schaumstoff und auch aus Platzierungssicht getrennt waren, entschloss ich mich diesen Lautsprecher und das Mikro zu verwenden.
Damit ich keine erneuten Verstärkerprobleme o.ä. bekomme, verwende ich die Steuerplatine des Polycoms. Ich hatte also beide Module völlig zerlegt und dann wieder entsprechend zusammengebaut. (siehe vorherige Bilder des Sprechmoduls)

 

Der nächste Versuch der ganzen Anlage war dann etwas nervenaufreibend, war nun doch die vorhandene Ritto Anlage ziemlich zerlegt und das kaum mehr rückbaubar.

Aber es hatte sich gelohnt, die Sprachqualität war erstaunlich gut, es war zwar noch ein minimales Echo teilweise zu hören, der Außenlautsprecher war aber auch ziemlich laut eingestellt.

Mit Hilfe meiner Frau hatte ich dann Mikrofon und Lautsprecher auf folgende Werte optimal eingestellt:

alsamixer

 

In der DoorPI Konfiguration hatte ich dann im Bereich SIP-Phone die Parameter wie folgt gesetzt.
Hier fand ich erst im Nachhinein heraus, dass der erste Wert in Kombination mit der Fritzbox ignoriert wird, denn das Rufsignal kommt nicht vom Raspberry sondern der Fritzbox.
Dennoch, der Micro-Gain ist schon spürbar:

mcedit /usr/local/etc/DoorPi/conf/doorpi.ini

...
dialtone_volume = 30
mic_gain_db = 3

 

Steuerung der Türanlage mit Relais in der Hauptverteilung per WLAN

Wie bereits erwähnt, wollte ich in keinen Fall die Relais, welche z.B. den Türöffner schalten in der Außenstation haben. Dies wäre auch mit dem PiFace aus dem ersten Setup der Fall gewesen.

Damit die Relais-Platine in die Hauptverteilung kann, war es auch nötig, diese ansteuern zu können.
Da entsprechende Leitungen fehlten, kam wie z.B. von dem Lichtsteuerungsprojekt hier nur ein ESP6288 in Frage.

Da der verwendete LinkNode R4 nicht mehr über Amazon lieferbar ist, hatte ich schon die Vermutung dass die Bestellung direkt über den Hersteller einige Zeit dauern dürfte.

Deshalb entschied ich mich fürs Erste die bereits vorhandene Arduino Relaisplatine mit einem NodeMCU zu bestücken. Einschließlich des zusätzlichen LinkNode R4 vom Hersteller kamen hier nochmal gute 36€ hinzu.

 

Den vorherigen Sketch WebSchalter 5.0 aus dem Beitrag WLAN Lichtsteuerung mit dem LinkNode R4 habe ich hierzu erneut etwas angepasst.
Der Sketch WebSchalter 5.1 kann hier heruntergeladen werden und bietet nun anstelle fest programmierter Schaltzeiten von 500ms, den Wert in Millisekunden als weiteren Parameter über die URL festzulegen:

http://192.168.XXX.XXX/schalte.php?Relay=1&Delay=500

 

Hier die 4 Relais Platine und der ESP6288 auf einem NodeMCU:

nodemcu relais platine

 

Und hier der finale Setup in der Hauptverteilung.

  1. LinkNode R4 mit dem WebSchalter 5.1 Sketch im Hutschienengehäuse
  2. 2x 5V-Netzteile für den Raspberry an der Tür und dem LinkNode R4
  3. 8V AC Netzteil für vorhandene Gongs und Türöffner
  4. Eltako Zeitrelais für Außenlicht
  5. Ersatz WLAN Antenne für besseren Empfang im Keller

schaltschrank einbau final

 

An dieser Stelle möchte ich darauf hinweisen, dass in der Hauptverteilung lebensgefährliche Spannungen anliegen!

Hier sollte für Bastler, welche keine entsprechende Ausbildung haben und genau wissen was sie tun, der Spaß aufhören!

 

Umgedrehte Schaltvorgänge der Relais-Karte mit Arduino und Raspberry

Die zuerst verwendete Relais Platine schaltet, sobald am Eingang Low = 0V anliegen. Dies hat zur Folge, dass die Relais unmittelbar nach Anlegen der Spannung anziehen und je nach Programm erst nach wenigen Sekunden der Initialisierung abfallen.

Gerade bei Schaltungen des Türöffners oder z.B. Garagentors ist dies völlig unbrauchbar.

Im obigen Sketch habe ich in Zeile 19 eine active_low Variable auf 1 gesetzt, damit der Schaltvorgang auch bei 0V stattfindet.

Da der spätere LinkNode bereits entsprechend auf der Platine beschaltet ist, muss hierfür diese Variable wieder auf 0 gesetz werden, damit die Relais bei high = 3,3V anziehen.

 

Erhebliche unbekannte Stabilitätsprobleme der WLAN ESP6288 Platinen

Ein weiteres Problem, welches ich nach der Installation der ESP-Relaisplatinen feststellte, waren sporadisch extreme Verzögerungszeiten der Relais.
Nach einer unbekannten Zeit war der ganze ESP nicht mehr erreichbar, wurde jedoch beim Versuch, ihn anzusteuern eigenständig "aufgeweckt" und führte dann die Aktion mit einer Verzögerung von 20 - 60 Sekunden aus.

Im Falle der Gongsteuerung, oder auch Türöffner völlig unbrauchbar. Stets verabschiedeten sich die ESP´s nach einigen Minuten. Sobald sie mal wieder da waren, ging alles fix.

Dies kannte ich bereits aus meiner eigenen Gangschaltung, deshalb ersetzte ich bei den ESP´s der Relais Platinen die kleine integrierte Antenne durch eine größere externe Antenne.

Hier war die Antenne sowie Anleitung von Eugen Stall auf seiner Seite sehr hilfreich, vielen Dank für die Antennen und das Tutorial.

Leider brachte dies in meinem Fall mit dem ESP der Relais-Platine in der Hauptverteilung keine Besserung. Plötzlich war das Phänomen auch wieder in der Gangschaltung vom OG vorhanden, trotz besserer Antenne.
Warum "plötzlich" liegt wohl an der Tatsache, dass durch den Tausch der Antenne der ESP abgesteckt und danach wieder angesteckt wurde, er sich somit erneut ins WLAN einwählen musste.

 

Lange Zeit überlegte ich und suchte nach Ursachen und Lösungen, fand sie leider nicht. Liegen die Relais-Platinen auf dem Schreibtisch sind sie stets erreichbar.

Die eigentliche Platinen Hardware oder auch Software konnte ich eigentlich ausschießen, denn die Wohnzimmer-Lichtsteuerung war identisch und mit ihr hatte ich nie Probleme.

 

Zwischenzeitlich hatte ich im IP-Symcon ein Script laufen, welches mir alle 10 Minuten die Weboberfläche der ESP-Platinen ansteuert.
Aber selbst da hatte ich dann bei richtiger Relais-Ansteuerung irgendwann dann Verzögerungen. Also ein Sleepmode ist es auch nicht.

 

Da weder ich noch Kollegen das Problem verstanden, führte ich in meiner Verzweiflung einen Neustart der Fritzbox durch.
Daraufhin waren über einen ganzen Tag lang sämtliche Relaiskarten einwandfrei erreichbar.

 

Bei genauerem Hinsehen in der Fritzbox, waren in der Zeit die ESP´s direkt im Fritzbox-WLAN-Netz angemeldet.
Zuvor und auch danach meldeten sich die ESP´s aber in ein besseres Repeater-Netz ein. So auch im Falle des neu gestarteten ESP´s von gerade.

Sämtliche Repeater sind natürlich so aufgestellt, dass sie max. 1 Wand bzw. Decke zwischen Fritzbox oder zum nächsten Repeater hatten.
Die Signalqualität war und ist optimal:

fritz repeater

 

Nach einigen Tagen des Beobachtens konnte ich dann erkennen, sobald die ESP´s über einen Repeater im WLAN sind, waren diese sporadischen Verzögerungen da.
Sind sie im Fritzbox-Netz angemeldet klappt alles über Tage auch ohne jegliche Latenzen.

Nach Rücksprache mit AVM bestätigten diese, dass es durchaus über mehrere Repeater zu derartigen Latenzen kommen kann.
Eine Vorschlag von AVM war, zu den Relaiskarten Powerline-Adapter zu nutzen.

 

Anmerkung am Rande, der Raspberry PI ist absolut stabil über einen Repeater im Netz, auch ohne irgendwelche Verzögerungen.
Das surfen im Netz ohne die Repeater ist natürlich entsprechend bescheiden, insofern sind wir schon auf die Geräte angewiesen.

 

Meine aktuelle Lösung ist, die ESPs der Relaisschaltungen im Fritzbox-Hauptnetz zu lassen.
Da ich dies aber nicht gezielt steuern kann, wenn dann durch Fritzbox Neustarts, werde ich wohl den Repeaternetzen eigene Namen geben.

Evtl. investiere ich auch später in eine leistungsfähigere Fritzbox oder Powerlan von AVM.

 

Finaler Raspberry PI Einbau IM Haus

Wie bereits erwähnt, hatte ich kein gutes Gefühl dabei, den Raspberry von außen zugänglich zu verbauen. Selbst wenn die Ritto Sprechstelle mit einem Ritto-Schlüssel verschlossen ist, so kann dieser leicht organisiert werden um die Module zu entfernen und dadurch käme jedermann direkt an den Raspberry mit seinen Configs und könnte ihn ausbauen.

Deshalb hatte mein Vater heute, nach 2 Wochen seit Beginn des DoorPI Einbau im Haus, eine 100x100mm Aussparung auf der Innenseite neben der Haustüre geschlagen:

raspberry unterputz verteilerkasten

 

Für die Leitungen hatten wir direkt eine Verbindung gebohrt und ein Stück Leerrohr verbaut.

Hier der final eingebaute Raspberry PI 3. Hier bereits mit dem Kamera-Flachbandkabel.
Besonderes "knifflig" war der rot Umrahmte Teil, der USB-Anschluss der Polycom Freisprecheinrichtung, welche knapp 1,5cm in die Wand hineinragt.

eingebauter raspberry unterputz verteilerkasten

 

Finale Erweiterung der Außensprechanlage um ein Ritto Blindmodul für die Raspberry Kamera

Im Gegensatz zum Einleitungsbild haben wir inzwischen die 2fach Blende in eine 3fach Ritto Blende getauscht. Für die Raspberry Kamera dient ein Ritto Blindmodul in welches das Fisheye Objektiv eingebaut wurde:

3fach ritto doorpi final

 

Vorbereiten des Raspberry´s für den Dauerbetrieb

Da dieses Thema etwas umfangreicher ist, habe ich dafür einen eigenen Artikel DoorPI Raspberry für 24h Dauerbetrieb vorbereiten erstellt!

 

Finaler Schaltplan für die eigene Dokumentation

Gerade mit der Ritto Anlage haben wir wieder bemerkt, dass wir erheblichen Aufwand hatten alleine um alle Drähte und Leitungen wieder zu verfolgen.
Hätten wir uns damals die paar Minuten für die Dokumentation genommen, wäre uns einige Zeit erspart geblieben.

Deshalb diesmal auch gleich von Beginn an mit sauberer Dokumentation hier im Blog und Schaltplanerstellung.
Meinen individuellen DoorPI-Schaltplan könnt Ihr hier herunterladen und bei Bedarf euren Gegebenheiten anpassen.

doorpi schaltplan

 

Zusätzliche Features mit IP-Symcon und der Türsprechstelle

Nachdem ich im vorherigen Beitrag bereits die Anbindung von DoorPI zum IP-Symcon Server beschrieben habe, war meine erste Lösung der Steuerung des ESPs ausschließlich über IP-Symcon.

Wäre der IP-Symcon Server nicht online, würden dadurch auch die Gongs nicht funktionieren, auch nicht die Schaltung des Lichts und des Türöffners.

Da inzwischen der Raspberry im Haus eingebaut ist, habe ich auch keine Bedenken mehr die URL zum Aufruf der Releais direkt in die Config zu schreiben. Dadurch ist der IP-Symcon Server für die eigentliche Funktion der Türsprechstelle nicht mehr nötig.

 

Dennoch habe ich nach wie vor die DoorPI Variablen im IP-Symcon angelegt und setze die auch.
Somit kann ich auch vom IP-Symcon aus, die Relais schalten, oder später z.B. Bewegungsmelder leichter einbauen.

 

Als kleines Feature blinkt derzeit eine LED-Stripe in Grün für 20s, wenn jemand im OG läutet.

Vermutlich werde ich mir hier noch weitere "Spielereien" einfallen lassen.

 

alte innensprechstelleGegensprechstellen im Haus mit Android Tablets

Der Rundruf auf die DECT Telefone klappt zwar einwandfrei, wie wir uns aber kennen, liegen die Telefone selten aufgeräumt in der Ladestation.

Dumm, wenn jemand an der Türe steht, wartet und wir erstmal Telefon suchen müssen.

 

Zudem sind die alten Ritto Kästen der Innenstationen in der Wand, was aktuell bei uns sowie im EG entsprechend "bescheiden" aussieht.

 

Hier werden also höchstwahrscheinlich Tablets eingebaut, welche als Gegensprechstellen bzw. IP-Symcon Hauptbedienelement dienen werden.

Hierzu wird aber ein eigener Beitrag folgen.

 

Gelesen 5487 mal Letzte Änderung am Donnerstag, 31 Mai 2018 19:10
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1 Kommentar

  • Uli Freitag, 08 Juni 2018 12:56 gepostet von Uli

    Hallo,

    vielen Dank für den interessanten Artikel! Könntest du eine Anleitung für die Platine, Schaltung des Monoflops ergänzen. Ich hatte immer das gleiche Problem und hatte aus diesem Grund das Projekt auch ruhen lassen... Bis ich nun deinen Artikel gelesen habe.

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