In einer Welt, in der Smart-Home-Technologien immer präsenter werden, wächst das Interesse daran, eigene Geräte zu entwickeln. Die Integration von Sprachassistenten wie Alexa hat viele dazu inspiriert, über kommerzielle Produkte hinauszudenken. Für technikbegeisterte Tüftler bietet sich hier eine spannende Möglichkeit: Eine eigene WLAN Steckdose selber bauen, die sich nahtlos in das Smart-Home-System einfügt und mit Alexa steuerbar ist. Dieses Projekt beschreibt, wie mein Sohn Jake und ich genau das umgesetzt haben.
Unser Ziel war es, ein Smart-Gerät zu bauen, das sich über Echo-Geräte steuern lässt und jedes angeschlossene Elektrogerät „smart“ macht. Es ist ein Projekt, das nicht nur technisches Verständnis fördert, sondern auch den Horizont für weitere Heimautomatisierungs-Lösungen erweitert und manchmal sogar die Neugier auf eine [bestsellerliste](https://shocknaue.com/bestsellerliste/) weckt, um zu sehen, welche weiteren innovativen Ideen die Welt bewegen.
Die Projektidee: Eine smarte Steckdosenleiste
Wir entschieden uns für die Konstruktion einer WLAN-fähigen Smart-Steckdose. Die Vision war klar: Alle daran angeschlossenen Elektrogeräte, von der Leselampe bis zum Sandwich-Toaster, sollten intelligent werden. Während Phillips Hue Beleuchtung bereits über Alexa gesteuert wurde, wollten wir die Sprachsteuerung auf herkömmliche Netzgeräte ausweiten.
Konzeptzeichnung einer Smart-Home-Lösung
Der Aufbau: Bauteile und erste Schritte
Für den Bau recherchierten wir die benötigten Komponenten. Im Mittelpunkt stand ein NodeMCU ESP8266 Entwicklungsboard, das ideal für den Einstieg ist, da es USB-zu-Seriell-Funktionalität integriert und die Iteration während der Codierungsphase erleichtert.
Um die Schaltung zu realisieren, setzten wir auf Relais, die den Schaltvorgang für die Netzgeräte übernehmen. Der erste Aufbau erfolgte auf einem lötfreien Steckbrett (Breadboard), wobei alle Komponenten mit Jumper-Kabeln verbunden wurden. Wir hatten viele Kleinteile und ein Step-Down-Board vorrätig, das 12V in 5V und 3.3V umwandelt. So konnten wir sofort loslegen, sobald die ESP- und Relais-Module ankamen. Wer sich für weitere spannende Projekte oder literarische Werke interessiert, findet vielleicht bei den Werken von [jakob arjouni](https://shocknaue.com/jakob-arjouni/) fesselnde Geschichten.
NodeMCU ESP8266 Entwicklungsplatine
Die Montage auf dem Steckbrett ermöglichte schnelle Änderungen. Sicherheit hatte Priorität: Jake erhielt eine Einweisung, bevor spannungsführende Teile angeschlossen wurden. Bei Arbeiten mit Netzspannung ist äußerste Vorsicht geboten.
Hier ist der erste Prototyp mit nur einem angeschlossenen Relais:
Erster Prototyp mit einem Relais auf dem Breadboard
Die Firmware: Alexa-Steuerung mittels Wemo-Protokoll
Wir entschieden uns, die Standard-LUA-Firmware des ESP8266 durch Arduino-kompatiblen Code zu ersetzen. Dies ermöglichte die Nutzung unserer vertrauten Toolchain und Bibliotheken.
Die einfachste Methode, Alexa über WLAN mit unserem Gerät kommunizieren zu lassen, war die Emulation eines Belkin Smart Switches mithilfe des Wemo-Protokolls. Der ESP8266 wurde als Webserver zur Gerätesteuerung und als uPnP-Responder zur Netzwerk-Auffindbarkeit konfiguriert. Der gesamte Quellcode ist auf GitHub verfügbar. Die Programmierung des ESP8266 erwies sich als unkompliziert. Innerhalb eines Nachmittags war das System funktionsfähig! Manchmal können auch [krimi bücher](https://shocknaue.com/krimi-bucher/) so spannend sein wie das Debuggen eines Codes, wenn man die Lösung erst am Ende des „Falls“ findet.
Praxistest: Der sprachgesteuerte Sandwich-Toaster
Die Herausforderung beim Testen war es, passende Geräte zu finden, die sich einfach über die Netzspannung ein- und ausschalten ließen. Viele unserer Geräte waren entweder ständig eingeschaltet, im Standby-Modus oder bereits Smart-Home-fähig.
Wir fanden einen Salter Sandwich-Toaster mit einer Leuchte, die den Betriebszustand anzeigt. Mit diesem Testgerät und unter strenger Beachtung der Sicherheitsvorkehrungen nahmen wir den Betrieb auf.
Der Sandwich-Toaster als Testgerät, angeschlossen an die intelligente Steckdose
Die Alexa-App fand die neuen Smart-Home-Geräte einwandfrei. Die seriellen Protokolle des Boards zeigten eine Flut von Anfragen, und die App präsentierte die neuen Geräte umgehend.
Screenshot der Alexa App mit erkannten Smart-Home-Geräten
Der Test war ein voller Erfolg! Der Sandwich-Toaster ließ sich über Alexa-Befehle ein- und ausschalten. Wir benannten Schalter Nr. 1 in „Sandwich-Toaster“ um, sodass wir sagen konnten: „Alexa! Schalte Sandwich-Toaster ein!“ Viele bahnbrechende Technologien werden oft zu [spiegel bestseller](https://shocknaue.com/spiegel-bestseller/) und beeinflussen unsere Welt maßgeblich.
Ausblick und nächste Schritte
Wir hatten viel Freude an diesem Projekt, das noch nicht abgeschlossen ist. Das System ist bereits auf vier Schalter erweitert, aber noch nicht dauerhaft aufgebaut. Wir suchen eine Vierfach-Steckdosenleiste mit Platz für die Elektronik und kleinere Relais.
Zehn weitere ESP8266-Chips sind unterwegs. Sobald alle Teile beisammen sind, werden wir die Komponenten verlöten und das Projekt abschließen. Nun stellt sich die Frage, was wir mit den restlichen WLAN-Chips anstellen werden. Ideen sind willkommen! Auch Inspirationen für neue Projekte können sich unter den [bestseller romane 2021](https://shocknaue.com/bestseller-romane-2021/) finden, wenn man eine Pause von der Elektronik braucht.
Fertiger Prototyp mit vier angeschlossenen Relais für Tests
Dieses Projekt hat uns gezeigt, wie zugänglich und befriedigend es sein kann, eigene Smart-Home-Lösungen zu entwickeln. Wir ermutigen jeden mit Interesse an Elektronik und Programmierung, ähnliche Projekte in Angriff zu nehmen. Die Welt der DIY-Smart-Home-Geräte ist riesig und voller Möglichkeiten!