In der heutigen digitalen Welt, in der unser Zuhause immer smarter wird, suchen wir ständig nach Wegen, den Alltag bequemer und effizienter zu gestalten. Als passionierte Technik-Enthusiasten haben mein Sohn Jake und ich das Smart Home für uns entdeckt – nicht zuletzt, seit Alexa bei uns eingezogen ist. Diese Entwicklung hat uns inspiriert: Warum nicht selbst Hand anlegen und ein eigenes smartes Gerät entwickeln, das wir per Sprachbefehl steuern können? Das ultimative Ziel unseres Projekts war es, nicht nur die Smart-Home-Technologie zu verstehen, sondern auch alltägliche Geräte wie den Sandwich Toaster in das vernetzte Zuhause zu integrieren. Dieser “Sandwich Toaster Test” sollte nicht die Leistung verschiedener Modelle bewerten, sondern vielmehr zeigen, wie einfach es sein kann, fast jedes Elektrogerät, insbesondere einen gewöhnlichen Sandwichmaker, in ein sprachgesteuertes Smart-Gerät zu verwandeln.
Die Idee: Ein smarter Sandwich Toaster (und mehr!)
Nach einigen Überlegungen stand fest: Wir wollten eine WLAN-fähige Mehrfachsteckdose bauen. Die Logik dahinter war bestechend einfach: Wenn wir eine solche Steckdose hätten, würden alle daran angeschlossenen Geräte zu Smart Devices! Bereits jetzt nutzen wir Phillips Hue Beleuchtung über Alexa und schätzen die Bequemlichkeit. Es wäre doch fantastisch, wenn Alexa auch Standard-Netzgeräte wie Stehlampen oder eben auch unseren sandwichtoaster mit herausnehmbaren platten steuern könnte. Dieser Ansatz bietet eine völlig neue Perspektive auf den Begriff “Sandwich Toaster Test”, indem er die Geräte auf ihre Smart-Home-Tauglichkeit unter die Lupe nimmt.
Der Bau des smarten Steckers: Komponenten & erste Schritte
NodeMCU ESP8266Unser Projekt begann mit der Auswahl der richtigen Komponenten. Nach intensiver Recherche entschieden wir uns für ein NodeMCU ESP8266 Entwicklungsboard. Dieses Board ist ideal für den Einstieg, da es USB-zu-Seriell-Funktionen und weitere Unterstützung integriert hat, was das Iterieren unseres Designs in der Kodierungsphase erheblich vereinfachte. Ergänzt wurde es durch einige Relais, die als Schalter für die Netzspannung dienen sollten.
Die Auswahl der Bauteile
Neben dem ESP8266-Board, das als Gehirn unseres smarten Steckers fungierte, waren die Relais entscheidend. Wir starteten mit einem einzelnen Relais, planten aber, die Lösung auf mehrere Steckdosen zu erweitern. Für die Stromversorgung der Elektronik nutzten wir ein praktisches Step-Down-Board, das 12V in die benötigten 5V und 3.3V für das ESP-Modul und die Relais umwandelt. Das beschleunigte den Start, da wir nicht auf separate Transformatoren warten mussten. Für einen umfassenden platten toaster test im Hinblick auf intelligente Steuerung, ist es wichtig, dass das Gerät eine einfache Ein/Aus-Funktion hat, die über ein Relais geschaltet werden kann.
Erste Montage auf dem Steckbrett
Der erste Prototyp wurde auf einem lötfreien Steckbrett aufgebaut. Dies ermöglichte es uns, Komponenten schnell zu verbinden und zu testen, ohne sofort löten zu müssen. Hier ist unsere erste Iteration mit nur einem angeschlossenen Relais:
The initial build
Ein wichtiger Sicherheitshinweis an dieser Stelle: Ja, diese Klemmen können stromführend sein! Jake erhielt selbstverständlich eine entsprechende Schulung, bevor wir irgendetwas an das Stromnetz anschlossen. Sicherheit geht immer vor, besonders wenn mit Netzspannung gearbeitet wird. Solche Projekte sind auch eine gute Gelegenheit, weitere smarte Küchengeräte anzuschließen. Ein kaffeeautomat testsieger könnte beispielsweise auch von einer intelligenten Steuerung profitieren, um morgens automatisch den Kaffee zu brühen.
Die Firmware: Wenn der Sandwich Toaster auf Alexa hört
Das ESP8266-Board unterstützt standardmäßig LUA, doch wir entschieden uns, die Firmware zu ersetzen und Arduino-kompatiblen Code zu verwenden. So konnten wir unsere vertraute Toolchain nutzen (einschließlich der hervorragenden Sloeber Eclipse IDE für Arduino) und mit Bibliotheken und Sprachen arbeiten, die wir bereits kannten.
Von LUA zu Arduino: Die Entwicklungsumgebung
Dank der Vorarbeit in einem großartigen Projekt (das auf GitHub verfügbar ist) fanden wir den einfachsten Weg, Alexa über WLAN mit unserem Gerät kommunizieren zu lassen: die Emulation eines Belkin Smart Switches mithilfe des Wemo-Protokolls. Das Design sah vor, den ESP8266 als Webserver für die Gerätesteuerung und als uPnP-Responder für die Netzwerkerkennung einzurichten. Der ESP8266 erwies sich als äußerst angenehm zu programmieren und wird von den Bibliotheken sehr gut unterstützt – kein Wunder, ist es doch ein sehr beliebtes Board bei Entwicklern wie uns. Innerhalb eines Nachmittags hatten wir es einsatzbereit!
Wemo-Protokoll-Emulation für Alexa
Ich werde hier nicht zu sehr ins Detail gehen, was den Code betrifft, aber wer Interesse hat, findet alles auf GitHub. Die Emulation des Wemo-Protokolls war der Schlüssel, um die nahtlose Integration mit Alexa zu ermöglichen. Dies ist besonders relevant für den “Sandwich Toaster Test”, da es die Sprachsteuerung zum zentralen Feature macht. Unser Smart Socket kann so bis zu sandwichmaker 4 Geräte steuern, was ihn zu einer vielseitigen Lösung für die Smart-Home-Integration macht.
Der Praxistest: “Alexa, schalte den Sandwich Toaster ein!”
Das Testen stellte uns vor ein unerwartetes Problem: Ich besitze gar nicht so viele Geräte, die einfach per Netzschalter ein- und ausgeschaltet werden! Die meisten sind entweder immer eingeschaltet, im Standby-Modus (TV, PlayStation etc.) oder bereits Smart-Home-fähig (all unsere Lampen).
Zum Glück fand ich in den Schränken einen Salter Sandwich Toaster. Er hatte eine praktische Anzeigeleuchte, die signalisierte, ob er mit Strom versorgt wurde – perfekt für unseren “Sandwich Toaster Test”! Mit unserem ersten Testgerät in der Hand und unter strikter Vermeidung der berührungsoffenen 240VAC-Komponenten nahmen wir ihn in Betrieb.
Das Öffnen der Alexa-App auf meinem Smartphone und die Suche nach neuen Smart-Home-Geräten funktionierte einwandfrei. Die seriellen Logs des Boards zeigten, dass es auf eine Flut von Anfragen reagierte, und die App zeigte die neuen Geräte an. Der Test war ein voller Erfolg (ich werde den Beitrag bald mit einem Video aktualisieren): Der Sandwich Toaster schaltete sich als Reaktion auf Alexa-Befehle ein und aus! Wir benannten Schalter Nr. 1 für diesen Test in „Sandwich Toaster“ um, sodass wir einfach sagen konnten: „Alexa! Schalte den Sandwich Toaster ein!“ Dies beweist, dass unser Ansatz, einen normalen toaster für große toastscheiben test oder Sandwichmaker smart zu machen, hervorragend funktioniert.
Ausblick und nächste Schritte: Vom Prototyp zur fertigen Lösung
Dieses Projekt hat uns viel Spaß gemacht, und wir sind noch lange nicht fertig. Wir haben es bereits erweitert, um vier Schalter vollständig zu unterstützen, aber es ist noch nicht “richtig” gebaut. Wir sind auf der Suche nach einer Vierfachsteckdose, die Platz für die Elektronik im Inneren bietet (wahrscheinlich mit kleineren Relais – 40A sind hier ohnehin überdimensioniert). Zehn weitere ESP8266-Chips sind bereits unterwegs (als montierbare Chips, nicht als Entwicklungsboards). Sobald wir alle Teile beisammenhaben, werden wir alles sauber verlöten und das Projekt als abgeschlossen betrachten.
Jetzt müssen wir nur noch entscheiden, was wir mit den restlichen WLAN-Chips anstellen, wenn sie ankommen. Habt ihr Vorschläge?
IMG_0066Der fertige Prototyp mit vier angeschlossenen Relais. Diesmal ohne Netzspannung – zum Glück verfügt jedes Relais über eine LED, die seinen Status anzeigt, sodass wir ohne Hochspannung testen können.