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1-Wire (OneWire)-Sensoren im Smarthome: Pflicht oder Kür?


I am the final silence
The last electrician alive
And they called me the sparkle
I was the best
I worked them all
New ways, new ways
I dream of wires

(I dream of wires, Robert Palmer)

Bei Planung und Vorbereitung eines Smart-Homes hört man nicht selten: Sogenannte „1-Wire“-Sensoren sollte man unbedingt ins Gesamtsystem integrieren. Das häufigste Argument dabei: Diese sind vergleichsweise günstiger als andere (native) Sensorkomponenten. Ein einfacher 1-Wire Temperatursensor z.B. der beliebte DS18B20 kostet lediglich rund 2 EUR – im Vergleich schlägt ein simpler Temperatur-Sensor mit KNX-Busankoppler ab 60 EUR aufwärts zu Buche.

Loxone, Comexio & co. unterstützen den 1-Wire-Standard ebenfalls im größeren Umfang. Da ist für die Meisten von uns die Frage naheliegend:

Soll man zusätzlich eine 1-Wire-Installation in sein Smart-Home-Konzept integrieren?

Das schauen wir uns heute genauer an. Aber eins nach dem anderen:

Was ist 1-Wire? Funktion & Aufbau:

Bei 1-Wire (oft auch One-Wire oder Eindraht-Bus) spricht man einem eigenständigen, zweidrahtigen Bus-System. Häufig auch in der sog. „nicht-parasitären“ Variante mit drei statt zwei Adern ausgeführt. Hierbei wird der angeschlossene Sensor mit einer bestimmten Spannung auf einer separaten Ader versorgt. Einige der komplexeren Sensor-Typen (mit höherer Stromaufnahme) unterstützen den parasitären Modus nicht. Im Zweifel daher nach Möglichkeit stets mindestens die drei-adrige Verdrahtung vorziehen.

Idealerweise wird der 1-Wire-Bus als eine einzige Linie mit möglichst wenig Abzweigen verkabelt. Terminatoren (Busabschluss-Widerstände, wie sie z. B. beim RS485-Bus üblich genutzt werden,) sind hierbei nicht erforderlich.

Typischer 1-Wire-Busmaster (USB)

Typischer 1-Wire-Busmaster (USB)

Benötigt wird mindestens ein „Busmaster“ (Hardware), der die Signale auf der untersten Ebene verarbeitet und ein „1-Wire-Treiber“ (Software), der die Informationen des Busmasters interpretiert. Der Busmaster wird in der Regel über passendes ein „1-Wire-Gateway“ an das Hauptsystem (KNX, Loxone, Homematic, etc.) angebunden und die Sensor-Werte dort logisch ausgewertet.

Gute Einführungs-Informationen, mehr Planungshinweise & detailierte Empfehlungen zu 1-Wire-Installationen gibt es hier: https://shop.wiregate.de/1-wire-bus

Vorteile:

Warum sind die 1-Wire-Sensoren so beliebt?

  • Preisgünstig! (bei unkonfektionierten Basis-Sensoren)
  • Plug & Play: Anschließen & Auslesen ohne vorherige Konfiguration
  • Energie-effizient (sparsam)
  • Präzise, kallibrierungsfreie (digitale) Sensoreinheiten
  • Kleine Bauformen möglich
  • Weit verbreitet (Viele Gateways, zahlreiche Sensor-/Busmaster/-Anbieter)
  • Keine Proprietäre Software/Lizenz notwendig
  • Vielseitige Einsatzmöglichkeiten/Mess-Arten (Temperatur, Feuchte, Helligkeit, Luftgüte/Mischgas-Messung, Kontaktierungen, Identifier, Spannungs-Messungen, etc.)

Schwächen:

Und welche Schattenseiten sollte man bedenken?

  • Sensoren arbeiten i. d. R. passiv: Die meisten Sensoren können nicht aktiv einen Sendevorgang auslösen – Der Busmaster löst den Lesebefehl an die angebundenen Slaves aus
  • Anzahl Sensoren (Slaves) pro Busmaster begrenzt
  • Eigenständige Verkabelung erforderlich
  • Eigenständige Hardware erforderlich
  • Zusätzliche Komplexität
  • Professionell konfektionierte Sensoren teuer(er)

Kosten Beispielaufbau

Bei der 1-Wire-Installation kann man zwischen zwei Extremen (oder natürlich einer Mischung aus beiden) wählen: Günstiger Selbst-Bau mit Basis-Sensoren oder Komfortable Fertig-Lösung zum Kauf.

Was kosten denn die professionell konfektionierten Geräte in einem gängigen Aufbau für ein typisches Einfamilienhaus? Wir haben eine (nicht-repräsentative 😉) Rechnung aufgemacht:

Komponente Anzahl Preis Gesamt
WireGate Server 1.2 (5 Jahre Garantie) 1 595,00 € 595,00 €
1-Wire Professional Busmaster PBM01-USB / Professional-Line (40 Slaves) 1 148,00 € 148,00 €
TDK-Lambda DSP30-12 Hutschienen-Netzteil (25 W / 12 Volt) 1 35,00 € 35,00 €
KNX Interface für WireGate Server – USB TP-UART 1 120,00 € 120,00 €
1-Wire Busleitung J-Y(St)Y 2 x 2 x 0,8 / Isolation 4 kV 200 0,60 € 120,00 €
1-Wire Multisensor V3 (B-Serie) – im Sensoreinsatz – STD Line 15 20,00 € 300,00 €
WAGO Verbindungsklemme 243 für KNX/EIB-Anwendungen 100 0,45 € 45,00 €
1-Wire VOC Sensor (B-Serie) – montiert in Sensoreinsatz 3 120,00 € 360,00 €
1-Wire Hülsenfühler / Kabeltemperaturfühler 15 15,00 € 225,00 €
1-Wire Multisensor in Edelstahlhülse mit Polyamid-Filterkappe für WG-Server 3 125,00 € 375,00 €
iButtons (pauschal) 1 100,00 € 100,00 €
USB 2.0 Hub mit 7 Port, EX-1177HMV-S 1 83,00 € 83,00 €
2.506,00 €

In den o. g. Kosten sind die Aufwände für Verkabelungsarbeiten, Montage und Inbetriebnahme nicht enthalten.

Fazit

Das finale Fazit mag bei jedem individuell ausfallen. Wie man an unserer Beispiel-Rechnung erkennen kann, kann die vermeintlich günstige 1-Wire-Installation u. U. schnell teurer werden als gedacht. Vor allem wenn man robuste, professionell (kommerziell/konfektioniert) aufbereitete Hardware einsetzen möchte.

Es gilt also: 1-Wire ist nicht pauschal billig!

Andererseits kann man mit viel Eigeninitiative, Bastelfreude und Do-It-Yourself-Einsatz wiederum recht kostengünstig ein brauchbares Sensornetzwerk mit Hilfe von Freier Software, preiswerten Selbst-Bau-Gateways und den erschwinglichen Basissensoren aufbauen.

Also wer wirst du sein? Macher oder Käufer?

P.S.: (Sneak Preview)

Der faktische Marktführer für 1-Wire-Geräte in Deutschland (Elaborated Networks GmbH) bereitet seit längerem die nächste Generation seines Gateways vor. Das Produkt läuft unter dem Namen "Timberwolf Server" und soll den "alten" Wiregate 1.2 ablösen. Sicherlich ein spannendes Produkt! Aber macht euch am Besten selbst ein Bild davon im aktuellen Wiregate Hauptkatalog.

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