ESERA Automation: Offene und erweiterbare Steuerzentrale: die ESERA-Station

Ein professionelles System für Industrieautomations- und Smart-Home/Building-Anwendungen »made in Germany«, das mit großen Systemen und Standards kompatibel ist. Gibt’s nicht? ESERAs-System bietet dies plus Steuerzentrale sowie vielfältigen Aktoren und leistungsfähigen Sensoren, z.B. für Luftgüte.

Esera-Automation Bildquelle: © Esera-Automation

Mit dem Esera-1-Wire-System lassen sich auch größere Systeme zur Erfassung und Steuerung von Betriebsdaten aufbauen, hier am Beispiel einer Kommune, die die Daten ihrer geografisch verteilten Liegenschaften und Erzeugungsanlagen für eine einheitlich-zentrale Visualisierung bündelt.

Andreas Geisler, Geschäftsführer der ESERA-Automation/E-Service GmbH, ist seit drei Jahrzehnten in der Elektronikbranche zu Hause. Geisler ist „Doppel-Meister“, nämlich Elektrotechniker-Meister und Informationstechniker-Meister (HWK), und hat dabei Folgendes gelernt: »Die Leute wollen Produkte, die Komplexität reduzieren und keine neuen Probleme bringen. Deswegen spielt unsere Hardware mit vielen Systemen anderer Hersteller und Standards zusammen.«

Das ESERA-System ist eine Eigenentwicklung des Kaufbeurer Unternehmens und nutzt den 1-Wire-Bus des Systems, einen von Dallas Semiconductor entwickelten und später von Maxim angebotenen, sehr energiesparenden Datenübertragungsbus, der mit nur einer Masseleitung und einer Datenleitung auskommt. Inzwischen ist der „1-Wire Extended Network Standard“ für eine Datenübertragung über mehrere hundert Meter ertüchtigt.

Esera-Automation Bildquelle: © Esera-Automation

In der Station steckt ein leistungsfähiger Raspberry-Pi-Computer

Spannend: Die Spannungsversorgung der 1-Wire-Bausteine erfolgt in der Grundkonfiguration mit wenigen Busteilnehmern per „Parasitic Power“ ebenfalls über die Datenleitung.

Die Anzahl an einen Buskoppler anschließbarer 1-Wire-Bausteine (bis 30) ist über kurze bis mittlere Distanzen praktisch nur durch die Busauslastung der Datenleitung begrenzt. Die Standardgeschwindigkeit der Datenübertragung liegt bei 9,6 kbit/s. Durch das schlanke Datenvolumen ist eine schnelle zyklische Datenabfrage von Sensoren und Aktoren möglich.

Topologisch ist das 1-Wire-Busssystem flexibel, wobei sich zur Vermeidung von Reflexionen bei Entfernungen bis 150 m eine lineare Topologie empfiehlt. In der Praxis oft anzutreffende Baum- bzw. Sternstrukturen empfehlen sich für kleinere Netzwerke.

Universelle Schaltzentrale für Smart Home und Smart Automation

Kernstück des ESERA-Ökosystems ist die „ESERA-Station“, die Schaltzentrale für alle Smart-Building-, IoT- und industriellen Anwendungen, die Sensoren, Aktoren und iButton-Schlüssel einbindet und mit SPSen, PCs usw. verbindet. Sie beinhaltet das 1-Wire-Gateway (1-Wire-Controller), das per interner serieller Schnittstelle über ASCII-Protokoll (Klartext) und Modbus Daten zwischen Aktoren und Sensoren der Steuerungssoftware überträgt.

Integriert ist auch eine leistungsfähige 1-Wire-Stromversorgung (1-Wire-Hub), die das 1-Wire-Netzwerk mit 5 V und 12 V Spannung versorgt.

Die für die Hutschiene gedachte ESERA-Station beinhaltet einen Raspberry Pi 3 mit ARM-Cortex-A53-Quadcore-Prozessor und einen internen Erweiterungs-Slot für Zusatzmodule wie einen S0-Counter, einen analogen Input und Output sowie weitere, in Planung befindliche Zusatzmodule. Der Raspberry Pi kommt mit Linux-Debian-Betriebssystem. Ein SD-Kartenslot nimmt eine 8-GB-SD-Karte für das Betriebssystem und weitere Software-Anwendungen auf. Neben WLAN und Bluetooth verfügt das Gerät über eine Ethernet-Schnittstelle, einen 1-Wire-Ausgang mit 5 V und 12 V Busspannung sowie vier USB-Anschlüsse. Zwei Binärausgänge (16 A/230 V) und zwei Binäreingänge (12–30 V DC) komplettieren die Verbindungsmöglichkeiten.