Unsere Hausleittechnik Z-Bus-Installationsprinzip  Installationspraxis und -Kosten  Bus-Steuerung vom PC aus Z-Bus-Controller  Z-Bus-Visualisierung  Z-Bus-Konfiguration  Z-Bus-Logik-Steuerung

Unser Haus in offener Bauweise mit großen Fensterfronten liegt an einem Steilhang inmitten ehemaliger Weinberge, wobei im Sommer dem Sonnen­lauf entsprechend drei Seiten des Hauses zu beschatten sind. Daher war eine leistungsfähige Beschattungsanlage zu planen. Die Roll­läden (teils bis zu 3 m hoch) sollten elektisch bedienbar sein und die Steuerung sollte unaufdringlich gestaltet werden (also keine "Schalter­batterien"). Ferner war eine Steuerungslogik mit Gruppenschaltung (z.B. "Süd-Seite: alle Rollläden runter/rauf") und Zeitsteuerung (z.B. "07.00 Uhr: alle Rollläden rauf") wünschenswert. Sollte die Verkabelung nicht zu aufwändig werden, konnte nur eine Haus­steuerung mittels Installationsbus in Frage kommen, wie z. B. EIB (Euro­pean Installation Bus, Instabus), LON (Local Operating Network, LON­Works) oder LCN (Local Control Network). Aber diese leistungsfähigen Systeme erschienen für ein simples Einfamilienhaus zu komplex und teuer. Daher fiel die Wahl auf den Z-Bus von Zimmermann-Bustechnologie Tuttlingen. Die Installationen wurden von Fa. Weiß + Jaudes Leutenbach aus­geführt.

Z-Bus-Installationsprinzip	Das Z-Bus-Installationsprinzip ist sehr einfach: Stromleitungen benötigen immer mindestens die drei Leiter Phase L (schwarz), Neutralleiter N (blau) und Schutzleiter PE (gelbgrün). Für den Z-Bus kommt ein vierter Leiter Bus (braun) hinzu. Man braucht also nur überall vieradrige Leitungen zu verlegen (z.B. NYM 4x1,5 mm2).
	Für jeden Schalter wird ein Z-Bus-Sender benötigt	und für jede Lampe (Rolladen usw.) ein Z-Bus-Empfänger.
	Wo eine derartige vieradrige Leitung "vorbeikommt", kann ein Schalter oder eine Lampe (Rolladen usw.) angeschlossen werden. Für Schalter (Thermo­state o.ä.) benötigt man lediglich die tieferen Unterputzdosen, damit neben dem herkömmlichen Tastschalter auch der Sender Platz findet. Im Bild oben rechts ist für den Empfänger eine normale Unterputzdose ge­zeigt; dies ist immer dann sinnvoll, wenn der Empfänger nicht im Lampen­gehäuse Platz findet.
		In jedem Sender und in jedem Em­pfänger ist ein klei­ner, von au­ßen zugänglicher "DIP"- Schalter ("Mäuseklavier") einge­baut, an dem 81 (oder 243, je nach Aus­führung) ver­schiedene Adressen einstellbar sind. Hat z.B. die Lampe im Treppenhaus die Adresse 24, so kann diese Lampe von jeder Stelle im Haus aus geschaltet werden, an der ein Sender mit der gleichen Adresse 24 angeschlossen ist. Nebenstehende Prinzip-Darstellung zeigt dies anhand eines mit den üb­li­chen drei Phasen L1, L2 und L3 be­schal­teten Hauses beispielhaft im Zweig der unteren (dritten) Phase. Dort sind links ein Rollladentaster und eine Steckdose an einem "Strang" an­ge­schaltet. Trotzdem werden nur die vier Adern benötigt (und nicht min­destens sechs, wie bei herkömmlicher Verdrahtung). Auch die anderen in diesem L3-Zweig angeschlossenen Ele­mente (der Taster, die Lampe, die zweite Steckdose und der Thermostat) könnten am linken Strang mit seinen vier Adern angeschossen werden (her­kömmlich würden dafür mindes­tens neun Adern nötig).

Selbstverständlich kann mit dem eben angesprochenen Rollladentaster links unten im L3-Zweig der elektrische Rollladen rechts oben im L1-Zweig problemlos bedient werden (ohne weitere Tricks, wie Phasenkoppler). Sender und Empfänger werden mittels üblicher Steckklemmtechnik einfach ans "Netz" angeklemmt. Beim klassischen Z-Bus-Betrieb gibt es keine "Schaltzentrale" und es wird keine EDV-Programmierung benötigt. Lediglich an den Sendern und Empfängern müssen die Adressen eingestellt werden: Jeder der vier (oder fünf) Schalter auf dem "Mäuseklavier" eines Z-Buselements hat drei Stellungen mit den Bezeichnungen  + ,  0  und  - . Das bedeutet 3 · 3 · 3 · 3 = 81 verschiedene Adressen (oder bei den Mäuseklavieren mit fünf Schaltern 3 · 3 · 3 · 3 · 3 = 243). Und eben diese Adressen muss man sich während des Einbaus der Sender und Empfänger vergegenwärtigen. Daher gibt's eine Liste mit den vorgedruckten Schalterstellungen zum Buchführen. Wird nun z.B im Treppenhaus irgend ein Schalter betätigt, so gibt dessen Sender ein Befehlstelegramm auf den Bus-Leiter, bestehend aus seiner Adresse und dem Befehl "Umschalten". Alle Empfänger hören das Telegramm, nur diejenigen mit der gleichen Adresse fühlen sich angesprochen und befolgen den Befehl. Das Treppenhauslicht wird (um-)geschaltet. Sogar Gruppensteuerungen sind auf diese Weise möglich: Beim Treppenhauslicht wird einfach in den Sendern aller zugehörigen Schalter und den Empfängern aller zugehörigen Lampen die gleiche Adresse eingestellt (es entfallen also alle Kreuz- und Wechselschalter!). Mittels spezieller Gruppenempfänger lassen sich sogar Aufgaben lösen wie z.B. die Steuerung einzelner Rollläden (über unterschiedliche Adressen/Schalter) bei zusätzlicher Möglichkeit der direkten/gleichzeitigen Steuerung dieser Rollläden über einen einzigen Schalter/Adresse. Flexibler ist jedoch die Gruppensteuerung mittels programmierter Logik- und Zeitfunktionen im programmierten Z-Bus-Betrieb. Dies ist parallel zum klassischen Z-Bus-Betrieb zusätzlich vom PC aus mittels Z-Bus-Interface möglich.   Installationspraxis und -Kosten: Für den Z-Bus genügt, wie bereits erwähnt, im ganzen Haus einheitlich vieradriges Kabel, anstelle des sonst üblichen, oft in mehreren "Lagen" verlegten drei- und fünfadrigen Kabels. Die Leitungsführung wird wesentlich einfacher und somit viel kürzer. Die Materialkosten sind geringer und es wird erheblich an Planungsarbeit und vor allem an Installationsarbeit gespart. Allenfalls in Stahlbeton braucht das Setzen der tieferen Unterputzdosen etwas mehr Zeit (wegen der tieferen Löcher). Somit wird der lohnintensive konventionelle Installationsanteil erheblich preiswerter. Dafür benötigt jede Kombination Schalter-Leuchte mindestens zwei Komponenten Z-Bus-Elektronik (ein Sender und ein Empfänger). Wir schätzen daher, dass die gesamte Installation samt Z-Bus-Elementen keine 10% Mehrkosten gegenüber einer rein konventionell ausgeführten Installation zur Folge hatte. Besonders praktisch erwies sich während der Planung/Bauausführung die Tatsache, dass die Zuordnung von Schalterpositionen zu Lamenpositionen nicht festgelegt sein mußte. Es genügte vielmehr festzuhalten, wo überall Schalter und Steckdosen sein sollten und wo überall Lampen und Rollladenanschlüsse sein sollten, denn da überall musste das vieradrige Kabel "vorbeikommen". Die Verbindung von Schalter zu Lampe erfolgte ja später alleine mittels Adressierung. So ist es mehrmals vorgekommen, das Schalter "vergessen" worden waren. So stellte sich z.B. nach der Heizungs­installation heraus, dass zwei der Raumthermostate fehlten. Jedes Mal genügte es, vorhandene vieradrige Leitungen anzuzapfen bzw. um wenige cm zu verlängern (z.B. durch eine Steckdosen-Unterputzdose hindurch ins Nebenzimmer), obwohl die zugehörigen Heizungsstellglieder im andern Stockwerk montiert waren. Konventionell hätten wir neue Leitungen ins andere Stockwerk verlegen müssen (Schlitze schlagen, neu vergipsen usw,!!). Die Empfänger wurden grundsätzlich in die sowieso schon vorhandenen Abzweigdosen verfrachtet, damit wir beim Lampenkauf nicht an zusätzlichen Stauraum im Lampengehäuse für die Empfänger denken mussten.

Bus-Steuerung vom PC aus:
Der besondere Clou ist jedoch die Steuerung der ganzen Anlage vom PC aus. Je nach Anspruch ist dazu allerdings etwas "Programmierarbeit" nötig. Benötigt wird dazu das Z-Bus-Interface, mit des­sen Hilfe jeder her­kömm­liche PC über das mitgelieferte Programm Z-Bus-Server am Z-Bus lauschen und dem Z-Bus Befehle geben kann. Mittlerweile liegt der Z- Bus-Server in der Ver­sion 2.11 vor.	Das Z-Bus-Interface verbindet den PC mit dem Z-Bus	Hinten am Interface sind der serielle Anschluß an die Com-Schnittstelle des PCs und der Netzanschluß angebracht.
Mit dem Z-Bus-Server können parallel zum klassischen Z-Bus-Betrieb alle Schalter und alle Lampen (Rollläden usw.), die am Z-Bus hängen, zusätzlich auch auf dem PC-Monitor dargestellt und von dort aus gesteuert werden. Ferner sind damit logische Gruppenschaltungen und Zeitsteuerungen möglich. Beispiele sind Gruppenschaltung: Süd-Seite: alle Rollläden runter Zeitsteuerung: Haustürbeleuchtung jeden Tag von 20.00 Uhr bis 24.00 Uhr ein Gruppenschaltung mit Zeitsteuerung: Jeden Tag um 07.00 Uhr: alle Rollläden rauf Gruppenschaltung mit erweiterter Zeitsteuerung und Logikfunktion: Von Juni bis August jeden Tag um 6.30 Uhr: Garten-Seite alle Rollläden auf Schattenstellung, aber nur, wenn die Sonne scheint WC-Ventilator: bei jeder Lichtschalterbetätigung Ventilator starten und nach sieben Minuten Nachlauf stoppen Treppenhauslicht: bei jeder Schalterbetätigung drei Minuten ein; aber nur zwischen 23.30 Uhr und 06.00 Uhr; ansonsten nur Schaltung im "Handbetrieb" Panikschaltung: alle Lichter an, alle Rollläden hoch! Alarmschaltung: Panikschaltung ein, Sirene 30 Sekunden lang in 3-Sekunden-Schritten ein Urlaubsschaltung: zusätzlich zur Rollladensteuerung einige Lichtergruppen zu bestimmten (wechselnden) Nachtzeiten schalten
Gesteuert wird der Z-Bus-Server und damit der ei­gentliche Z-Bus über das Programm Z-Bus-Home­control, das seit Version 2.0 als eigenständige Windows-Anwendung läuft. Die Z-Bus-Homecontrol be­steht aus dem Con­troller und der Visua­lisierung. Im Con­troller-Fenster (siehe nebenste­hendes Bild) werden alle Bus-Ereignisse protokol­liert und von dort aus wird die Z-Bus-Home­control kon­figuriert und die Visu­alisierung aufgerufen, die der eigentlichen Steuer­ung des Z-Bus dient.
Im Visualisierungs-Fen­ster kann man z.B. Grundrisse oder sonstige grafische Ansichten der eigenen Wohnung able­gen, darin Symbole für die zu schaltenden Geräte platzieren und dann diese Geräte vom PC-Monitor aus steuern (ggf. über WLAN von weiteren PCs aus oder vom PDA oder Smartphone aus). Nebenstehendes Bild zeigt den Wohnbereich samt Grundriss in der Visualisierung. Unschwer ist zu erkennen, wo Rollläden montiert sind (die meisten gerade offen, aber einer ge­schlossen), wo Lampen montiert sind und welche davon eingeschaltet sind. Der Rollladen rechts un­ten in der Grafik ist durch Anklicken aktiviert, er kann jetzt mit der PC- Maus gesteuert wer­den. Auf einem (be­rührungs­empfindlichen) Touch-Screen könnte die ganze Steuerung direkt mit der Fingerspitze erfolgen.
Im Konfigurations-Fen­ster werden alle grafi­schen Elemente und Symbole arrangiert. Dazu muss dort jede Lampe (oder Lampengruppe), je­der Rollladen (Rollladen­gruppe), also jeder in der Visualisierung zu steu­ernde Empfänger definiert und anschließend platz­iert werden. In nebenstehendem Bild sieht man, wie gerade das Brunnenlicht "visu­alisiert" wurde. D.h., das Symbol für das Brunnen­licht wurde definiert und anschließend im Grundriss platziert. Zur Definition wird durch Klick auf das Lampen­symbol oben rechts die Geräte-Konfiguration ge­startet. Dort wird (min­destens) Name, Geräte­typ und Einzeladresse ange­geben. Nach Schließen des Gerä­te-Konfigurations-Fen­sters wird das Brunnen­licht-Symbol an die ge­wünschte Stelle verscho­ben. In gleicher Weise werden alle anderen vom PC aus zu steuernden Geräte definiert und platziert.
Damit ist die gerätemäßige Konfiguration der PC-Steuerung abgeschlossen und der Z-Bus kann vom PC aus gesteuert werden. Bis hierher sind keine Programmierkenntnisse nötig. Möchte man jedoch die oben angesprochenen logischen Gruppenschaltungen und Zeitsteuerungen einsetzen, sind geringe Programmierkenntnisse hilfreich, da nun Java-Script zum Einsatz kommt. Der Lohn ist eine hundertprozentig auf die eigenen Bedürfnisse zugeschnittene Hausleitsteuerung. Reine Zeitsteuerungen finden keine Repräsentation in der Z-Bus-Visualisierung, werden also nur in der Logik-Steuerung (Java-Script) mittels Logik-Editor definiert. Schaltflächen (buttons, Knöpfe) und Wahlflächen (checkboxes, Anhak-Kästchen) müssen jedoch erst im Konfigurations-Fenster definiert werden und anschließend in der Logik-Steuerung verknüpft werden.
In nebenstehendem Bild ist zu erkennen, wie die Gruppensteuerung mittels Knöpfen ansprechbar ge­macht wird. Auch alle der­artigen Schaltflächen müs­sen im Konfigura­tions-Fenster definiert und anschließend platz­iert werden. Ferner sind nebenstehend Wahl­flä­chen zu sehen, mit denen z.B. das Rollladen­ver­halten abhängig von Bewölkungszustand und Jahreszeit beeinflusst werden kann. (Beschat­tung nur bei Sonne und im Hoch­sommer zusätz­liche Rollläden; im Winter aber nur Nachtbetrieb zur Wärmedäm­mung; Gäste und Kinder ggf. von der Automatik ausgenom­men). Schaltflächen werden durch Klick auf das OK- Symbol am rechten Rand definiert. Ange­geben wer­den muss für jeden Knopf mindestens der Name, unter dem der Knopf im Java-Script später ange­sprochen werden kann und der Text, der in der Visualisierung im Knopf stehen soll.
Mittels Windwächter, Feuchtemelder, Helligkeitssensor und Bewegungsmelder lässt sich die Steuerung beliebig weiter automatisieren und Sicherheitsbedürfnissen anpassen.
Im nebenstehenden Bild ist der Z-Bus-Logik-Edi­tor zu erkennen, in dem Gruppen-, Logik- und Zeitfunktionen definiert werden. Dieser Editor wird im Konfigurations-Fenster mittels Knopf Logik aufgerufen (im obigen Bild oben rechts). Natürlich kann das Java- Script auch mit jedem anderen (Text-)Editor er­stellt werden, aber der Z-Bus-Editor bietet die Möglichkeit, Fehler in den Klammerungsebenen zu finden: Immer, wenn der Cursor (roter Balken; in nebenstehendem Bild in der zweitletzen Zeile) direkt hinter einer schlie­ßenden Klammer steht, wird die zugehörige öff­nende Klammer automa­tisch durch ein Kästchen gekennzeichnet (im Bei­spiel oben in der zweiten Zeile). Zu beachten ist die unter­schiedliche Verwendung von runden und geschwei­ften Klam­mern ( ) { } .
Die im obigen Beispiel dargestellte Methode (Funktion) changeStatus() wird vom Z-Bus-Server nach jeder erkannten Bus-Aktivität aufgerufen. Daher müssen alle Logikoperationen, die auf Bus-Aktivitäten reagieren sollen, innerhalb dieser Methode definiert sein. Im Beispiel sind das die Ventilatornachlauf-Steuerung und die Treppenhauslicht-Steuerung. Da nicht ausgeschlossen werden kann, das die entsprechenden Schalter erneut betätigt werden, bevor die Timer abgelaufen sind, müssen diese immer zunächst gelöscht werden, bevor sie (erneut) gestartet werden. Timer werden immer folgendermaßen programmiert: Timer("Name",Zeitvorgaben,"Aktion");, wobei "Name" irgend ein eindeutiger Name ist, "Aktion" irgend eine Aktivität (z.B. ein Bus-Befehl), die in Abhängigkeit vom Eintreffen/Ablauf der Zeitangaben ausgeführt wird. Name und Aktion müssen immer in Anführungszeichen angegeben sein. Bus-Befehle können z.B. sein Senden(Adresse,Befehl) oder Dimmen(Adresse,Zeitspanne,Wert). S() ist die im Beispiel verwendete Kurzform von Senden(). Die Zeitangaben können sehr komplex sein. Beispiele für Einmaltimer sind Date(Jahr,Monat,Tag,Stunde,Minute,Sekunde) oder Time(Stunde,Minute,Sekunde), wobei Sekunde auch weggelassen werden darf, Now() für für den aktuellen Augenblick; Delay(Einheit,Wert), Interval(Einheit,Wert) oder Duration(Einheit,Wert), wobei Sekunden gemeint sind, wenn Einheit fehlt. So ist z.B. folgender Befehl möglich Senden(29,3); Timer("Sirene1",Now(),interval(3),duration(30),"S(29,0)"); S(29,12); mit der Bedeutung "Schalte die Sirene jetzt ein, starte dann den Timer Sirene1 und schalte während der nächsten 30 Sekunden die Sirene alle 3 Sekunden um, schalte anschließend die Sirene aus". Für Wiederholungstimer (analog Zeitschaltuhren; "CronTimer") werden andere Zeitangaben benötigt: "Sekunde Minute Stunde Tag-im-Monat Monat Wochentag Jahr" , sie sind also immer in Anführungszeichen gesetzt und bestehen aus sechs bis sieben durch Leerzeichen getrennten Angaben. So bedeuten die Befehle Timer("EingangEin", "0 15 18 * * ?", "S(17, 3);"); Timer("EingangAus", "0 50 23 * * ?", "S(17,12);");  "Schalte um 18.15:00 Uhr jeden Tag im Monat in allen Monaten das Eingangslicht mit Adresse 17 ein und um 23.50:00 Uhr an jedem Tag im Monat in allen Monaten wieder aus". Wochentag ist auf ? gesetzt, weil die Wochentage durchwechseln, und Jahr darf weggelassen werden, weil periodische Jahresereignisse i.d.R. wenig Sinn machen. Weitere Details sind dem Z-Bus-Homecontrol-Handbuch zu entnehmen.