eBUS Adapter 3.1

Willkommen zum eBUS Adapter 3.1!

Dies ist die Dokumentation des eBUS Adapters v3.1, mit dessen Hilfe man mit einer eBUS-fähigen Heizungs-, Lüftungs- oder Solaranlage kommunizieren kann.

Einführung

Version 3 des eBUS Adapters erfüllt erstmals die von der eBUS Spezifikation geforderten Zeiten bei der Arbitrierung.

Dies wird durch Einsatz eines PIC ermöglicht, der u.a. folgende Vorteile mit sich bringt:

• minimale Zeitverzögerung durch Hardware-nahe Programmierung
• flexible, konfigurierbare Varianten zur Verbindung mit dem Host:
  • USB serial über CP2102 (onboard)
  • Raspberry Pi über GPIO/ttyAMA0
  • WIFI über LOLIN/Wemos D1 mini mit ESP-8266 oder via Wemos C3 mini mit Firmware von v5
  • Ethernet über USR-ES1 Modul mit W5500
• volle Unterstützung für ebusd enhanced protocol sowie standard protocol
• aktualisierbare Firmware mittels seriellem Bootloader

Um all diese Optionen auf einer 5cm x 5cm großen Platine realisieren zu können, wird fast nur mit SMD bestückt:

Die SMD Technik bietet ebenfalls einige Vorteile:

• hohe Packdichte
• alle Varianten auf einer Platine
• günstige Bestückung

Zwei der Varianten bieten auch die Option zum Anschluss von Sensoren und/oder Displays.

Durch die Verwendung eines DC-DC Wandlers und galvanischer Trennung der Signale ist der eBUS völlig isoliert und es wird nur marginal Strom vom eBUS ohne jegliche Schwankung entnommen (Klasse 0 laut Spezifikation Kapitel 10.7).

Verbindungen

Hier ist eine Übersicht der einzelnen Komponenten mit ihren Verbindungen:

• Heizung/Lüftung/Solarthermie
  wird mit dem Adapter über eine 2-Drahtleitung verbunden.
• Adapter
  wird mit ebusd verbunden über
  • USB (UART),
  • GPIO (UART) des Raspberry Pi,
  • WIFI (Wemos) oder
  • LAN (USR-ES1 Modul mit W5500).
• ebusd
  interpretiert das eBUS Protokoll und macht die Daten bidirektional via MQTT, HTTP, KNX und TCP Port für Home-Assistant, KNX, Node-Red, FHEM und weitere verfügbar.

Varianten

In allen Varianten ist die Unterstützung für USB fest verbaut, da immer ein CP2102 direkt auf der Platine bestückt ist. Diese ist notwendig, um bspw. die PIC Firmware zu aktualisieren oder eine spezielle Ethernet Konfiguration vorzunehmen.

Über ebuspicloader (oder J12) wird die entsprechende Variante eingestellt.

Als Protokoll zwischen ebusd und dem Adapter kann sowohl direkt das eBUS Protokoll (“standard protocol”), als auch das ebusd “enhanced protocol” verwendet werden. Das enhanced protocol nutzt alle Vorteile des Adapters, indem die eBUS Arbitrierung direkt durch die PIC Firmware übernommen wird.

USB

Zur Nutzung des Adapters über den USB-Anschluss muss lediglich J2 mit dem Host verbunden werden.

Die Variante wird über ebuspicloader (oder J12) auf USB gestellt.

Die Stromversorgung erfolgt direkt über den USB-Anschluss J2 am Adapter.

Die ebusd device Konfiguration lautet z.B. -d ens:/dev/ttyUSB0, wobei ttyUSB0 bei mehreren angeschlossenen USB serial Adaptern anders lauten kann.

Raspberry Pi

Durch Einsatz einer mindestens 2x9 poligen Buchsenleiste an J8 lässt sich der Adapter auf den Raspberry Pi aufstecken.

Die Variante wird über ebuspicloader (oder J12) auf RPI gestellt.

Die Stromversorgung erfolgt direkt über die Raspberry Pi GPIO Buchsenleiste J8.

Die ebusd device Konfiguration lautet: -d ens:/dev/ttyAMA0 --latency=50

Details zur Einrichtung des Raspberry Pi finden sich hier.

WIFI

Wird ein LOLIN/Wemos D1 mini mit ESP-8266 oder ein Wemos C3 mini mit Firmware von v5 auf J9 gesteckt, dann lässt sich der Adapter via WIFI verwenden.

Für LOLIN/Wemos D1 mini wird die Variante über ebuspicloader (oder J12) auf WIFI gestellt.

Für Wemos C3 mini mit Firmware von v5 muss die Variante jedoch auf “non-enhanced USB/RPI/WIFI” gesetzt werden.

Die Stromversorgung erfolgt direkt über den USB-Anschluss J2 am Adapter. Ist der Wemos richtig konfiguriert, dann erscheint auf dieser USB Verbindung kein serial device.

Achtung: Die Wemos sind unglaublich heikel in Bezug auf die Stromversorgung! Da kommen die unterschiedlichsten Effekte zum Vorschein, wenn die Stromversorgung ungenügend ist, wie z.B. reboots oder gar keine bzw. nur schlechte und instabile Verbindung zum Access Point.

Ebenso empfindlich sind die Wemos wegen der winzigen Antenne auf jegliche HF Störung. Deshalb braucht es ein gutes bis sehr gutes Signal (mindestens 70%) für eine stabile Verbindung. Es kann auch helfen, mit den zwei beigelegten 1x8 Headern etwas Abstand zwischen den Wemos und den Adapter zu bringen.

Der Wemos muss mit einer passenden Firmware geflasht werden, z.B. ebusd-esp (ab Version 23.10.2022). ebusd-esp muss auf “Adapter 3.1 RX+TX high-speed” eingestellt werden.

Die ebusd device Konfiguration lautet z.B. -d ens:192.168.178.2:9999, wobei 192.168.178.2 durch die richtige IP-Adresse ersetzt werden muss.

Ethernet

Wird ein USR-ES1 Modul mit W5500 auf J10 gesteckt, dann lässt sich der Adapter via LAN verwenden.

Die Variante wird über ebuspicloader (oder J12) auf Ethernet gestellt.

Die Stromversorgung erfolgt direkt über den USB-Anschluss J2 am Adapter.

Die Ethernet Konfiguration (IP-Adresse, Netzmaske, Gateway) wird durch den Bootloader im PIC ermöglicht und über den USB-Anschluss J2 vorgenommen, siehe Ethernet Konfiguration. Standardmäßig ist DHCP aktiviert und der Adapter erscheint mit dem Hostnamen-Präfix “aebus3” im Router.

Die ebusd device Konfiguration lautet z.B. -d ens:192.168.178.2:9999, wobei 192.168.178.2 durch die richtige IP-Adresse ersetzt werden muss.

Durch die PIC Firmware wird die MAC Adresse des Adapters im LAN auf AE:B0:53:XX:XX:XX gesetzt, wobei die XX von der ID des PIC abhängen (AEB053 steht für “Adapter eBUS 3”).

Jumper/Pinleisten, Funktionen

In den Varianten mit Wemos und Raspberry Pi stehen zusätzliche Pin Header für den Anschluss weiterer Komponenten zur Verfügung.

* Zu den Punkten in Klammern:

• I2C wird derzeit noch nicht von der ebusd-esp Firmware unterstützt.

PIC AUX J12

Dieser Anschluss führt Leitungen des PIC und deren Belegung und Nutzungsmöglichkeiten hängen ausschließlich von der PIC Firmware ab, siehe unter PIC Firmware.

Wichtiger Hinweis: Die Pins am J12 dürfen mit keinem Pin der anderen Jumper/Stecker-/Buchsenleisten in Verbindung gebracht werden, da hier verschiedene isolierte Stromquellen zum Einsatz kommen. Jegliche Verbindung gefährdet den Adapter und potentiell auch Geräte am eBUS!

PIC PROG J11

Am Programmieranschluss J11 lässt sich die Firmware des PIC mit einem entsprechenden Programmiergerät austauschen inkl. des Bootloaders. Das sollte nur in den seltensten Fällen notwendig sein, da der PIC vor Auslieferung bereits programmiert wurde und über den enthaltenen Bootloader auch ohne Programmiergerät neue Firmware aufgespielt werden kann. Details dazu unter PIC Firmware.

Zusatzfunktionen

LEDs

Der Adapter verfügt über 4 LEDs mit folgender Zuordnung:

• gelb: Stromversorgung PIC
• blau: Signale vom PIC
• grün: eBUS Empfangen
• rot: eBUS Senden

Nur wenn die gelbe LED leuchtet, ist der PIC mit Strom versorgt und kann überhaupt arbeiten. Die grüne und rote LED leuchten beim entsprechenden eBUS Traffic, wobei die grüne permanent leuchtet, wenn die eBUS Leitung noch nicht angeschlossen ist oder wenn auf der Leitung zu wenig Spannung vorgefunden wird. Die blaue LED wird von der PIC Firmware gesteuert, was hier beschrieben ist.

Weiterführende Links

Hier einige Links, die zum Thema beitragen, bzw. Basisinformationen und Grundlagen enthalten:

• eBUS Spezifikation (physikalische Schicht OSI 1)
• ebusd-esp Firmware für Wemos D1
• ebusd Wiki