LCN Issendorff – Konzept und Grundlagen der Gebäudeautomation

In diesem Beitrag möchte ich euch die Grundlagen und Konzepte der Gebäudeautomation LCN Issendorff vorstellen.

Systeme zur Gebäudeautomation, die auch als Grundlage für ein Smarthome dienen, gibt es einige. KNX, Loxone und Homematic sind wohl in Deutschland am bekanntesten. Wir haben uns 2016 für LCN Issendorff entschieden. LCN ist ein System, das, obwohl es schon über 25 Jahre auf dem Markt ist, noch immer relativ unbekannt ist. Das hängt vielleicht auch damit zusammen, dass es eher im gewerblichen Bereich anzutreffen war. So gibt es große Bürokomplexe, Theater, Kongresshallen und Hotels, die damit ausgestattet sind.

LCN Issendorff Modul
LCN-Modul (Bild: LCN.eu)

Wir haben uns dafür entschieden, weil es viele interessante Module und Lösungen sowie attraktive Bedienelemente aus einer Hand gibt und mir auch die Einrichtung besser gefallen hat, als z. B. bei KNX. Für die grundlegenden Funktionen eines Hauses war mir auch wichtig, dass es keine zentrale Steuerung gibt, sondern die Module – wie bei KNX auch – autark arbeiten können. Somit hat man keinen SPOF (Single Point of Failure), sondern eine gewisse Redundanz.

Wie funktioniert LCN?

Grundlage von LCN sind die „intelligenten“ Bus-Module, die eine eigene Datenverarbeitung verfügen. Statt auf eine zusätzliche Verkabelung mit CAT-Kabeln etc. zu setzen, sind die Module über einen Bus aus einfachen Installationskabel miteinander verbunden. Man benötigt also nur eine weitere Ader im Installationskabel, über das die Daten fließen. Das spart bei einer neuen Installation zusätzliche Verlegearbeiten. Dabei kann der Bus linien-, stern- und baumförmig verlegt werden.

LCN Unterputzmodule

Eine LCN-Installation kann in Segmente aufgeteilt werden. Pro Segment können 250 intelligente Module verplant werden. Insgesamt sind 120 Segmente möglich, was 30.000 Modulen entspricht – das sollte für ein Einfamilienhaus genügen 😉

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Die Module gibt es für die Unterputz (UP) Installation direkt in einer Unterputzdose, aber auch für die zentrale Installation im Schaltschrank als Hutschienenmodule. So gibt es z. B. das LCN-UPP Modul, das zwei schalt- oder dimmbare Ausgänge hat sowohl für die UP-Installation als auch für den Schaltschrank. Man kann sich somit entscheiden, ob man eine zentrale Installation möchte, bei der die „Intelligenz“ im Schaltschrank sitzt, oder eine dezentrale Variante, mit Modulen in den Bereichen, in denen sie auch wirken sollen. Letzteres ist gerade bei der Nachrüstung oder Renovierung interessant, da ggf. nur neue Kabel in Leerrohre eingezogen werden müssen, die eine weitere Ader für den LCN-Bus haben.

LCN Module im Schaltschrank

An die intelligenten Module können Eingänge und weitere Ausgänge wie Relais angeschlossen werden. So kann man z. B. 8 einfache (vorhandene) Taster per LCN-T8 Adapter mit einem LCN-UPP verbinden. Diese Verbindung erfolgt über den T-Eingang (Taster), der auf allen intelligenten Modulen zu finden ist und 1x pro Modul belegt werden kann.

LCN bietet auch eigene Taster an, die meist mit Sensorfunktion ausgestattet sind, wie der LCN-GT8. Diese Glastaster verfügen über Bargraph-Anzeigen um z. B. die Raumtemperatur auszugeben und über LEDs, die über verschiedene Status informieren können. Zudem geben sie mit dem Corona-Lichtkranz Orientierung in der Dunkelheit. Mit den eingebauten Temperatursensoren messen sie gleichzeitig die Raumtemperatur. In den Glastastern mit Display (LCN-GT4 und GT10) steht zudem eine 24-Kanal Zeitschaltuhr mit 96 Schaltzeitpunkten zur Verfügung, die frei programmiert und eingesetzt werden kann.

LCN GT-10D mit Display
LCN GT-10D mit Display mit Garagentor-Status, Regenanzeige und Lichtsteuerung

Diese Taster werden mit dem I-Anschluss (intelligenter Anschluss) verbunden. Im Gegensatz zum T-Anschluss können am I-Anschluss mehrere Komponenten angeschlossen werden. Dazu wird der Adapter LCN-IV oder LCN-IVH (Hutschiene) benötigt.

Der 6-fach Relais-Block LCN-R6H wird hingegen an ein Hutschienenmodul angeschlossen und bietet damit 6 schaltbare Ausgänge, die potenzialfrei sind. Damit kann auch etwa ein Kontakt für ein Garagentor von LCN aus angesteuert werden.

Weitere Sensoren sind z. B. der LCN-PMI Präsenz- und Bewegungsmelder oder LCN-GUS für Temperatur, Beleuchtungsstärke, Luftfeuchtigkeit und Bewegung. Es gibt aber auch Fingerabdrucksensoren, RFID-Leser oder berührungslose, kapazitive Schalter, die sich auch unter Fliesen verlegen lassen.

Ein mehrstufiges Melde- und Quittierungssystem im LCN-Bus sorgt dafür, dass Befehle auch tatsächlich ausgeführt werden.

Individuelle Dimmkurven in LCN-Pro
Individuelle Dimmkurven in LCN-Pro

Das Dimmen von LED-Leuchtmitteln ist auch heute noch häufig problematisch, da sich jedes Modell unterschiedlich verhält. Bei LCN kann man jedoch vorgefertigte, aber auch individuelle Dimm-Kurven hinterlegen, die zum bestmöglichen Ergebnis mit LEDs und einer gleichmäßigen Steigerung der Beleuchtungsstärke führen.

LCN mit der LCN-Pro Software einrichten

Zur Einrichtung – im Fachjargon auch Parametrierung genannt – benötigt man die Software LCN-Pro. In der LCN Installation ist dazu auch ein Zugangspunkt, bei LCN Koppler genannt, notwendig. Mit dem LCN-PKU gibt es einen USB-Koppler, der die Verbindung von einem PC zum LCN-Bus ermöglicht.

LCN-PKU und LCN-PKE Koppler
LCN-PKU für USB und LCN-PKE Koppler mit LAN-Schnittstelle nebeneinander

Sehr viel praktischer ist daher der neue LCN-PKE Koppler, der über eine eigene LAN-Schnittstelle verfügt und damit direkt ans vorhandene Netzwerk angeschlossen werden kann. Das ist auch insofern praktisch, als mit dem LCN-PKE gleich zwei Lizenzen der LCN-PCHK Software geliefert werden, die man zur permanenten Verbindung von einer Smarthome-Software wie Home Assistant, Symcon, OpenHAB benötigt. Mit den beiden Lizenzen kann man die Smarthome-Software gleichzeitig mit der LCN-Pro Software betreiben, was man ständig benötigt.

Daten der Wetterstation in der LCN-Software

Die LCN-Pro Software ist recht übersichtlich und logisch aufgebaut. Bei der ersten Verbindung mit der LCN-Installation werden die Module automatisch erkannt und ausgelesen. Sollten die Module bereits einmal parametriert worden sein, können diese Einstellungen wieder komplett ausgelesen werden, auch wenn keine Projektdatei für LCN-Pro zur Verfügung steht.

Die Programmierung selbst erfolgt über eine grafische Benutzeroberfläche, welche alle angeschlossenen und erreichbaren Module und daran angeschlossene Erweiterungen wie Taster, Eingänge etc. auflistet. Die LCN-Pro Software wird nur zur Einrichtung und zur Programmierung der Module benötigt. Sie übernimmt keine aktiven Steuerungsaufgaben und kann nach der Programmierung wieder geschlossen werden.

LCN-Pro Software und unsere Installation

Module können in bis zu 99 Gruppen integriert werden. So können Kommandos an eine Gruppe gesendet werden, auf das alle darin enthaltenen Module reagieren. Eine Anwendung ist etwa eine Zentral-Aus Funktion, die alle Lichter und nicht benötigten Verbraucher ausschaltet. Jedes Modul, das darauf reagieren soll, muss in die entsprechende Gruppe z. B. Gruppe 99 „Zentral Aus“ aufgenommen werden.

[7] Mit LCN schalten und dimmen Teil 2

Lichtszenen ermöglichen die einfache Konfiguration unterschiedlicher Lichtstimmungen. In eine Lichtszene können alle Ausgänge eines Moduls angesprochen und in 10 Registern zur je 10 Szenen gespeichert werden. Über die Gruppenfunktion geht das auch Modul-übergreifend. So lassen sich Einstellungen verschiedener Ausgänge samt Dimm-Einstellungen wie z. B. „Fernsehen“ oder „Kochen“ und damit mehrere Lampen gleichzeitig schalten.

LCN stellt Logik-Funktionen zur Verfügung, die Kommandos aus unterschiedlichen Zuständen generieren oder Regler und Schwellwerte für die Auswertung analoger Eingänge und Zähler. Ebenso sind einfachere mathematische Funktionen direkt im Modul realisierbar. Mit etwas Kreativität kann man diese Funktionen nutzen, um etwa mit einer einzigen Taste mehrere Lichtszenen nacheinander aufrufen zu können, in dem man einen Zähler und Schwellwerte. Beim ersten Tastendruck wird der Zähler um 10 erhöht. Liegt der Schwellwert bei 10, ruft diese Funktion die erste Lichtszene auf. Bei einem weiteren Tastendruck wird wieder um 10 erhöht und der entsprechende Schwellwert ruft die nächste Lichtszene auf. Erreicht der Zähler die 90, setzt der Schwellwert dafür den Zähler auf 0 zurück.

LCN-Pro Statusanzeige und Kommando-Fenster

Das ist auch gleichzeitig eine der Herausforderungen bei LCN: Es gibt viele Möglichkeiten, bestimmte Funktionen umzusetzen und die Kombination verschiedener Funktionen ermöglicht sehr komplexe Schalt- und Regelverhalten. „Verzögerte Tasten“, „gesperrte Tasten“ oder die Tasten-Tabellen müssen erst einmal erkundet und verstanden werden.

Mit der LCN-Pro Software und der Status-Übersicht und deren Kommando-Funktionen kann man aber alle Funktionen prinzipiell auch komplett darüber testen, ohne dass man durchs Haus rennen müsste, um einen Taster zu drücken oder um zu sehen, ob das Licht nun tatsächlich wieder aus ist. Der Bus-Monitor zeigt dabei auch alle Statusmeldungen an und man gezielt nach Modulen, Ereignissen oder Fehlern filtern. Diese Ausgaben lassen sich auch in einer Text-Datei mitloggen, um Fehlern und ungewöhnlichem Verhalten auf die Schliche zu kommen.

LCN Planung und Vorüberlegungen

Bei der Planung sollte man sich grundsätzlich erst einmal überlegen, welche Funktionen man realisieren möchte. Welche Lichtkreise gibt es? Sollen diese dimmbar sein? Möchte ich noch mit vielen Schaltern oder Tastern arbeiten oder eher mit Präsenzmeldern (was wir tun)? Wo benötige ich noch Schalter und Taster. Wo bieten mir LCN-GT Taster mit Display einen Mehrwert? Nicht zuletzt entscheidet auch das Budget über die realisierbaren Möglichkeiten. Sofern man aber grundsätzlich schon mal ein 5-adrige Kabel verlegen lässt, auch wenn 3-adrige genügen würden, kann man später, dank der Unterputzmodule auch noch Funktionen nachrüsten und aus einem „dummen“ Schalter, einen „intelligenten“ LCN-Taster machen.

LCN-GT8 Glastaster mit Temperatursensor und Bargraph-Anzeige und beschrifteter Folie

Welche Sonderfunktionen benötige ich wie z. B. die Garagentorsteuerung, schaltbare Außensteckdosen oder Bewegungsmelder im Außenbereich. Übrigens kann man hier ganz normale Bewegungsmelder einsetzen, die über ein Relais verfügen und diese über einen LCN-BT4H (H = Hutschiene) oder LCN-BT4R (UP-Version) 4-fach Eingang in LCN einbinden.

Versuch macht kluch … mein LCN-Testaufbau vor der eigentlichen Planung

Möchte ich Jalousien steuern und diese bei Sturm automatisch hochfahren? Möchte ich über Feuchtesensoren eine Lüftungsanlage steuern oder mit den eingebauten Temperatursensoren in den LCN-GT-Tastern die Raumtemperatur steuern?

Diese Fragen benötigen einiges an Überlegungen und Vorplanung und als Laie sollte man sich hier auf jeden Fall professionelle Hilfe mit ins Boot holen. Eine Fehlplanung ist nicht nur teuer und lässt sich später nur sehr aufwendig verbessern, sie wird euch auch immer ärgern.

Solltet ihr einen Schalter irgendwo vergessen haben, ist das bei LCN allerdings auch kein allzu großer Beinbruch, denn mit dem LCN-EGR könnt ihr EnOcean-Taster einbinden, die batterielos funktionieren und an (fast) beliebiger Stelle an die Wand geklebt werden können. Auch ich habe – im Nachhinein gesehen – nicht alles richtig gemacht und es vielleicht mit den Lichtkreisen und geschalteten Steckdosen etwas übertrieben. Letztendlich machte aber nichts davon Probleme. Es war nur manchmal etwas zu viel …

Und dann gibt es ja auch noch …

LCN und Smarthome-Software

Schön öfter habe ich hier geschrieben, dass ein Smarthome nur dann wirklich „smart“ ist, wenn sich unterschiedlichste Geräte und Protokolle unterhalten können und Funktionen automatisch je nach Tageszeit, Anwesenheit etc. ausgeführt werden. Die einfache Bedienung über ein Smartphone ist noch lange kein Smarthome – das ist nur ein Schalter an einer anderen Stelle.

LCN bietet mit der LCN-GVS eine eigene Zentrale und mit LCN-GVShome sogar einen kompletten Rechner, worauf alles fix und fertig installiert ist. Damit können einige Komfortfunktionen realisiert werden. LCN-GVS kann eure Anlage visualisieren, also im Grundriss anzeigen, wo welche Lampen an oder aus sind, welche Temperaturen in welchen Räumen herrschen, einfache Programmierung von Schaltzeiten, Zutrittssteuerung usw. Auch der Zugriff per Smartphone auf eure LCN-Gebäudesteuerung ist damit möglich, sowie Benachrichtigungsfunktion per E-Mail. Es ist aber eine Lösung, die sich auf die LCN-Funktionen und Produkte beschränkt. Um externe Geräte einzubinden, bedarf es einer Lösung wie etwa Symcon, OpenHAB oder – wie von mir verwendet: Home Assistant.

ZigBee Geräte und Sensoren in Symcon
ZigBee Geräte und Sensoren in Symcon

Ich hatte zunächst Symcon im Einsatz, ein kommerzielles Produkt aus Deutschland, das sehr oft im Zusammenhang mit LCN zum Einsatz kommt. Das ist auch grundsätzlich eine gute Lösung, mit der man viel umsetzen kann und eine hilfsbereite deutschsprachige Community und Hersteller-Support hat. Einfachere Automationen können damit recht schnell konfiguriert werden. Möchte man umfangreichere Funktionen, muss man zu PHP-Skripten greifen.

OpenHab Smarthome Erfahrung
LCN und OpenHAB bei meinen ersten Tests vor der eigentlichen Smarthome-Planung

Das war für mich kein Problem, da ich viele Jahre beruflich PHP programmiert habe. Zuvor hatte ich einen Test mit OpenHAB und LCN gemacht. Allerdings wird LCN beim OpenHAB-Projekt sehr stiefmütterlich behandelt und hat auch einige Macken. OpenHAB ist zudem etwas „verkopft“ und JAVA-Kenntnisse sind unbedingt erforderlich.

Home Assistant

Vor einiger Zeit bin ich dann auf Home Assistant gestoßen, eines der größten Open-Source-Projekte auf der Code-Plattform GitHub. Über 5000 Entwickler arbeiten daran und die Schlagzahl bei der Veröffentlichung neuer Versionen und Funktionen ist unglaublich. Es gibt praktisch nichts, das nicht eingebunden werden kann oder was nicht jemand schon einmal realisiert hätte. Zudem ist die Konfiguration zwar anfänglich ungewöhnlich, aber sehr elegant und gut wartbar.

Die ganze Story warum von Symcon zu Open Assistant umgestiegen bin (obwohl ich alle Funktionen natürlich noch einmal einrichten musste), könnt ihr in diesem Beitrag lesen: Ist Home Assistant die beste Smarthome Software?

Home Assistant in der Küche

So viel gleich vorweg: Es hat sich mehr als gelohnt! Ein Projekt, an dem ich die Grundfunktionen von Home Assistant erkläre, findet ihr HIER.

Großem Dank gilt hier André, der die LCN-Integration von Home Assistant realisiert hat. Diese funktioniert tadellos und man hat damit praktisch Zugriff auf alle nativen LCN-Funktionen. Mit LCN und Home Assistant erhält man ein System mit unendlich vielen Möglichkeiten, Google und Alexa Sprach-Steuerung, Node-Red-Anbindung, eingebauter Visualisierung, das sehr stabil läuft und eine große Unterstützergemeinde hinter sich hat. Der einzige Show-Stopper könnte für manchen sein, dass man Englisch können sollte, um den größten Vorteil aus der hilfreichen Community ziehen zu können.

LCN Integration in Homeassistant – die Konfigurationsdatei

Um das alles umsetzen zu können, muss man Willens sein, sich tief mit der Materie zu beschäftigen und auch das LCN-Konzept verstanden haben. Egal ob LCN, Home Assistant oder andere Systeme: keines davon kann man einfach nebenbei mit tollen Funktionen realisieren.

Hier muss man sagen, dass das auch die Grenze dessen ist, was Fachbetriebe anbieten können und wollen. Kaum ein Elektrobetrieb lässt sich hier so tief in die Materie und Anbindung von Fremdsystemen ein oder kann diese überschauen. Zudem wäre das für den Kunden unbezahlbar. Hier muss man selbst Handanlegen und als Pionier arbeiten, wird damit aber auch mit einem modernen Smarthome und viel Komfort belohnt.

Fazit

LCN Issendorff bietet eine sehr gute Lösung zur Realisierung einer Gebäudeautomation und damit dem Grundstein eines intelligenten Smarthomes. Die Parametrierung ist meiner Ansicht nach einfacher als z. B. bei KNX und gegenüber Loxone hat es den Vorteil, dass alle Module autark arbeiten und nicht auf einen zentralen Server angewiesen sind. Auch der Wegfall einer zusätzlichen Verkabelung per CAT-Kabel wie bei Loxone oder KNX, spricht für LCN. Nimmt man die Gesamtinstallation, nehmen sich die unterschiedlichen Systeme preislich recht wenig. Wer gerne ein Info-Display an der ein- oder anderen Stelle möchte, bekommt das von LCN direkt in Form der LCN-GT4 und GT10 Glastaster.

Das LCN bislang eher in Großprojekten zu Hause war, ist es bei privaten Bauherren noch nicht so sehr angekommen. Auf der anderen Seite zeigen gerade diese Großprojekte, dass die LCN-Technik ausgereift und zuverlässig ist. Zusammen mit einer Smarthome-Zentrale wie Home Assistant können dann auch noch andere Lösungen wie ZigBee Geräte, Z-Wave, Tasmota, Homematic und vieles mehr mit LCN zusammenarbeiten.

Mehr Infos: https://www.lcn.eu/

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