Home Automation & IoT

Velum

Ein selbst gebautes Smart-Home-System auf ESP32 — eine HomeKit-Bridge steuert Relais, Licht und Sensoren direkt aus dem Verteilerschrank, Funk-Nodes laufen auf einem eigenen Protokoll. Keine Cloud, keine Abos.

Projekt

Velum

Ein selbst gebautes Smart-Home-System auf ESP32: eine HomeKit-Bridge im Verteilerschrank steuert Relais, Licht und Sensoren über I²C-Expander, Funk-Nodes laufen auf einem eigenen UDP-Protokoll — keine Cloud, keine Abos, alles lokal.

Kunde / Branche

Home Automation & IoT — eigenes Produkt, im täglichen Einsatz in einem echten Haus.

Plattformen

ESP32-S3, ESP32, ESP32-C3/C6 und ESP8266; Apple HomeKit plus eigenes Web-UI und REST-API.

Rolle

Alles: Bridge- und Node-Firmware, VLP-Protokoll, Web-UI, Companion-Services, Deployment.

Problem

Ein typisches Smart Home heißt heute fünf Apps, drei Clouds und Vendor-Lock-in — und eine ältere Installation aus Relais und Tastern kommt ohne teure Gateways praktisch nicht in Apple Home. Fällt das Internet aus oder stellt ein Hersteller den Dienst ein, funktioniert der Schalter nicht mehr. Das Ziel war das Gegenteil: ein Gerät im Verteilerschrank, das die vorhandene Installation steuert, direkt mit HomeKit spricht und weiterläuft, wenn das Netz weg ist.

Lösung

Velum besteht aus zwei Firmwares und ein paar Companion-Services. Die Bridge (ESP32-S3) erscheint in Apple Home als HomeKit-Bridge: über I²C-Expander (PCF8574 + MCP23017 am selben Bus) bekommt sie bis zu 128 Pins und baut daraus Accessories — Licht, Rollläden, Schlösser, Ventilatoren, Garagentore, Sensoren und eine Alarmanlage. Der Node ist Firmware für Funkmodule (RGB-Strips, Sensoren, Verbrauchsmessung): ohne eigenes UI, gekoppelt an genau eine Bridge, über die er konfiguriert, überwacht und aktualisiert wird — alles über VLP, ein eigenes UDP-Protokoll mit mDNS-Discovery.

Isometrische Ansicht: die Bridge in der Mitte, Nodes über VLP verbunden — Die Bridge als Hub — Nodes koppeln über VLP (UDP + mDNS)

Bridge: Dual-Core-Architektur (I/O-Supervisor auf einem Kern, HTTP/HomeKit/VLP auf dem anderen), embedded Web-UI, REST-API, Security-Zonen, Energy-Metering und OTA — ohne externe Abhängigkeiten.
Node: RGB-Beleuchtung und Umweltsensoren (Temperatur, Luftfeuchte, Druck, Air Quality, CO, CO₂, Feinstaub) plus 433-MHz-Wetterstation; Remote-OTA läuft über die Bridge — ein hinter einer Leuchte verbautes Modul wird nie angefasst.
Companion-Services in Docker: ein Eve-History-Archiv (Graphen überleben Reboots) und ein Firmware-Server für Pull-OTA der ganzen Flotte — beides im lokalen Netz.
Velum Panel (frühe Phase): ein Wand-Touchpanel auf ESP32-P4 mit LVGL-UI — macOS-Simulator und ESP-IDF-Skelett stehen, die UI-Schicht ist gerade erst angelegt.

Die Bridge im Verteilerschrank neben den Sicherungen — Die Bridge sitzt im Verteilerschrank, an der vorhandenen Installation

Nahaufnahme eines Node-Moduls mit koralliger Status-LED — Ein Node: Sensoren und RGB, ohne eigenes UI

Tech-Stack

C++ (Arduino Core, ESP-IDF), ESP32-S3 / ESP32 / ESP32-C3 / ESP32-C6 / ESP8266, HomeSpan, VLP (eigenes UDP-Protokoll + mDNS), I²C (PCF8574, MCP23017), NVS + PSRAM, LVGL (ESP32-P4), PHP, MariaDB, Docker.

Dashboard mit Messverlaufs-Graphen — Messverlauf im Web-UI — Graphen überleben Reboots

Ergebnisse

0 Clouds

Pairing, Steuerung, Messverlauf und OTA funktionieren ohne einen einzigen externen Dienst — das System ruft nichts außerhalb des LANs auf.

2 Firmwares

Bridge und Node teilen ein Protokoll; ein Node wird ohne eigenes UI über die Bridge gekoppelt, konfiguriert und aktualisiert.

24/7

Im Produktivbetrieb in einem echten Haus: übersteht Router-Ausfälle und Reboots ohne Verlust von Konfiguration und Messverlauf.

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