Raspberry Pi AC-Dimmer-Steuerung über DimmerLink

Kurzfassung: Direkter TRIAC-Phasenanschnitt über Raspberry-Pi- GPIO ist nicht machbar — Linux-OS-Jitter beträgt 1–10 ms, während TRIAC-Timing < 100 µs erfordert. Verwenden Sie DimmerLink als Hardware-Controller: RPi schreibt einen Helligkeitswert (0–100) an I2C-Adresse 0x50, Register 0x10. Eine Zeile in Python: bus.write_byte_data(0x50, 0x10, level).

Warum Raspberry Pi keinen TRIAC direkt ansteuern kann

Phasenanschnitt-Dimmung feuert das TRIAC-Gate mit einer präzisen Verzögerung nach jedem AC-Nulldurchgang (alle 10 ms bei 50 Hz). Der zulässige Timing-Fehler liegt unter 100 µs, um sichtbares Flimmern zu vermeiden.

Raspberry Pi läuft unter Linux — einem Allzweck-Betriebssystem mit preemptivem Scheduler, Swap, Netzwerktreibern und GPU-Aktivität, die alle um CPU-Zeit konkurrieren. Die GPIO-Interrupt-Latenz unter diesem OS:

Ein Jitter von 2 ms bei 10 % Helligkeit (9 ms Feuerfenster) entspricht 22 % Helligkeitsvariation — deutlich sichtbares Flimmern. Selbst mit dem pigpio-Daemon (DMA-basiertes GPIO, beste verfügbare Option) beträgt der Jitter typischerweise 200–500 µs — immer noch über dem erforderlichen Schwellenwert unter realer Last.

Dies ist keine Einschränkung speziell für Raspberry Pi. Jeder Linux- SBC (Orange Pi, Rock Pi, Jetson Nano, Banana Pi) hat dieselbe Beschränkung. Echtzeit-TRIAC-Steuerung unter Linux erfordert entweder einen RT-Kernel-Patch (unpraktisch für Hobby-Einsatz) oder die Auslagerung des Timings an einen dedizierten Mikrocontroller.

DimmerLink ist dieser dedizierte Controller. Er übernimmt Nulldurchgangserkennung und TRIAC-Zündung auf einem Cortex-M0+ (STM32-Familie) und erreicht < 50 µs Jitter unabhängig von der CPU-Last des Hosts. Raspberry Pi teilt nur die gewünschte Helligkeit mit — keinerlei Timing-Anforderungen.

Benötigte Hardware

• Raspberry Pi 3, 4, 5 oder Zero 2W (jedes Modell mit I2C)
• DimmerLink-Modul
• rbdimmer AC-Dimmer-Modul (beliebiger Nennstrom)
• 2 × 4,7-kΩ-Widerstände (I2C-Pull-ups — oft nicht nötig auf RPi 3/4)

Schritt 1 — DimmerLink in den I2C-Modus umschalten

DimmerLink wird standardmäßig im UART-Modus ausgeliefert. Schalten Sie ihn vor dem Anschluss an Raspberry Pi in den I2C-Modus um.

Verbinden Sie DimmerLink mit einem USB-UART-Adapter (TX → RX, RX → TX, GND, VCC 3.3V). Öffnen Sie auf einem beliebigen Computer den Port mit 115200 Baud, 8N1, und senden Sie:

Raw bytes: 02 5B

Erwartete Antwort: 00 (OK). Das Gerät startet nun nach jedem Einschalten im I2C-Modus. (Modus wird in EEPROM gespeichert.)

Schritt 2 — Verdrahtung

Raspberry Pi → DimmerLink (I2C)

Pull-up-Widerstände: Raspberry Pi 3/4/5 hat integrierte 1,8-kΩ-Pull-ups an GPIO2 und GPIO3. Diese sind normalerweise ausreichend bei Kabellängen unter 30 cm. Für längere Kabel oder unzuverlässige Kommunikation fügen Sie externe 4,7-kΩ-Widerstände von SDA und SCL nach 3.3V hinzu.

DimmerLink → AC-Dimmer-Modul

Connect the dimmer module to mains AC and the load per the Hardware Connection Guide.

Schritt 3 — I2C auf Raspberry Pi aktivieren

sudo raspi-config
# Interface Options → I2C → Enable → OK → Finish
sudo reboot

Nach dem Neustart installieren Sie i2c-tools und prüfen die Verbindung:

sudo apt install i2c-tools
i2cdetect -y 1

Erwartete Ausgabe — Adresse 50 in der Tabelle sichtbar:

0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
...
50: 50 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

If the device does not appear, see DimmerLink Not Detected.

Schritt 4 — Python-Steuerung (smbus2)

Installieren Sie die Bibliothek:

pip install smbus2

Minimales Beispiel

from smbus2 import SMBus
DIMMER_ADDR = 0x50
REG_LEVEL   = 0x10  # DIM0_LEVEL — Helligkeit 0–100%
bus = SMBus(1)  # Raspberry Pi I2C-Bus 1
bus.write_byte_data(DIMMER_ADDR, REG_LEVEL, 50)  # auf 50% setzen
bus.close()

Vollständige Klasse mit Fehlerbehandlung

from smbus2 import SMBus
import time
class DimmerLink:
    ADDR = 0x50
    REG_STATUS = 0x00
    REG_LEVEL  = 0x10  # Helligkeit 0-100%
    REG_CURVE  = 0x11  # 0=LINEAR, 1=RMS, 2=LOG
    REG_FREQ   = 0x20  # Netzfrequenz (50 oder 60 Hz)
    def __init__(self, bus_number=1):
        self.bus = SMBus(bus_number)
    def is_ready(self):
        status = self.bus.read_byte_data(self.ADDR, self.REG_STATUS)
        return bool(status & 0x01)
    def set_level(self, level: int):
        """Helligkeit 0–100% setzen."""
        level = max(0, min(100, level))
        self.bus.write_byte_data(self.ADDR, self.REG_LEVEL, level)
    def get_level(self) -> int:
        """Aktuelle Helligkeit lesen."""
        return self.bus.read_byte_data(self.ADDR, self.REG_LEVEL)
    def set_curve(self, curve: int):
        """Dimmkurve setzen: 0=LINEAR, 1=RMS, 2=LOG."""
        if curve not in (0, 1, 2):
            raise ValueError("curve must be 0, 1, or 2")
        self.bus.write_byte_data(self.ADDR, self.REG_CURVE, curve)
    def get_frequency(self) -> int:
        """Netzfrequenz lesen (50 oder 60 Hz)."""
        return self.bus.read_byte_data(self.ADDR, self.REG_FREQ)
    def close(self):
        self.bus.close()
if __name__ == "__main__":
    dimmer = DimmerLink()
    if dimmer.is_ready():
        print(f"Netzfrequenz: {dimmer.get_frequency()} Hz")
        # Sanftes Hochdimmen
        for level in range(0, 101, 5):
            dimmer.set_level(level)
            print(f"Helligkeit: {level}%")
            time.sleep(0.1)
        # RMS-Kurve für Glühlampen setzen
        dimmer.set_curve(1)  # 1 = RMS
        print("Kurve: RMS (Glühlampen)")
    else:
        print("DimmerLink nicht bereit — Verdrahtung und I2C-Modus prüfen")
    dimmer.close()

Schnelle CLI-Steuerung (kein Python nötig)

# Helligkeit auf 50% setzen  (0x32 hex = 50 dezimal)
i2cset -y 1 0x50 0x10 50
# Aktuelle Helligkeit lesen
i2cget -y 1 0x50 0x10
# Netzfrequenz lesen
i2cget -y 1 0x50 0x20

Schritt 5 — Node-RED-Integration

Über den exec-Knoten mit i2cset-Befehl

In einem einfachen Flow verwenden Sie exec zum Ausführen von i2cset:

[inject: level=50] → [function: Befehl erstellen] → [exec] → [debug]

Function-Knoten:

var level = msg.payload;  // 0-100
msg.payload = "i2cset -y 1 0x50 0x10 " + level;
return msg;

Über node-red-contrib-i2c

Installieren Sie den Knoten:

cd ~/.node-red
npm install node-red-contrib-i2c

Konfigurieren Sie einen i2c out-Knoten:

• Address: 0x50
• Command: 0x10 (Register)
• Payload: der Helligkeitswert (0–100) aus msg.payload

Ein Slider-UI-Knoten mit Bereich 0–100 steuert dann direkt den Dimmer.

Schritt 6 — Home Assistant OS auf Raspberry Pi

Wenn Raspberry Pi Home Assistant OS ausführt (nicht Home Assistant auf Raspberry Pi OS), ist der I2C-Hardwarezugriff aus Add-ons durch das HA-OS-Containermodell eingeschränkt.

Empfohlener Weg:

1. Behalten Sie den Raspberry Pi als HA-Server.
2. Fügen Sie einen separaten ESP32 mit DimmerLink als Hardware- Controller hinzu.
3. Verwenden Sie das ESPHome-Add-on in Home Assistant zum Flashen und Verwalten des ESP32.
4. HA steuert die Helligkeit über die ESPHome-Integration — kein direktes I2C vom RPi-Host.

See: AC Dimmer with Home Assistant and ESPHome

Wenn Sie Home Assistant supervised auf Raspberry Pi OS (nicht HA OS) ausführen, ist der I2C-Zugriff aus Python-Skripten uneingeschränkt und der smbus2-Ansatz funktioniert direkt.

Schritt 7 — Als systemd-Dienst ausführen

Zum automatischen Start des Dimmer-Steuerungsskripts:

Erstellen Sie /etc/systemd/system/dimmer.service:

[Unit]
Description=DimmerLink Controller
After=multi-user.target
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/pi/dimmer_control.py
Restart=on-failure
User=pi
[Install]
WantedBy=multi-user.target

Aktivieren und starten:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable dimmer.service
sudo systemctl start dimmer.service

Andere Linux-Einplatinencomputer

Der gleiche Ansatz funktioniert auf jedem Linux-SBC mit I2C:

Verfügbare I2C-Busse auf jeder Linux-Platine finden:

ls /dev/i2c-*

Für Orange Pi und Banana Pi aktivieren Sie I2C über armbian-config:

sudo armbian-config
# System → Hardware → enable i2c

In Python übergeben Sie die korrekte Busnummer an SMBus():

bus = SMBus(3)  # für /dev/i2c-3 auf Orange Pi Zero 2

Häufige Fehler

Schnell-Checkliste

Verwandte Artikel

• DimmerLink I2C not detected → DimmerLink Not Detected: I2C vs UART Mode
• Tasmota integration → Tasmota AC Dimmer via DimmerLink
• Home Assistant guide → AC Dimmer with Home Assistant and ESPHome
• ESPHome YAML → ESPHome YAML for AC Dimmer and DimmerLink
• Safety and wiring → AC Dimmer Safety: Mains Voltage, Isolation, and Wiring

Noch Fragen?

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