bookmark_borderSaunasteuerung im Selbstbau

Seit 3 Jahren habe ich eine kleine Sauna im Keller und im Grund betreibe ich sie so bei 60°C. Viel mehr vertrage ich nicht und ich komme gut genug ins Schwitzen. Eine halbe Stunde lang zieht der 6kWh-Ofen Strom und es dauert Stunden, bis die Luft abgekühlt ist.

Dennoch gibt es einige Dinge, die ich verbessern möchte:

  • Ich habe seinerzeit einen einfachen „Billigofen“ gekauft, dessen Thermostat eine Lachnummer ist. Der Fühler sitzt auf der Unterseite und eine Temperatureinstellung ist witzlos. Also habe ich den immer auf „volle Pulle“ stehen.
  • Ich kann den Saunaofen mit dem Hauptschalter anmachen (Ein Schütz schaltet dann die 3 Phasen auf), und ich muss dann hin und wieder mal nach einer halben Stunde durch die Scheibe gucken, um das Thermometer abzulesen, ob die 60°C schon erreicht sind.
  • Ich muss zum Einschalten zuhause sein. Also runtergehen in den Keller und anmachen. Ja, ich bin immer zuhause, wenn die Sauna läuft, aber immer runter tappern oder jemanden, der zuhause ist runterschicken, wenn ich weiß, dass ich in einer halben Stunde da bin ist blöd.
  • Vielleicht hat ja jemand die Sauna im Gartenhaus und möchte sie mit dem Handy anmachen, um nicht im regen hin- und herzugehen 😉

Also habe ich die Herausforderung angenommen, eine Saunasteuerung zu bauen, die einfach ist, WLAN-fähig und mir sagen kann, wie warm es schon in der Sauna ist.

Meine Bauteile:

  • Ein 2-Zeiliges Display LCD 1602 mit I2C-Bus
  • Ein Rotary-Encoder
  • Ein NodeMCU V3
  • Ein 5V-Schaltnetzteil
  • Ein Relaismodul mit einem Relais für 5V, das 230V mit 1A schließen kann
  • Ein Temperatursensor ds18b20 wasserfest mit 2m Zuleitung
  • Ein Widerstand 1kOhm
  • Ein Widerstand 4,7kOhm
  • Eine LED rot 5mm

Menuführung – Einstellbutton

Ich habe mich für einen Rotary-Encoder als Menuwähler entschlossen. DAs ist so ein Knopf, den man endlos in beide Richtungen drehen und drücken kann. Ich wähle also meinen Menupunkt durch Drehen des Knopfes an, bestätige mit dem Knopfdruck und so weiter.

Temperatursteuerung:

Schon in der Schule habe ich vor 30 Jahren gelernt, dass Regelsteuerungen sine sog. Hysterese brauchen. Also nicht gleich bei Erreichen der Solltemperatur abschalten und bei Unterschreitung gleich wieder Einschalten. das sorgt höchstens für ein relaisklappern beim Erreichen des Steuerpunkts, aber sonst für nix. Also heizen wir ein wenig über den Sollpunkt hinaus und schalten erst wieder den Ofen ein, wenn die Solltemperatur un einen bestimmten Wert unterschritten ist.

Zeitsteuerung:

Der kleine Arduino verfügt über WLAN und eine interne Uhr. Also beim Einschalten mal eben das WLAN kontaktieren, die aktuelle Uhrzeit abfragen und dann immer mal gucken, ob die Einschaltzeit (wenn gewünscht) erreicht ist und dann heizen. Damit nicht aus versehen tagelang die Sauna läuft und das schon gar nicht täglich, ist die Heizzeit auf 2Stunden begrenzt (einstellbar) und wenn das Zeitprogrammm gestartet wurde, geht der Automatikmodus auch aus.

Fernsteuerung:

Der kleine Microprozessor hat natürlich auch einen programmierten Webserver an Bord, über den ich zweierlei machen kann:

  1. Fernsteuern: An- Aus,Zeitautomatik, Solltemperatur einstellen.
  2.  Konfigurieren: Hystereseeinstellung, Anzeigezeit der LCD-Anzeige, maximale Heizzeit und die WLAN Zugangsdaten lassen sich hier einstellen

Henne und Ei WLAN

Wenn das WLAN noch nicht konfiguriert ist brauche ich WLAN, um den Prozessor zu konfigurieren. Aber wie? Natürlich über den WLAN Accesspoint. Klappt das mit der Verbindung zum WLAN nicht, dann macht der Microprozessor einen Accesspoint auf, den ich dann kontaktieren kann, um die WLAn Daten einzugeben und ins EEProm zu speichern. Dann wird beim nächsten Neustart das WLAN verbunden.

Sicherheitsschaltungen

Damit man nicht ohnmächtig in der Sauna liegenbleibt und dann zu Dörrobst wird, hat die Sauna eine maximale Laufzeit (Lifeguard), nach der zum Fortsetzen des Saunabetriebs ein Tastendruck auf dem Bedienpanel nötig ist. Diese lässt sich konfigurieren und fest einspeichern. Bei mir ist das 90 Minuten.Fernsteuerung,

 

Hier ein Schaltbild 

 

 

 

 

 

 

 

 

bookmark_borderLeuchtturm

Ich habe den Leuchtturm in unserem Garten umgebaut. Das ursprüngliche Blinklicht funktionierte nur mit einer konventionellen Glühbirne. Die Energiesparlampen gehen da nicht, weil sie eine zu lange Zeit benötigen, bevor sie in voller Stärke leuchten. Zudem vertragen die Vorschaltgeräte das ständige Ein- und Ausschalten nicht.

Eine LED-Lampe verträgt dieses Blinken vielleicht auch nicht so und zum Experimentieren sind die noch zu teuer. Außerdem soll der Leuchtturm ja draußen stehen und da sind die LED-Leuchtmittel noch nicht so ausgereift. Zudem leuchten sie selten rundum, sondern in einem geringen Abstrahlwinkel.

Also wollte ich ein rundum-Licht in rot und grün haben. Ich habe also zwei Ringe mit superhellen LED´s (15000cd) gebaut mit je 10 LED´s, die ich um 180° versetzt geschaltet, so dass die eine LED nach vorn rot und nach hinten grün leuchtet. Die LEDs habe ich mit einem einfachen Dekadenzähler (4017) angesteuert und mit einem Impulsgeber (NE555) getaktet. So leuchtet nun der LED-Leuchtturm durch den Garten. Besonders im Winter ist das sehenswert, weil die Lichtstreifen im Schnee toll reflektieren.

Bei Sonnenuntergang geht nun der Leuchtturm an und zieht seine Kreise 🙂

bookmark_borderRaspberry Pi und das Geheimnis des Fernsehens

Es gibt viele Wege, einen  Fernseher zu einem SmartTV zu machen. Man kann sich Set-Top-Boxen von verschiedenen Anbietern mit teuren Verträgen bestellen und sich mehr Programme ins Haus holen, als man je gucken kann. Man kann aber, wenn man jetzt nicht gerade auf besonderen Komfort aus ist, einen kleinen RaspberryPi mit dem Fernseher mittels eines HDMI-Kabels verbinden. Die Tastatur kann man als Bluetooth-Version mit Touchpad auslegen und nun benötigt man nur noch einen LAN-Anschluss und eine Steckdose für das Micro-USB-Netzteil neben dem Fernseher.

Auf dem Pi wird „Raspbmc“ installiert. Eine fertige Betriebssystemversion mit dem XBMC (XBoxMediaCenter – heißt ab 2014 Kodi). Nun gilt es noch einige Plugins zu installieren und schon kann man aus verschiedenen Mediatheken und vom Fileserver im Heimnetz Videos gucken:

ARD,ZDF, Dritte Programme, KiKa, RTL,Vox,SuperRTL, Pro7,Sat1, Kabel1, ServusTV, Youtube, MyVideo und viele viele andere kann man hier gucken, wenn man eben nicht darauf Wert legt, dass man bei jedem Sender die gleiche Bedienoberfläche hat. Da sind natürlich andere Anbieter etwas komfortabler. Aber eben auch teurer.

Kosten :

Raspberry Pi 38,90
SD-Karte 8 GB 9,99
Bluetooth-Tastatur mit Touchpad 14,99
Netzwerkkabel 2,50
Netzteil 5v 1A 3,95
HDMI-Kabel 1,5m 4,95
75,28

 

bookmark_borderFrequenzanalyzer

Der erste Schritt ist der Frequenzanalyzer. Da habe ich mir überlegt, ich lege das Signal (Testweise das meines Tongenerators) auf PD3 meines ATMEGA8 und lasse meine Interrupt-Service-Routine für den Fall aufrufen, daß die Franke steigt. (Fallende Flange wäre auch möglich gewesen – ich musste mich halt entscheiden.)

In der ISR lese ich mir den Timer1 aus. Der Timer 1 ist ein 16-Bit Timer, er zählt also von 0 bis 65535. Nach 20 ms Sollte er bei einem Systemtakt von 1 MHz bei 20000 angekommen sein (1000000 / 50 = 20000).

Damit ich nicht ständig zwischen Maximum und Minimum pendle, gibt es einen Leerlauf von etwa 400 µs. Also bei weniger als 19600 Timerzählern zwischen zwei Impulsen geht es also in die eine Richtung (Gas wegnehmen, weil zu schnell) – bei mehr als 20400 Takten pro Impuls geht es in die andere Richtung (Gas geben, weil zu langsam).

Ich habe das mal mit 3 LED´s probiert – sieht gut aus. Die Toleranzschwelle muss man sicher später in der Praxis anpassen.

bookmark_borderDrehzahlsteuerung

Ich habe vor einigen Tagen einen Stromgenerator bei EBAY ersteigert und möchte nun eine Drehzahlsteuerung dafür bauen, damit der Generator möglichst konstant bei 3000 rpm läuft, also 220V und 50 Hz bzw bei 3600rpm 60 Hz liefern kann.

Da fiel mir folgendes ein: Ich nehme einen Schrittmotor (z.B. aus einem Biskettenlaufwerk, einem Scanner o.ä. und lassen damit den Gashebel steuern.

Ein Sensor muss pro Umdrehung (Zündung) einen Impuls bekommen und bei Unterschreitung von 50Hz, also bei mehr als 20ms zwischen zwei Impulsen den Motor in die eine- bei überschreitung von 50Hz also weniger als 20ms zwischen den Imlulsen den Motor in die andere Richtung laufen lassen.

Was ich brauche:

  • Einen Schrittmotor
  • einen Seilzug,
  • einen Mikroprozessor (ATMEL ATMEGA8)
  • Eine Zener-Diode (5V) zum Schutz des Atmel am Impulseingang
  • einen Widerstand 10-100 kOhm in Reihe mit der Diode auf den Impulsgeber (Impuls >> 5V)
  • einige Taster für Funktionen des Prozessors