Wohnmobil
- Elektronik Projekte
letzte Änderung: 5.3.2020
Elektronische Projekte
Da ich gern mit Microcontrollern bastle, ergaben sich einige Ideen. Ich
mag Projekte, die nicht zu komplex und auch praktisch anwendbar sind und
nicht nur ein Spielzeug ergeben. Allerdings ist manches davon etwas
übertrieben bei den möglichen Funktionen.
Automatisches Einfahren der Stufe beim Starten des Motors.
Die Kamera schaltet mit einer Verzögerung um. Gerade wenn man oft
vor- und zurücksetzen muß, nervt das. Das Gerät
läßt jetzt die Anzeige umschaltbar länger eingeschaltet.
Wasserstandsmesser (in Bau)
Da ich nur
die 4 stufige Anzeige habe, will ich was besseres. Ich
baue 2 großflächige Elektroden an die Seiten des
(Frischwasser)Tanks. Das ganze bildet einen Kondensator, dessen
Kapazität den Meßwert ergibt. Ein Testaufbau an einem
Kanister hat brauchbare Ergebnisse gezeigt. Natürlich muß
man die Messung einmal kalibrieren. Wie empfindlich die Messung auf
Umwelteinflüsse reagiert (Temperatur, Wasserqualität, Objekte
in der Nähe, el. Störfelder), wird man sehen. Ich habe
inzwischen herausgefunden, daß der Tank beim Gurthalter einen
großen schrägen Einschnitt hat. Einerseits ist es schwierig,
dort eine Elektrode reinzubekommen, andererseits werden die
Meßwerte noch weniger linear sein.
Anscheinend ist auch die
Kabelführung ein Problem. Ich habe es mit abgeschirmten Kabeln
versucht, aber die Werte sind beim Testen etwas schwankend. Evt. muß ich noch etwas Theorie dazu büffeln.
Ich
habe jetzt wahrscheinlich einen besseren Ansatz für die
Elektroden. Nicht mehr auf beiden Seiten des Tanks, sondern Streifen
auf einer Seite nebeneinander. Die sich ergebende Kapazität ist
auch nicht geringer und es ist störunempfindlicher. Beim Womotank
sind die Werte OK. Allerdings habe ich einen komischen Wert bei fast
leer und die Werte driften deutlich. Ich vermute eine Aufladung. Daher
werde ich die Schaltung galvanisch entkoppeln und so mit Masse
verbinden, daß die Elektroden keinen oder nur einen geringen
Gleichanteil gegen Masse sehen. Evt. hilft auch, daß die
Schaltung im Betrieb immer nur sehr kurz betrieben wird. Im Test lief
sie dauernd.
Das gleiche
System habe ich auch am Klotank getestet. Die Kapazitäten sind
geringer, aber noch brauchbar. Allerdings sind die Werteänderungen
gerade am Ende (wenn er voll wird) nur noch sehr gering. Zudem gibt es
hier viel stärkere äußere Einflüsse. Allerdings
reicht auch ein ungefährer Wert zur Orientierung.
Trumatimer (fertig, nicht im Einsatz)
Nachdem ich den Steller für die Heizung zerlegt und analysiert
hatte, habe ich 3 Leitungen herausgeführt, mit deren Hilfe ich die
Stellungen Heizung und Heizung/Boiler60°C von außen
aktivieren kann.
Für die zeitliche Steuerung habe ich ein kleines
Gerät entwickelt. Es besteht im Wesentlichen aus einem Arduino
Nano, einem kleinen OLED Display und einem Drehgeber für die
Eingabe. Dazu habe ich eine SW geschrieben, die fast fertig ist. Als
Gehäuse ein 3D-Druck, der sich an den Maßen und dem Design
des Stellers orientiert und möglichst flach sein sollte. Das
Gehäuse ist fast fertig. Das abgebildete ist die 2.Version, der
nur noch ein paar Abschrägungen fehlen. Allerdings ist es innen
sehr eng, was die Verkabelung heikel macht.
Für Heizung und Boiler kann man getrennt je einen
Einschaltzeitraum angeben, auch mit Wiederholungen. Das ganze ist
möglichst simpel gehalten, da man IMHO meist auch nicht mehr
braucht.
Allerdings
wollte ich sowieso auch eine bessere Thermostat/Timer
Steuerung haben. Anstatt nun zwei getrennte Geräte zu haben, habe
ich eine frühere Idee eines Kombigerätes reaktiviert. (s.u.).
Dieses Gerät hier erfährt vermutlich eine Nutzung in anderen
Bereichen.
Thermostat/Kühlschranksteuerung TKS (in Arbeit)
Ich habe einen fertigen Thermostat/Timer, der den NTC der Truma
für eine Nachtabsenkung oder Temperaturregelung übersteuert.
Leider ist das Teil etwas
kompliziert und ich vergesse die Bedienung bis zum nächsten Mal
wieder. Daher habe ich mit einem Arduino einen ganz einfachen
Timer/Thermostat
aufgebaut. Nur eine Ein/Ausschaltzeit, keine Tage. Das reicht für
mich. In weiteren Überlegungen kommt noch eine
Schaltmöglichkeit für einen Elektroheizer dazu und eine
Boilersteuerung (siehe Trumatimer).
Eine weitere Idee ist eine KS Steuerung. Der Grundgedanke ist, den
Kühlschrank
auch bei Fährfahrten auf 12V laufen zu lassen. Die Elektronik
begrenzt den Betrieb nach Zeit, Stromverbrauch, Spannungslevel. Auch
ein Solar 12V Betrieb ist dann nicht viel mehr als weitere SW. Da die
Funktion
und die Leitungen viele Überschneidungen mit dem Timer aufweisen,
will ich die Funktionen kombinieren. Auch liegen die involvierten
Geräte und Anschlußleitungen alle auf einer Seite und in
einem recht begrenztem Bereich, was die Verkabelung erleichtert.
Dieses Projekt habe ich jetzt aktiv aufgenommen. Diesmal mehrere Timer
und verschiedene mögliche zu schaltende Geräte. Grafische
Anzeige und
Drehgeber kommen in ein flaches Gehäuse am Eingang außen am
Küchenschrank. Die restliche Technik in eine Box innen. So habe
ich dort Erweiterungsmöglichkeiten für weitere Optionen
(WLAN, Funksensoren, Funkschalter). Die Originalfunktionen sollen ohne
Funktion des Gerätes als Backuplösung soweit als möglich
erhalten bleiben.
Damit würde eine Fehlfunktion den Urlaub nicht unterbrechen.
Ein erstes Muster des Gehäuse für das LCD gibt es, das ich für die
Entwicklung nutze. Die SW hat die meisten Menus und kann auch schon
Timer verarbeiten. Die meiste Arbeit ist weniger der
komplexen Aufgabe geschuldet ist, als dem Wunsch nach einer
schönen und vor allem gut und einfach zu bedienenden
Oberfläche, die auch bei der Programmierung einfach zu handhaben
ist. Das habe ich jetzt glaube ich erreicht. Die Anbindung der
physischen Geräte wird noch interessant, besonders die
Trumasteuerung, die nicht nur ein/aus kann.
Für einfachere WLAN Kopplung und mehr Speicher steige ich auf
einen
ESP32 um. Gleichzeitig gehe ich auf ein Display mit SPI
Schnittstelle über. Das braucht weniger Pins und die Verkabelung
ist einfacher. Ein kleineres TFT Display ist schon angepaßt, wird
aber noch nicht flächenmäßig genutzt. Sensoren
können dann über WLAN (oder Bluetooth) leicht eingebunden
werden. Für die ersten Tests werde ich es in ein
Standardgehäuse montieren. Der Gedanke ist, nicht allzuviel Arbeit
in das Display und das Design der GUI zu stecken, sondern das eher
über WLAN/Browser zu machen. Daher reicht auch ein eher kleines
Display.
Diese Überlegungen lassen ein M5Stack Modul als günstig erscheinen. Es
hat ein Display und 3 Taster in einem fertigen Gehäuse, das weitere
Verkabelung erlaubt. Meine SW kann sowohl mit Drehgeber als auch mit
Tastern gesteuert werden. Das Display ist zum Glück kompatibel mit
meiner bisherigen SW. Das Modul hat auch einen Gyrosensor, kann also
auch die elektronische Wasserwaage mit übernehmen (läuft schon). Wie
vorher geplant, wird es eine Box in einem Wandschrank hinter dem Display
geben, in dem die weiteren Steuerungselemente, Signalwandler und
Anschlüsse untergebracht sind. Allerdings hat man so ein fertiges
Gehäuse und muß sich nicht um den Anschluß des Displays kümmern. Mit
~€50 halten sich die Kosten in Grenzen.
(@) Link
Kühlschrankdatensystem (in Arbeit)
Der Kühlschrank liegt zwar so, daß ein Kabel vom geplanten Bedienpanel
relativ einfach gelegt werden kann, aber trotzdem irgendwo mühsam
durchgefädelt werden muß. Außerdem habe ich dort entweder einen uC für
die eigentlichen Messungen und Schaltvorgänge oder ich brauche viele
Leitungen auch für analoge Meßwerte. Also ist ein Funksystem hier
einfacher. Stromversorgung ist kein Problem, da am Kühlschrank ja 12V
anliegen müssen. Dazu nehme ich wieder einen ESP32 und binde über WLAN
an einen Server (RaspberryPi) an. Das System soll hauptsächlich Daten
aufnehmen und einiges schalten, bekommt aber auch eine gewisse
Eigen"intelligenz" um die oben angesprochenen Funktionen alleine
ausführen bzw. die Schutzfunktionen selber vornehmen zu können. Die
Basis der SW bildet das Wohnmobilüberwachungssystem.
Aufzunehmende Daten sind:
- Spannung 12V
- Spannung 230V (nur ob sie anliegt)
- Strom 12V
- Temperatur und Feuchte hinter dem Kühlschrank. Bei Betrieb haben sie aber nur geringe Relevanz.
- mehrere Temperatursensoren an den Kühlkörpern und am Gasbrenner (arbeitet er?) PT1000
Gesteuert wird das D+ vom Kühlschrank, um ihn auch im Stand auf 12V
zu betreiben und die Lüfter, die derzeit dauernd laufen. Damit kann ich
auch kontrollieren, ob sie eine entsprechende Wirkung haben.
Die Werte werden über http GET und mqtt übertragen. Evt. später nur eine der Schnittstellen.
Elektronische Wasserwaage (fast fertig, aber nicht beendet)
Weiter oben gibt es ja schon meinen Wasserwaagenhalter.
Das kann man auch mit einer Handy APP machen, was aber einige Probleme
mit sich bringt. Zum einen habe ich mein Handy normalerweise in einer
Tasche. D.h. ich muß es erst rausholen, freischalten, die APP
starten (wenn nicht im Hintergrund wartend) und für das Handy eine
ebene Fläche finden. Das geht hinten am Küchentisch noch so
halbwegs, beim Fahrersitz fast gar nicht.
Also eine elektronische Variante, die in etwa das gleiche macht. Ein uC
(Arduino) mit einem Beschleunigungssensor, der möglichst fest am
Chassis befestigt wird. Ein kleines Grafikdisplay und ein Taster.
Zuerst ein kleineres SW Display, jetzt ein farbiges mit mehr
Auflösung.
Bei Bedarf aktiviert man das Teil, das dann anzeigt, wie die Winkel
sind, und wo man wieviel unterlegen müßte. Damit reicht ein
Tastendruck. Auch die Kalibrierung erfolgt nur über einen
Tastendruck, wenn das Womo eben steht. Das Gerät soll
wahrscheinlich zwischen Fahrer und Autoradio im Cockpit befestigt
werden. Die SW ist zum größten Teil fertig, jetzt kommt das
Gehäuse. Außerdem warte ich noch auf das passenden Prozessorboard.
EWW - Elektronische Wasserwaage - Drahtlose Version (fertig, wird noch ein paar Änderungen bekommen)
Die Pläne haben sich inzwischen geändert. Ich hab im Netz ein
Gerät gefunden, das man in einem Wohnwagen montieren kann, um dann
über Bluetooth von außen die Winkel ablesen zu können.
Das braucht man so im Womo nicht. Allerdings habe ich dann meinen
Sensor mit einem WLAN Server verbunden und stelle das obige Bild auf
einem Webbrowser da. Mein DoppelDin Naviceiver hat Android und Browser
und kann das übernehmen. Das gleiche gilt für das Tablet, das
ich zusätzlich meistens zur Navigation verwende. Der Sender wird
irgendwo im Womo fix montiert und über D+ mit Strom versorgt. Das
Tablet koppelt sich automatisch mit seinem WLAN. Bei Bedarf kann ich
einfach den Browser mit der entsprechenden Seite starten. Oder ich kann
mit dem Handy von außen die Werte anschauen, wenn ich die Keile
platziere.
Die SW ist inzwischen fertig. Es kommt noch ein kleiner Teil dazu, weil
bei reiner Versorgung über D+ bei jedem Stop erst wieder neu
gestartet werden muß. Das Binden braucht etwas Zeit und u.U. noch
ein Anwählen am Handy. Also soll es ohne D+ noch etwa 5min aktiv
bleiben und bekommt dazu noch ein DauerPlus. Für die weiteren
Funktionen, die auch ohne Motorstart gehen sollen, wäre das aber
nicht günstig.
Der erste Test im Womo war erfolgreich. Die Handhabung ist OK. Kleine Fehler bei der Grafik sind behoben.
Weil es einfach geht, hat das Teil noch einen Kompaßsensor und einen Temperatur- und Feuchtesensor bekommen.
Da diese Module am Anfang nicht geplant waren, wurde es etwas eng. Eine
Buchse für die serielle Schnittstelle (5V verträglich)
für die Anbindung des Wasserstandssensors gibt es unter dem ESP32.
Evt. könnte man damit auch den Victron Solarregler auslesen. Die
Software wird noch einige Änderungen bekommen. Der Kompaß
ist noch recht einfach dargestellt und die Konfiguration muß
erweitert werden. Aber das kann ich einfach direkt unterwegs machen, da
ich nur ein Kabel anstecken muß. Der Temperatursensor muß
noch über ein Kabel abgetrennt werden, da der ESP32 zu heiß
wird und es damit im Gehäuse viel wärmer ist als
außerhalb. Der Kompaßbetrieb ist unpraktisch, weil das
Tablet im Browser nach einiger Zeit den Bildschirm abschaltet.
Beim DoppelDIN Naviceiver habe ich noch ein kleines Problem
festgestellt, das prinzipbedingt kaum zu lösen ist. Wenn man
rückwärts fährt, geht die Kamera an, und man sieht die
Wasserwaage nicht mehr. Die Kamera könnte man natürlich
abschalten, aber dann sieht man nichts mehr... Solange ich auch das
Tablet habe, ist es nicht so schlimm.
Manchmal mußte ich die Verbindung neu aufbauen, weil keine Daten kamen.
Auch wenn die Tabletlösung ganz gut funktioniert, denke ich doch
über ein fixes Display im Fahrerbereich nach. Evt. auch zur
Darstellung anderer Daten. Das würde die Daten entweder auf
direkterem Weg vom Sensor bekommen(Funk?) oder einen eigenen Sensor
haben. Es bleibt aber das Problem mit Platz und Positionierung. Evt.
könnte man ein kleines flaches Display an der Vorderkante des
fixierten Schreibpults unterhalb des Tablets montieren. Oder ganz links
nahe der A-Säule. Grafik wäre nicht zwingend, aber schon sehr
angenehm.
Ich habe die Grafikerzeugung inzwischen umgestellt, so daß das
Bild wesentlich ruhiger ist und die Buttons besser zu bedienen sind.
Auch die Konfiguration wurde auf ein einfacheres System umgestellt.
Bei der Gelegenheit habe ich es auf einem M5Stack Modul mit Display
betrieben und die Grafikausgabe der früheren Version
angepaßt. Die SW kann jetzt wahlweise beides. Leider ist der
Kompaß des M5Stack fast unbrauchbar, u.a. weil im Gehäuse
Magnete sind.
WBS - Wasserstandsmesser und Begrenzer (in Arbeit)
Mit den Überlegungen kommen Änderungen. Der Begrenzer braucht
keine Schnittstellen, der Messer muß zu einem Display kommen.
Andererseits sind beide Geräte am Tank tätig und mit Kabeln
dort verbunden.
Also kombiniere ich die Geräte in einem. Der Wasserstand und
weitere Infos geht über ein serielles Kabel hoch zur Wasserwaage,
die die Werte über WLAN zugänglich macht.
Wasserpumpensicherung (in Arbeit)
Diese Funktionalität hätte ich gern in den Wasserstandsmesser
integriert, aber auch alleine wäre es interessant. Die Pumpe wird
über einen MOSFET geschaltet. Die Elektronik begrenzt die Zeit,
sodaß das Wasser bei einem Fehler nicht ewig läuft. Mit
entsprechender Logik erkennt das System, wenn wirklich mal z.B.
geduscht wird und erlaubt dann längere Zeiten. Zusätzlich
wird der Strom gemessen. Damit kann man einen leeren Tank, eine
blockierte oder nicht funktionierende Pumpe erkennen und bei Bedarf gleich wieder abschalten. Über die
Zeit und einen gemessenen Durchfluß könnte man auch den
Wasserverbrauch abschätzen. Allerdings macht das nur Sinn, wenn
man eine Schnittstelle nutzt.
Die SW ist recht weit gediehen. Es gibt auch noch einen Sondermodus,
der durch spezielles Ein/Ausschalten zu erreichen ist und die Zeit
nochmals verlängert (30min) z.B. für Tankreinigungen. Bei
Fehlern gibt es die entsprechenden Piepstöne zur Identifizierung.
Ich hab mir auch für die Entwicklung einen schaltbaren Widerstand
gebastelt, um die verschiedenen Zustände nachstellen zu
können.
Ich habe die SW jetzt für einen ESP8266 modifiziert. Die
Grundfunktion ist gleich geblieben. Allerdings kann man über einen
Accesspoint die Konfiguration ändern oder auch die Pumpe direkt
ein-/ausschalten und den Strom ablesen. Außerdem gibt es ein Log
der Vorgänge. Die Frequenzmessung ist noch nicht adaptiert. Ich
werde das aber für die Zukunft vorsehen. Da das WLAN eingeschaltet
werden muß und das beim Tank recht unpraktisch ist, werde ich ein
Kabel zu einem kleinen Gehäuse hochlegen, das Taster und LEDs
für die Bedienung enthält.
Wohnmobilüberwachungssystem (läuft als Testaufbau)
Dieses System soll einige Werte im Womo überwachen. Das sind derzeit
Temperatur(innen und außen), Feuchtigkeit(innen und außen), Licht,
Batteriespannung. Die Außenwerte kommen über einen Eigenbaufunksensor,
der derzeit über ESPNOW angebunden ist. Der Lichtwert hat keine
bestimmte Einheit. Das System schickt die Werte über einen LTE-Router an
meinen Server, der die Werte speichert und auch eine grafische
Darstellung erlaubt. Ich habe nicht vor, das System in dieser Form fix
einzusetzen. Das war mehr eine kurze Spielerei, die auf vielen
Funktionen eines anderen Systems (hauptsächlich Kommunikation) aufsetzt.
SOG Prerun (fertig)
Mal etwas zu einem weniger appetitlichen Thema. Ich habe eine SOG.
Damit braucht man keine Chemie im Klo. Die Gase werden mit einem
kleinen Lüfter abgesaugt und über einen Filter abgegeben. Der
Lüfter wird mit dem Öffnen der Klocassette eingeschaltet.
Soweit so gut. Allerdings braucht der Lüfter etwas, bis der
Geruchslevel (besonders im Sommer) einen vernünftigen Wert
erreicht. Nach meiner Erfahung so etwa 10sek. Also wäre es doch
schön, wenn der Lüfter schon läuft, bevor die Klappe
aufgeht.
Ich dachte zuerst an einen Taster, aber das ist umständlich. Dann
an einen Magnetschalter, der über den Klodeckel betätigt
wird. Aber es geht viel einfacher. Ein Neigungssensor (der gleiche wie
bei meiner Kastenbeleuchtung) schaltet beim Anheben des Klodeckels
für 10sek den Lüfter ein. Dann kann man die Klappe
öffnen.
Die Aufgabe ist recht einfach und könnte wohl auch analog mit
einer einfachen Verzögerungsschaltung gelöst werden oder nur
mit einem Relais. Allerdings ist das schnell mehr Aufwand als ein uC,
der auch mehr Optionen erlaubt.
Also will ich einen ATTiny nutzen. Neben der reinen Verzögerung
soll er noch eine LED ansteuern, damit man sieht, wann die Zeit
abgelaufen ist. In der Luxusvariante eine RGB LED, die fliessend von
Rot auf Grün wechselt. Das Gerät wird in einem kleinen
Gehäuse direkt an dem Klodeckel befestigt. Ein Kabel geht zur
Verkabelung im Cassettenschacht. Um das einzusparen könnte man
auch einen reinen IR Sender an der Klobrille nehmen, der von einem
fixen Sensor erkannt wird.
Das Gerät war jetzt im Einsatz. Das Prellen des Einschaltkontakts
führt teils zu komischen Effekten, hautpsächlich nach dem
gezielten Einschalten, die sich aber nicht auswirken. Das Ergebnis ist
ein wenig besser, als wenn man erst den Schieber öffnet und dann
den Deckel hebt. Ob das aber den Aufwand rechtfertigt, muß
überlegt werden. Code
Laptop 12V Netzteil (in Betrieb)
Keine Entwicklung einer Schaltung, nur ein passendes Gehäuse. Ich hatte schon mehrere fertige Wandler. Bei
jedem mußte ich mir erstmal einen Adapter für den speziellen
Stecker meines Laptops basteln. Die Originalteile waren mir
"natürlich" zu teuer. Ein Teil hat nach einiger Zeit Rauchzeichen
abgegeben, das nächste hat erst gesummt und dann den Betrieb
eingestellt, obwohl die Leistung leicht gereicht hätte. Das war genug.
Ich nehme jetzt eine China DC/DC-Wandler Platine in einem eigenen
Gehäuse und mit entsprechend dicken Kabeln. Ein kleinerer mit 100W
(bei 90W Verbrauch) hat zwar funktioniert, allerdings waren die Klemmen
für die Kabel viel zu klein, und das Teil wurde sehr heiß.
Jetzt habe ich einen größeren, der das Doppelte des
Verlangten können soll. Bei Volllast erwärmt er sich gerade
mal so weit, daß man es spürt. Im normalen Betrieb ohne
Laden, wird er praktisch gar nicht warm. Dazu habe ich ein passendes
Gehäuse gedruckt. So brauche ich die Ausschnitte nicht selber
machen und die Platine, die keine freien Befestigungslöcher hat,
ist gut fixiert. Der Kühlkörper liegt weitgehend frei, nur die Kanten sind geschützt.
Leider hat mein HP da eine Eigenheit. Im Stecker ist ein 3. Pol, der
über ein analoges Signal(?) dem Laptop zeigt, daß er am Netz
hängt. Dieser ist bei mit nicht belegt. D.h. er lädt zwar,
aber der Laptop weiß nicht, daß er versorgt ist und
reagiert entsprechend (Stromsparmodus). Damit kann man aber leben.
zum Anfang