Dachhaubenlüfter

[kofi1990]

Ausgangssituation:

Eigentlich sollte das Projekt als Lüfter für den Technikschrank starten, jedoch kam ich schnell drauf, dass ein Ventilator fürs Dachfenster mehr bringt.

Am Markt selber gibt’s eigentlich nur Dachhaubenlüfter, die nicht in Frage kommen, weil das Dachfenster getauscht werden muss. Die Nachrüstgeräte (ohne die Dachhaube zu tauschen) gefallen mir nicht wirklich gut, da sie sehr wenig Licht ins Wohnmobil lassen.

Der Ventilator sollte automatisch oder manuell gesteuert werden können und auch die “Soll”-Temperatur sollte angepasst werden können. Natürlich muss die Soll-Temperatur den Außentemperaturen angepasst werden, da es sich ja nicht um eine aktive Kühlung (Klima) handelt. Zusätzlich sollte er sich automatisch einschalten, wenn es warm ist und (natürlich) das Dachfenster offen ist.

 

Da ich ohnehin eine Fernbedienung für den Wechselrichter benötigte, hab ich mich dazu entschieden, die Steuerung im Technikschrank zu verbauen.

Materialliste:

ESP32: 15€

4Stk. PC Lüfter: 80€

Acrylglasplatte 50x50: €30€

Holz für den Rahmen: 10€

Kabel 6Adrig: 24€

Endschlater: 2€

Leiterplatte: 30€

Relais, Anschlüsse, Dioden, Wiedestände...: 15€

Gesamt: 191€

 

Zu Beginn hab ich mir mein Setup mit einem Breadboard erstellt und die Verkabelung getestet.

Mit Fritzing (Software) kann man dann den Aufbau auf eine Leiterplatte übertragen und dort anpassen und direkt bestellen.

Somit ergibt das ganze eine Schöne kompakte Steuerung mit Anschlüssen für:

 

• 12V Eingang
• Temperatursensor
• Interner Temperatursensor
• Wechselrichter Steuerung
• Lüftergruppe 1
• Lüftergruppe 2
• Endschalter für den Fensterstatus

 

Es hat 3 Anläufe gebraucht um die Leiterplatte so geliefert zu bekommen, dass sie passt, da im Projekt immer wieder was dazugekommen ist.

 

Verkabelung/Aufbau:

Vom Batterieeingang gehe ich auf zwei Buck-Converter.

Für den ESP32 werden 5V benötigt und für den Lüfter werden 12V (oder weniger) benötigt.

Im Ventilator sind 4 einzelne 200mm Lüfter verbaut, wobei immer nur zwei gleichzeitig aktiv sind.

Entweder Zuluft oder Abluft.

PC Lüfter haben (leider) die Eigenschaft sich nur in eine Richtung zu drehen. Zusätzlich sind auch die Blätter so ausgelegt, dass eine umgekehrte Drehrichtung auch keine Luft bewegen würde.

Der große Vorteil bei den PC Ventilatoren ist, dass diese trotz maximaler Leistung (fast) nicht hörbar sind, somit ist für mich eine stufenlose Ansteuerung aktuell nicht notwendig.

Es ist natürlich auch hinzuzufügen, dass die Leistung des Lüfters (so wie bei mir verbaut) ungefähr 1/4 jener eines Richtigen Dachhaubenlüfters entspricht.

Würde man die 4 Lüfter nur in eine Richtung einbauen wäre es dann die Halbe Leistung - es würde aber die Wahl zwischen Zu- und Abluft wegfallen.

 

Es sind die Hinteren beiden Lüfter für die Zuluft und die vorderen Beiden für die Abluft zuständig. Alle 4 gleichzeitig einzuschalten wäre technisch möglich, würde aber (vermutlich) keinen Sinn ergeben.

Zusätzliche Ausgänge sind noch für den Temperatur und Feuchtigkeitsfühler, der in der Nähe des Ventilators verbaut wird und für den Endschalter, der den Öffnungszustand des Dachfensters ans ESP32 weitergibt.

 

Stromverbrauch:

ESP32: 0,4W

Lüfter: 2x2,5W = 5W

Das wären dann bei einem 24h Betrieb 130Wh bzw. ca. 10Ah - in der Praxis wird der Lüfter natürlich nicht durchgehend laufen, daher wird’s keine große Auswirkung auf die Batterielaufzeit haben.

 

Verkabelung zwischen Technikschrank und Dachfenster:

Interessanterweise war das innerhalb von 5min erledigt. Es reicht ein Loch an der Rückwand des Technkischranks um dann hinter der Verkleidung und hinter den Hängeschränken nach oben zu kommen und direkt im Dachfenster rauszukommen (also oberhalb von Jalousie und Fliegengitter - deren Funktion ist nach wie vor gewährleistet).

 

Montage Lüfter in Dachfenster:

Die Plexiglasplatte wurde in dem Maß 500x500x4mm gekauft und die 200mm Löcher für die 4 Ventilatoren habe ich mit einer Stichsäge rausgeschnitten. Man könnte die Platte auch nach Maß inkl. Löchern bestellen. Das ist nicht viel teurer, jedoch bei weitem schöner  -  und werde ich noch machen. Wenn sie entsprechend dick ist, spar ich mir so den Holzrahmen rund herum.

 

Der Rahmen wurde so angepasst, dass rundherum in etwa 12mm Luft bleiben um etwas Spielraum mit den Nivillierfüßen zu haben.

Mit insgesammt 8 Nivilierfüßen wurde der Lüfter oben eingespreizt - 2 auf jeder der 4 Seiten. Das wirkt aufs erste ziemlich stabil - der Praxistest wird zeigen, ob ich hier nachbessern muss.

 

Programmierung:

Die meiste Zeit hat die Programmierung in Anspruch genommen. Die Programmierung des ESP32 lief über ArduinoIDE und die iOS App natürlich über XCode.

Die Verbindung zwischen den Geräten und die Datenübergabe bzw. Steuerung erfolgt über BluetoothLE.

Mit der App lassen sich folgende Sensoren anzeigen:

• Temperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Dachfenster offen/geschlossen

sowie folgende Aktoren ansteuern:

• Wechselrichter Ein- und Ausschalten,
• Umschalten zwischen Zu- und Abluft,
• Wechsel zwischen Automatikmodus (Temperaturgesteuert) und manuellen Modus (Schaltergesteuert)
• Solltemperatureinstellung

 

Was fehlt?

• Bluetooth Verbindung verschlüsseln und das Pairing mittels Code-Eingabe fertig stellen.
• Acrylglasplatte nach Maß, sodass der Holz-Rahmen nicht mehr benötigt wird und damit zusätzlich 40% mehr Licht rein kommt
• Lüfter die möglichst Lichtdurchlässig sind und die sich in beide Richtungen drehen und Luft bewegen können.
• Lüfter die per PWM regelbar sind um die Leistung zu drosseln bzw. einstellen zu können.

[Jerawi]

Super Interessant Deine Lösung, ließe sich das auch mit einer Powerbank realisieren, dann könnte man zwischen den Fenstern tauschen. Ich wäre gerne einer der ersten die dann Dein Projekt käuflich erwerben würden, besser als jeder statisch verbaute Lüfterlösung! Top!

[larsz]

Sehr schöne Lösung, statt esp32 hättest du auch eine Shelly Plus 2 mit dht22 nehmen können 🙂 da wäre die app schon dabei (lokal oder cloud) und nur noch Regeln für die Steuerung zu erstellen. 

Aber Hut ab, guter Ansatz! 

[kofi1990]

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Vielen Dank

 

Eine Powerbank wäre auch möglich. Hier eine kurze Rechnung:

3,7V*20.000mAh = 74Wh / 5,4W (Verbrauch) = 13h Betrieb. Ich würde hier die verkabelte Lösung bevorzugen.

Ein weiteres Problem welches gegen eine Powerbank spricht sind Gewicht und Platz (dort oben in der Dachluke müsste die Powerbank sehr flach sein um noch rein zu passen.

 

Ich hab auch schon an das zweite Fenster gedacht. Wenn die Verkabelung möglich wäre würde ich dort einen 2. Ventilator verbauen. Dann könnte man die vorderen auf Zuluft und die hinteren auf Abluft schalten, was dann den Luftaustausch verdoppeln würde. Ich muss mir diesbezüglich noch anschauen, ob ich mit den Kabeln hin komme. Vorne wärs natürlich wichtig, das man ein Schutzgitter vor die Ventilatoren schraubt. PC Ventilatoren sind zwar nicht wirklich gefährlich (mechanisch), jedoch tut es trotzdem weh wenn man reingreift. 

 

 

Ja, das wär eine Idee, jedoch bräuchte ich dann noch einen StepUpConverter. Das Shelly benötigt 24V DC (oder 230V AC) für die Spannungsversorgung.

Bearbeitet 10. März von kofi1990

[Schwani70]

Hallo kofi1990,

 

bei deiner Umsetzung kann ich nur sagen "WOW",da hast du nicht gekleckert, sondern richtig geklotzt.

Hat sich deine Konstruktion im Einsatz gut bewährt? Weil an so etwas hätte ich definitiv auch Interesse, leider fehlt mir das Knowhow, vor allem im Bereich der Programmierung.

[Tiffi79]

Unsere Erfahrung sagt, du brauchst keine Zuluft. Wenn man Abluft hat, zieht es dort rein wo offen ist. Was soll da Zuluft bringen? Die muss ja auch wieder irgendwo raus. Dann entfällt schon viel Aufwand. Allenfalls reichen dann auch zwei Lüfter. Mit vier und alle Abluft ist man schon recht schnell, den Luftinhalt auszutauschen. 

[mrsticks]

@kofi1990 sehr schöne Lösung. Ich hätte 2 Fragen

 

1. Wie hast du denn die Radien der Ecken rausgemessen und zu welchem Ergebnis bist du gekommen? Die hinteren & die vorderen Ecken haben ja unterschiedliche Radien.

2. Wo kommst du denn mit den Kabeln durch, beim grauen Schaumstoff? 

 

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Viele Grüße

Michael

[kofi1990]

Hi,

 

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Ja. Ich hätte einige Verbesserungen, hatte aber keine Zeit das Thema anzugehen...

Erfahrungen:
1. Ich würde mir das Plexiglas mit passenden Ausschnitten fertig bestellen. Das gibts auch in "dick". Dann kann man sich den Holzrahmen sparen und die Nivellierfüße passen trotzdem.
2. Ich würde dann die Größe so anpassen, dass es zusätzlich zur Einspreizung noch oben aufliegt. Vielleicht durch einen Dünnen rahmen der rund herum aufgeklebt wird. Es hält zwar nur mit "Einspreizen" ausgezeichnet, jedoch merkt man schon, dass das Dachfenster beim Öffnen einen größeren Wiederstand hat.
3. Endschalter: Hier hab ich mir per 3D druck ein Gehäuse gedruckt. Dort oben sind die Temperaturen jedoch so hoch, dass PLA+ sich verformt. Somit hat der nicht mehr ausgelöst, weil er sich durch die Verformung des Plastiks verschoben hat. Da muss ich mir noch was einfallen lassen.

4. Schalter Wechselrichter: Der Schalter in der App schließt bei mir eigentlich nur den "Remote" Schalter auf der Rückseite des Wechselrichters. Leider hat sich das ESP32 öfter mal aufgehängt, wenn große Last am Wechselrichter war. Dann konnte ich mich natürlich auch nicht mehr per Bluetooth verbinden - bis zum Neustart des ESP32. Seitdem ich das Thema Wechselrichter nicht mehr darüber löse läuft das ESP32 stabil

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Prinzipiell richtig, jedoch nutze ich primär die Zuluft, da das Bett ja direkt drunter ist. Das kühlt besser als die Abluft.

 

 

Garnicht - bin trotzdem ganz gut hingekommen.

 

 

einfach durch.