Nachdem ich mein Garagentor schon smart gemacht hatte, drängten sich über die Jahre in der Garage Probleme auf:
- Batterie muss bei Bedarf geheizt werden
- Aktuelle Lösung braucht immer noch 5 Watt im Standby
- Wallbox bei Stromüberschuss schaltbar machen
- Bewegungsmelder für Licht
- Neue Funkempfänger für Garagentor
Daraus ergaben sich ein paar Probleme, die ich nachfolgend gelöst habe. Für die Umsetzung habe ich wieder Teilprojekte abarbeiten müssen, die eventuell in späteren Beiträgen beachtet werden, damit dieser hier nicht zu lang wird (Platinenherstellung, Schaltschrank, Neuverkabelung).
Getrenntes Bedienungsfeld
Ich wollte zwingend neben der Tür ein Bedienfeld haben. Dieses sollte im besten Falle mit der Haupteinheit mit wenigen Leitungen kommunizieren. Da ich dort auch zwei OLED-Displays verbauen wollte, drängte sich I²C fast auf. Bei der Recherche musste ich allerdings feststellen, dass dieses nur auf sehr kurze Distanzen zuverlässig funktioniert. Ich habe deshalb den IC P82B715 eingesetzt, um die längeren Laufwege zu überbrücken. Außerdem kommt auf den Bedienfeld ein MCP23017 zum Einsatz, um die Ein- und Ausgaben über I²C zu regeln. Immerhin sind es acht Taster und ein Türsensor, die als Eingabe fungieren. Dazu kommen fünf Ausgaben für verschiedene LED-Sets.
Das alles habe ich mit vielen SMD-Bauteilen auf eine Platine gepackt. Die LEDs habe ich dabei verkehrt herum angebracht, so dass sie durch ein Loch in der Platine durchleuchten. Das Gehäuse habe ich mit einem 3D-Drucker angefertigt. Zusätzlich ist noch die Möglichkeit, dass mein Außensensor unserer Wetterstation mit 3V Dauerstrom versorgt werden kann. Bisher sind dort zwei AAA-Batterien verbaut.
Hauptplatine
Die Hauptplatine habe ich in einer alten Küchendose untergebracht. Sie ist relativ mittig in der Garage angeordnet und beherbergt einen ESP8266. Außerdem ist hier auch ein MCP23017 im Einsatz, der die Ein- und Ausgaben erweitert. Als Eingaben werden hier angenommen:
- 20V-Vorhanden
- 3x Funkfernbedienung
- Bewegungsmelder
- 2x Garagentor-Endpunkte
- Tür-Sensor
Als Ausgabe werden die 8 Relais angesteuert, die mittlerweile in einen extra Schaltschrank gewandert sind. Außerdem habe ich den A0-Port des ESPs für die Strommessung und D5 und D6 für ein PWM-Signal genutzt.
Motorsteuerung
Obwohl die alte Motorsteuerung des Chamberlain noch funktionierte, störten mich die 5 Watt als Dauerverbraucher. Ich benutze jetzt einen BTS7960 (H-Brücke als Modul), um den Motor in beide Richtung mittels PWM ansteuern zu können. Das gute an diesem Modul: Es gibt den Strom über ein analoges Signal aus. Man kann also eine Hinderniserkennung einbauen.
Bei der Umsetzung bediene ich mich auf den Relais: Ich schalte zuerst ein Netzteil zu, welches mit die 20V-Gleichstrom generiert. Liegen diese an, läuft der Motor sanft an und schiebt das Tor auf oder zu. Über die jeweiligen Endschalter kann ich die Endlage erkennen. Außerdem wird ständig der Strom überwacht, um ein Fahren gegen ein Hindernis zu erkennen.
Die eigentliche mechanische Umsetzung habe ich nicht geändert. Der Motor wird also weiterhin von einem alten Schaltnetzteil/Laptop-Ladegeräte betrieben. Nur die Platine/Ansteuerung habe ich ersetzt.
Lichtsteuerung
Ich habe in der Garage drei Lichter. Normalerweise wird nur das vordere Licht benutzt. Mittels Taster kann ich die anderen dazu schalten. Solange eine der beiden Türen offen ist, wird immer ein Licht getriggert und es bleibt nach dem Schließen auch im Timeout-Betrieb. In dieser Zeit ist der Bewegungsmelder aktiv und verlängert entsprechend den Timeout. Ich habe mich bewusst gegen eine reine Bewegungsmelder-Logik entschieden. Ich beobachte auf dem Hof, dass die Außenlichter ständig von Tieren angeschaltet werden. Ich will aber gar nicht wissen, wie oft Mäuse oder Ratten durch die Garage huschen – gesehen habe ich sie schon oft genug.
Wallbox über halbwegs intelligente Steuerung
Seit kurzem haben wir ein E-Auto. Entsprechend würde ich die Wallbox gerne so verwenden, dass es den Geldbeutel am meisten schont. Ich kann über den neuen Schaltschrank die Wallbox jetzt mit zwei Schützen entweder einphasig oder dreiphasig anschalten. Über MQTT erhalte ich Infos über den aktuellen Batteriezustand und den überschüssigen Strom. Das System entscheiden dann automatisch, welcher Schütz angeschaltet wird, um die Wallbox zu starten. Fällt der überschüssige Strom dann weg, schaltet es wieder ab. Das passiert auch, wenn kein Auto dran hängt – aber dieser Strom ist ja eh übrig.
Außerdem kann man über ein Menü auf dem OLED-Display zusätzlich das Laden aktivieren. Hier kann man vorgeben, wie lange mindestens geladen werden soll. Dies soll auch an bedeckten Tagen oder bei Nacht ein Aufladen ermöglichen. Leider kann ich bei meiner Wallbox den Ladestrom nur über einen Taster einstellen, aber immerhin merkt er sich den zuletzt eingestellten Wert.
Fazit
Natürlich ist mir bewusst, dass ich jede Funktion von meiner Steuerung auch hätte fertig kaufen können. Allerdings hätte das deutlich mehr Geld gekostet. Über meine DIY-Lösung habe ich sehr viel neues gelernt und in diesem Falle bin ich mit der Umsetzung sogar einigermaßen zufrieden. Quellcode und Kicad-Dateien gibt es wieder zum Download auf Github.