Hilde wird smart!!! Die Planung laufen für ein smartes Wohnmobil mit ESPHome und Homeassistant. Was man damit machen kann und wie man das mit Homeassistant, einem Raspberry, einem ESP32 und ein paar Sensoren realisieren kann, zeige ich euch hier!

smartes wohnmobil homeassistant
Homeassistant und…
smartes wohnmobil esphome
… ESPHome

Quelle home-assistant.io

Quelle esphome.io

Smartes Wohnmobil – die Grundidee

Seit einigen Jahren setzen wir schon zu Hause die Heimautomatisierung mit Homeassistant ein. Die freie Software hat einfach den Vorteil, dass viele Plattformen, wie Homematic, MAXX! und Co unterstützt werden.

Awaken your home

Open source home automation that puts local control and privacy first. Powered by a worldwide community of tinkerers and DIY enthusiasts. Perfect to run on a Raspberry Pi or a local server.

GET STARTED VIEW DEMO BROWSE 1900+ INTEGRATIONS

https://www.home-assistant.io/

Es gibt mittlerweile über 1900 Integrationen, d.h. unterstützte Komponenten, die sich mit Homeassistant steuern lassen. Dabei gibt es aber nicht nur Kauflösungen, sondern auch was für Bastelkinder. Mit ESPHome kann man z.B. Sensoren, viele davon sind bestimmt schon von Arduino Basteleien bekannt, mit Homeassistant verbinden lassen. Und das ist alles so einfach, dass es fast schon jeder bedienen kann. Also nicht mehr nur für die Elektrotechniker und IT Nerds unter uns.

In Hilde, unserem Wohnmobil, haben wir jetzt schon einen victron Solarregler, eine Temperaturanzeige und eine Wohnmobil Batterie mit einem BMS verbaut. Die Anzeige für die Füllstände von der Starterbatterie, der Aufbaubatterie, dem Frischwasser und dem Abwasser sind bei uns noch analog.

Schaltzentrale Boardnetz
Analoge Anzeigen

Meine Idee ist jetzt, alles in einer Smarthome Umgebung zu vereinen.

Smarthome im Wohnmobil? Macht das denn überhaupt mit Homeassistant Sinn?

Ja natürlich! Und das beste daran: Plattformübergreifend! Stellen wir uns mal vor wir haben ein neues Wohnmobil. Es ist eine Alarmanlage im Wohnmobil, eine Heizung und eine Lifepo4 Batterie mit BMS. Die Infos über Frischwasser und Abwasser können auch abgerufen werden.

Für die Baugruppen gibt es jetzt jeweils eine App. Also eine von Truma, um die Heizung mit dem Handy zu steuern. Die andere ist von XY um die Infos der Batterie auszulesen und Euramobil bietet die Infos über die Füllstände auch über eine App an. Puuh ganz schön viele Apps und ein großes Durcheinander. Wir haben also bei Neukauf schon ein Wohnmobil das smart ist, aber alles gemischt. Mit Homeassistant hat man die Möglichkeit alles unter einer Anwendung zu bringen und das Wohnmobil mit Automatisierungen noch smarter zu machen.

Automatisierung können sein:

  • Morgens um 7 Uhr, es sind weniger als 13 Grad draußen, schalte die Heizung ein
  • die Sonne ist untergegangen, schalte die Außenbeleuchtung ein
  • der Frischwasserfüllstand ist kleiner 20 %, schicke mir eine Nachricht auf mein Handy
  • das Gas ist fast leer -> Nachricht aufs Handy
  • der Alarm wurde ausgelöst, schalte neben der Sirene auch Licht im Innenraum an und sende mir eine Nachricht auf das Handy

Mit ein bisschen Fantasie ist die Liste fast unbegrenzt erweiterbar. Vieles ist natürlich Spielerei, manches aber auch richtig praktisch.

Homeassistant

Die quelloffene Software bildet das Grundgerüst zur Wohnmobilautomatisierung. Durch die stetig wachsende Community, in der es ganz viele Entwickler gibt, werden immer mehr Produkte unterstützt. Durch diese Unterstützung lässt dich dann z.B. die Lichtsteuerung in Homeassistant integrieren und steuern.

Wie und auf welcher Hardware man die Software installieren kann, wird hier gut beschrieben: Homeassistant Installation

ESPHome

ESPHome ist eine Integration für Homeassistant. Mit der Software können auf einfachem Weg Sensoren und Aktoren, angeschlossen an einem Mikrochip, mit Homeassistant über Funk “sprechen”. Somit ist z.B. der Selbstbau eines Thermometers günstig und einfach möglich.

Installation von ESPHome unter Homeassistant beschreibt alle notwendigen Schritte um mit ESPHome loszulegen. Die Sensoren unter ESPHome sind grundsätzlich so programmiert, dass alle Geräte automatisch von Homeassistant erkannt werden.

Raspberrypi

Der Raspberry pi ist ein Einplatinencomputer mit vielen programmierbaren Ein- und Ausgängen. Der Raspberry hat eine große Community und wird in vielen Bereichen eingesetzt. Letztens habe ich einen bei Ikea entdeckt 🙂

Für den Raspberry wurde ein eigenes Betriebssystem entwickelt, Raspberry Pi OS . Dies basiert auf der Linuxdistribution Debian. Den Pi gibt es mit 2 GB, 4 GB oder 8 GB RAM Speicher. Zum Betrieb wird neben dem Pi ein Netzteil und eine SD Karte benötigt.

ESP Mikrocontroller

Die ESP Mikrocontroller gibt es auch in verschiedenen Ausführungen. Günstig zu bekommen sind die kleinen ESP 8266, die aktuellen ESP 32 haben neben WLAN auch Bluetooth on Board und sind wieder etwas schneller geworden. Zum Basteln würde ich Board mit USB Anschluss und herausgeführten Ein- und Ausgängen. Für kleinere Anwendungen ist der wemos d1 mini sehr beliebt. Auf den Mini Chips kann dann die Konfiguration von ESPHome drauf geladen werden. Diese können dann über WLAN mit Homeassistant kommunizieren.

Die Planung für Hilde

Für Hilde sind zwei Varianten geplant. Wenn das Wohnmobil nicht im Einsatz ist, also entweder auf der Straße oder am Winterstellplatz (lest dazu auch: Wohnmobil winterfest machen) steht, sollen nur einige Grundfunktionen verfügbar sein.

Diese Grundfunktionen sollen umgesetzt werden:

  • Temperatur und Luftfeuchtigkeit aus drei Bereichen
  • Tür- und Fensterkontakte zur Umsetzung einer Alarmanlage
  • Messung der Leistungsdaten der Solaranlage
  • Daten werden über das LTE Netz in die Heimautomatisierung nach Hause geschickt

Durch diesen kleinen Anwendungsbereich kann alles mit einem ESP32 umgesetzt werden. Der Vorteil hierbei ist der geringe Stromverbrauch. Betrachtet man den Verbrauch in 24 Stunden mit einem Raspberry und geht davon aus, dass die Solaranlage in der Zeit nur ca. 100 Watt Leistung erzeugen kann, wird der Akku des Wohnmobils im Winter nicht lange halten. Vermutlich wäre die Batterie nach ca. 10 Tagen leer. Bei einem Einsatz mit ESP könnte der tägliche Energiebedarf eines Tages durch die Solaranlage sogar fast gedeckelt werden. Das wird sich dann zeigen…

Stromverbrauch Geräte / Tag
Raspberryca. 80 Watt
LTE Routerca. 120 Watt
ESP32ca. 10 Watt
Leistungsvergleich
smartes Wohnmobil mit homeassistant und esp home
Planung der Sensoren

Geht es aber auf Reise, könnte ich mir vorstellen, dass weitere Funktionen mit einem Raspberry hinzukommen. Der Raspberry ist natürlich viel leistungsfähiger als ein kleiner ESP Chip. Rein theoretisch könnte der kleine Computer in der aktuellen Konfiguration sogar einen Office PC ersetzen.

  • eigene Homeassistant Installation
  • Messung der Füllstände von Frisch- und Abwasser
  • Temperaturmessung Kühlschrank
  • Überwachung der Gasflaschen mit einer digitalen Waage
  • Ortung durch GPS
  • Steuerung das Abwasserventils
  • Beleuchtungssteuerung
  • Hilfe bei der Nivellierung von Wohnmobil oder Wohnwagen

Temperaturmessung und Erfassung der Luftfeuchtigkeit

Zur Temperaturmessung nutze ich DHT22 Sensoren. Die haben den Vorteil, dass Temperatur und Luftfeuchtigkeit gemessen werden können. Dieser Sensortyp ist leider nicht der präziseste, aber in dem Anwendungsbereich sind kleine Abweichungen hinnehmbar.

Alarmanlage / Tür- und Fensterkontakte

Alle Fenster und Türen sollen mit einem einfachen Reed Kontakt überwacht werden. Reed kontakte sind nichts anderes als magnetische Schalter. Entfernt sich der Magnet vom Sensor, wird ein Signal an den ESP gesendet. Wird ein Fenster oder eine Tür geöffnet, schickt der ESP eine Nachricht nach Hause oder auf das Handy. Alternativ könnte man auch noch eine Sirene verbauen.

Auslesen der Leistungswerte der Solaranlage

Die victron Solarregler haben eine Schnittstelle zur seriellen Datenübertragung verbaut. Dadurch können die Werte der Solaranlage (Spannung der Paneele, aktuelle Leistung) erfasst und an den ESP übertragen werden. Dadurch kann man auch aus der Ferne die Leistung der Solaranlage überwachen.

Übermittlung der Werte nach Hause

Jetzt wurden ganz viele Daten an den ESP in Hilde übermittelt die anschließend auch irgendwie in die Heimautomatisierung zu Hause übertragen werden sollen. Dazu verwende ich Webhooks. Bei einem Webhook werden einfach die Daten als HTTP Post Befehl an die URL des Servers zu Hause übermittelt. Dadurch, dass einfach nur Text übertragen wird, halten sich die benötigten Datenmengen auch relativ gering. Ich plane mit einem kostenlosen Datentarif, der auf 200 MB / Monat begrenzt ist, hinzukommen. Im Falle einer Reise wäre das kein Problem, da wir Internet im Wohnmobil haben, aber durch die lokale Homeassistant Installation auch gar nicht notwendig. Denn die Daten können ja dann direkt vor Ort verarbeitet werden.

homeassistant wohnmobil
Die ersten Tests sehen schon ganz gut aus

Belegung der Ports vom ESP

So ein kleiner ESP32 hat natürlich nur eine begrenzte Anzahl an Ports, also nur wenige Ein- und Ausgänge. Für die hier geplanten Sensoren im “Ruhemodus” sollten die GPIOS (Ports) ausreichend sein.

SensorGPIO
Temperatur Alkoven14
Temperatur außen13
Temperatur innen16
Abwasserfach26
Gasfach25
Seitenfach (Keller)33
Eingangstür32
Küchenfenster35
Fenster Wohnzimmer34
Fenster Sitzbank17
Schnittstelle Solaranlage
So könnte eine Beschaltung Aussehen

smartes Wohnmobil Prototyp
Mit einem Prototyp fängt alles an

Verkabelung

Selbst für diese einfachen Anwendungen kommen doch ganz schön viele Sensoren zusammen, die verkabelt werden müssen. Stand jetzt werde ich CAT 7 Leitungen aus der Netzwerktechnik verwenden. Also die Kabel, die man auch an seinem PC zum Router oder zur Netzwerkdose nutzt. Durch die gute Abschirmung sollte es auch keine Probleme mit Störungen durch andere Leitungen geben.

Jetzt bin ich angefixt – Was wird es sonst noch geben

Das war der erste Teil. In den nächsten Teilen erkläre ich die einzelnen Schritte der Integration der Sensoren. In der Grundidee wurden schon einige Sensoren verwendet. Im Reisebetrieb kann das smarte Wohnmobil noch um viele Funktionen erweitert werden…

Wenn ihr noch Anmerkungen, Kritik oder Fragen habt, meldet euch gerne in den Kommentaren, per Email oder in den Social Media Kanälen.

Eure Viercamper 🤙

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