Hilde wird smart!!! Die Planungen 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!
Quelle home-assistant.io
Quelle esphome.io
Smartes Wohnmobil – die Grundidee
Seit einigen Jahren setzen wir schon zu Hause die Heimautomatisierung mit Homeassistant und ESPhome 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.
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.
- Victron Energy SmartSolar MPPT 75-Volt 15 Amp: Ein Solarladeregler sammelt die Energie von Ihren Solarmodulen und speichert sie in Ihren Batterien. Mit der neuesten und schnellsten Technologie maximiert SmartSolar diese Energiegewinnung.
- Der Victron Energy SmartSolar Laderegler kann sogar eine stark entladene Batterie wieder aufladen. Er kann mit einer Batteriespannung von bis zu 0 Volt arbeiten, sofern die Zellen nicht dauerhaft sulfatiert oder anderweitig beschädigt sind
- Extrem Zyklenfest Sehr hohe Energiedichte Lange Lagerfähigkeit Lithium Technologie (LiFePO4, Lithium Eisenphosphat) Geringes Gewicht Nachhaltig, Batteriemanagementsystem (BMS), Bluetooth Überwachung, Batteriestatus immer im Blick 5 Jahre Herstellergarantie
- Leichtes Öffnen der Batterie durch Lösen von nur vier Schrauben. Kein verklebtes Gehäuse. Keine verlöteten Zellen. Unkomplizierter kostengünstiger Service und Reparatur. Tausch von einzelnen Komponenten möglich.
- Präzisere Messwerte - Unser thermometer innen verfügt über einen eingebauten, in der Schweiz hergestellten Sensor, der Ihnen genauere Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessungen in Celsius und Fahrenheit liefert. Luftfeuchtigkeits- und Temperaturänderungen werden 10x pro Sekunde gemeldet und hält eine Genauigkeit von ±0,2°C bei einer Temperatur von 0°C~65°C und ±2%RH bei einer Luftfeuchtigkeit von 10~90%RH.
- Mit einem noch größeren Bildschirm - Sie können Ihre Daten jetzt noch klarer auf einem fettgedruckten 3-Zoll-Display sehen, was es einfacher macht, Ihren Feuchtigkeitsmesser jederzeit zur Temperaturmessung zu verwenden. Sie können auch anhand lebendiger Symbole auf unserem Bildschirm überprüfen, ob Ihre Raumbedingungen Ihren individuellen Parametern entsprechen.
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 im smarten Wohnmobil
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 – Die Eigenbau Sensoren
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 an einem Ausstellungsmonitor 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.
- Broadcom BCM2711, Quad Core Cortex-A72 (ARM v8) 64-Bit SoC @ 1,5 GHz
- 1 GB, 2 GB, 4 GB oder 8 GB LPDDR4-3200 SDRAM (je nach Modell)
- Professionelle Leistung für schnelle Aufnahmen und 4K UHD Videos mit der SanDisk Speicherkarte; Im Lieferumfang inbegriffen ist die 2-jährige Nutzung der Software RescuePRO Deluxe zur Wiederherstellung von versehentlich gelöschten Bildern
- Dank der SanDisk QuickFlow-Technologie und schnellen Übertragung von bis zu 200 MB/s warten Sie nicht mehr lange bis Ihre Dateien auf Ihre SD Karte oder von der SD Karte auf den Computer übertragen sind
- Pi Power Supply USB-C for
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.
- ✅ Leistungsfähiger ESP8266-Microcontroller (ESP-12F) mit 802.11 b/g/n WLAN und integrierter 20dBm-Antenne.
- ✅ Komfortables Prototyping durch einfache Programmierung per Lua-Script oder Mikrocontroller-Code und Breadboard-kompatible Bauweise (27.5mm Pinleistenabstand).
- ✅ Leistungsfähiger ESP32-Microcontroller verbaut! Absolute Neuheit am Markt!
- ✅ Komfortables Prototyping durch einfache Programmierung per Lua-Script oder in der Arduino-IDE und Breadboard-kompatible Bauweise.
- ✅ Der AZ-Delivery D1 mini ist ein Mini-NodeMcu WiFi Board basierend auf einem ESP-8266-12F mit Micro-USB-Anschluss
- ✅ Dieses WLANboard enthält 9 digitale Ein- / Ausgangspins, alle Pins haben interrupt / pwm / I2C / 1-wire
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
- ✅ Leistungsfähiger ESP32-Microcontroller verbaut! Absolute Neuheit am Markt!
- ✅ Komfortables Prototyping durch einfache Programmierung per Lua-Script oder in der Arduino-IDE und Breadboard-kompatible Bauweise.
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 | |
| Raspberry | ca. 80 Watt |
| LTE Router | ca. 120 Watt |
| ESP32 | ca. 10 Watt |
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
Keine Produkte gefunden.
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 und die Kommunikation mit ESPhome klappt spielend einfach.
Alarmanlage / Tür- und Fensterkontakte
- ★Produktname:Magnetisch Reed-Schalter; Modell: MC-38; Verpackungsinhalt: 20 x Magnetisch Reed-Schalter, einige Teile installieren
- ★[Abmessung] - Kabellänge: 30cm Gesamtgröße: 17 mm x 10,6 mm (0,67" x 0,42 "(L * T))
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
- Victron Energy SmartSolar MPPT 75-Volt 15 Amp: Ein Solarladeregler sammelt die Energie von Ihren Solarmodulen und speichert sie in Ihren Batterien. Mit der neuesten und schnellsten Technologie maximiert SmartSolar diese Energiegewinnung.
- Der Victron Energy SmartSolar Laderegler kann sogar eine stark entladene Batterie wieder aufladen. Er kann mit einer Batteriespannung von bis zu 0 Volt arbeiten, sofern die Zellen nicht dauerhaft sulfatiert oder anderweitig beschädigt sind
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.
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.
| Sensor | GPIO |
| Temperatur Alkoven | 14 |
| Temperatur außen | 13 |
| Temperatur innen | 16 |
| Abwasserfach | 26 |
| Gasfach | 25 |
| Seitenfach (Keller) | 33 |
| Eingangstür | 32 |
| Küchenfenster | 35 |
| Fenster Wohnzimmer | 34 |
| Fenster Sitzbank | 17 |
| Schnittstelle Solaranlage |
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 im smarten Wohnmobil
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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Hallo Pascal,
die Gemeinde der smarten Wohnmobil Nutzer wächst. Bin über die Seite von Kai-Uwe Pielka dazu gekommen und habe es dann mit OpenHab und einem Raspberry Pi umgesetzt. Seit ein paar Jahren nutze ich Home Assistant und bin davon absolut begeistert. Näheres dazu auf meiner Seite https://schleeh.de
Freue mich auf den Austausch!
Gruß Hannes
Hallo Hannes, du bist ja schon um einiges weiter. Leider stockt es im Augenblick, irgendwie kommt immer was anderes dazwischen und das Wetter spielt auch nicht für den einen oder anderen Test mit 😉 Wir bleiben dran!! 😉
VG Pascal
Hallo Pascal.
Ich habe mir eine Bluetti AC200MAX zugelegt. Das ist eine Powerstation mit einem 230V Ausgang, der 2.2 kW mit einem richtigen 50 Hz Sinus dauerhaft ausgeben.
Damit habe ich eine kräftige 230V Quelle, mit der ich auch die Blei Batterien laden könnte.
Im Winter kann ich die Bluetti ins Haus mitnehmen und dort benutzen.
Die Bluetti ist natürlich in dem Home Assistant integriert.
In der Zwischenzeit sind meine Aufbaubatterien in der Leistung zusammengebrochen. Die Batterie haben keine Nacht mehr durchgehalten.
Nun werkeln zwei neu 100Ah LiFePo4 Batterien von Supervolt im Aufbau.
Die erste Batterie ist schon im Home Assistant integriert. Die andere wird bald folgen.
Jetzt habe ich 4,5 kWh Batteriekapazität im Mobil.
Das Gesamtgewicht der Batterien entspricht dem Gewicht der alten Blei Batterien. Die hatten aber nur 1kWh Kapazität.
Wenn ich weitere Funktionen hinzugefügt habe, dann werde ich berichten.
Gruß
Andreas
Hallo Andreas,
was machst du denn mit der ganzen Leistung? Wir haben nur einmal 100 Ah und kommen damit sehr lange aus 😉 Hast du auch eine Solaranlage auf dem Dach?
VG Pascal
Hallo Pascal.
Ich bin auch dabei eine Home Assistant Autoation in mein Wohnmobil einzubauen.
Ich mag nicht diese vielen Displays, die jeder Hersteller für ihre Geräte anbieten.
Ich will auch nicht darüber nachdenken welche App ich nun auf dem Handy öffnen muss um z.B. das Gasgewicht in der Gasflasche anzuzeigen.
Home Assistant bietet auch einen Datenbank für die Sensorwerte.
Einige Funktionen sind schon realisiert.
– Dimmen aller LEDs mit H801 Lichtmodulen
– Erfassen des Landstromverbrauchs mit einem Sonoff POW. Wenn der bezahlte Landstrom in der Nacht fast verbraucht ist, dann schalte ich den Landstrom ab. Ich kann dann mit dem Rest-Landstrom am Morgen den Kaffee kochen und die Haare föhnen.
– Kühlschrank und Eisfach Temperatur.
– Umbau einer Personenwaage zu einer Gasflaschenwaage. Hier kam Tasmota mit einem HX711 Modul zum Einsatz.
– Messen der Innentemperatur mit Luftfeuchte und Luftdruck.
Ich habe auch schon weitere Sensoren beschafft um weitere Daten einzulesen.
– Das LIN Modul für die Truma Steuerung
– Ein Ultraschallsensor um das Frischwasserniveau zu erfassen.
In Planung ist eine LiFePo4 Batterie mit einem Daly BMS. Für das Daly BMS gibt es auch eine ESPHome Integration. Die Batterie habe ich noch nicht.
Zur Zeit kann ich die Statusdaten aus dem Wohnmobil mit meinem eigenen konfigurierten Voice Assistenten abrufen. Ich kann mit dem Voice Assistenten das Licht schalten. Zustazlich habe ich ein Button-Overlay auf meinem Android Handy. Damit frage ich auch den Status ab.
Ich kann aus der Ferne das Licht schalten.
Ich kann mir einen Google Maps Link mit der Position des Wohnmobil zuschicken. Dann navigiere ich zum zum Stellplatz des Wohnmobil.
Wenn ich im WLan des Wohnmobil bin, dann nutze ich das MQTT Protokol um die Befehle zu senden.
Wenn ich kein Womo WLan habe, dann werden die Befehle mit SMS an das HotSpot Handy im Wohnmobil geschickt. Die Befehle wernden dann von diesem Handy mit MQTT an das Home Assistant weitergeleitet.
Das Hotspot Handy benutzt auch die 200 MB SIM.
Ich bekomme für alle wichtigen Signale Notification aufs Handy.
Temp-Warnungen des Kühlschranks und des Innenraums.
Gas Warnungen wenn der Inhalt der Gasflasche weniger als 1 kg hat.
Warnungen wenn der bezahlte Landstrom fast verbraucht ist.
Eine Warnung wenn der Landstrom ausgeschaltet wird.
Die Automatisierung macht viel Spass und wer hat schon einen Voice Assistenten auf dem Handy der nicht auf den Namen Alexa, Siri oder Cortana hört. Mein Voice Assistent läuft lokal.
Ich bin gespannt, wie es bei dir weitergeht.
Gruß
Andreas
Moin Andreas, da bist du ja schon um einiges weiter als ich. Läuft bei dir alles auf einem pi? Da sind ganz viele gute Ideen bei!
Wenn du eine Homepage hast, würde ich dich gerne verlinken.
VG Pascal
Moin Pascal.
Ich hatte zuerst einen Paspberry Zero W2.
Der lief zu anfang sehr gut. Die Datenbank mit den History Values wurde mit jedem neuen ESP8266 immer größer. Zur Zeit habe ich einen Raspberry PI 3. Der hat den doppelten RAM Speicher. Eine Homepage habe ich nicht.
Gruß
Andreas
Ja, am Anfang geht das noch. Alles unter einem Pi 3 würde ich auch nicht einsetzen. Nimmt eine SSD als Medium gebt’s noch mal ein wenig schneller 😉
VG
Hallo Andreas und Pascal,
ich starte auch gerade die WoMo-Smartisierung.
Können wir uns per E-Mail o.ä. austauschen?
Gruss, Stephan