Meine Frau besitzt ein kleines Gewächshaus, in dem sie Salat, Gurken und anderes Gemüse für den Hausbedarf anbaut. Leider ist es so, dass sich wegen der relativ hohen Luftfeuchtigkeit regelmäßig Schimmel bildet. Da muss eine automatische Belüftung her. Das Gewächshaus besitzt zwar ein Dachfenster und eine Tür. Aber hierfür einen Öffnungsmechanismus zu bauen ist mir mechanisch zu aufwendig. Einfacher scheint ein Ventilator zu sein. Wenn der auch noch per Solar mit Strom versorgt wird, muss man auch kein schlechtes Öko-Gewissen haben.

Anforderungen:

Energieversorgung per Solar.
Es gibt drei Betriebsmodi
1. Manuelle Steuerung der Lüftung (an / aus).
2. Zeitsteuerung: an, aus für eine eingestellte Zeit. Danach: an, aus oder automatisch.
3. Automatisch: Geregelte Lüftung über Temperatur und Luftfeuchtigkeit:
  1. Lüften, wenn die Temperatur einen festgelegten Grenzwert überschreitet (Schutz gegen Überhitzung).
  2. Lüften, wenn die Feuchtigkeit einen festgelegten Grenzwert überschreitet (Anti-Schimmel).
  3. Nicht lüften, wenn die Temperatur einen festgelegten Grenzwert unterschreitet (Frostgefahr).
Die Grenzwerte für die Automatik sind im laufenden Betrieb einstellbar.
Aktuelle Messwerte und Grenzwerte sind abrufbar.
Die Einstellung und der Abruf der Werte erfolgt kabellos.
Beides ist mit einem Mobilgerät möglich.
Es gibt eine Anzeige für Betrieb und Fehlfunktionen.

Systemaufbau

Die Energieversorgung soll über Solar erfolgen. Die einfache Variante wäre, den Lüfter nebst Regelung direkt an die Solarzelle anzuschließen. Dies hätte zur Konsequenz, dass nur bei entsprechender Helligkeit gelüftet werden könnte. Dies erscheint unpraktisch. Besser ist es einen Akku zur Pufferung zu nutzen. Hinzu kommt ein Ladregler mit Tiefentladeschutz, der verhindert, dass der Akku werden überladen nicht tiefentladen wird. Eine passende Solarmodul kostet etwa 35 €. Einen Akku hatte ich noch aus einem nicht funktionierenden Scheibenenteisungsgerät fürs Auto. Den Ladregler habe ich für knapp 20 € gekauft. Bei diesem Preis lohnt sich das Selbermachen nicht.

Einen großen PC-Gehäuse-Lüfter (12 x 12 cm²) bekommt man im Schnäppchenmarkt für wenige Euros oder kann ihn aus einem Alten PC ausbauen. Solche Lüfter haben eine Fördermenge von einigen 10 m³ pro Stunde. Das Gewächshaus har ein Volumen von etwa 10 m³. Da kann das gesamte Volumen theoretisch mehrmals pro Stunde ausgetauscht werden.

Ein preiswerter Sensor für Temperatur ist der DHT11. Er die relative Luftfeuchtigkeit im Bereich 20-80 % mit einer Genauigkeit von 5% und besitzt einen Temperaturmessbereich von 0-50 °C mit einer Genauigkeit von 2 °C. Er ist für unter 5 € zu haben.

Die Kommunikation mit der Außenwelt erfolgt über Bluetooth. Ein einfaches Modul erhält man für weniger als 10 €.

Bedienelemente

Neben der Steuerung per Bluetooth und Android ab, gibt es eine minimalistische manuelle Steuerungsmöglichkeit über einen Taster und drei LEDs.

Manuelle Bedienelemente

Die LED sind im Normalzustand aus. Wird die Taste gedrückt, werden die LEDs eingeschaltet und zeigen den aktuellen Zustand an. Ein weiterer Druck auf die Taste schaltet die Steuerung in den nächsten Zustand: von "Automatik" nach "Manuell an" nach "Manuell aus" und wieder zurück zu "Automatik". Nach jedem Tastendruck wird die Taste zur Entprellung für ca. 100 ms gesperrt. Nach ca. einer Minute erlischt die Anzeige wieder.

Systembild

Ideen für Erweiterungen:

Man könnte die Akku-Spannung per ADC messen und in den jeweils aktuellen Wert im Funkprotokoll mitliefern. Hier müsst man aber erst einmal schauen, wie das Masse-Potential des Ladereglers beschaltet ist (= Minus-Pol des Akkus?).

Strom sparen ließe sich an vielen Stellen:

Die Versorgungspannung des DHT11 könnte man ebenfalls über einen Pin zur Verfügung stellen. Hierdurch hätte man die Möglichkeit einen externen Reset per Abschalten der Spannungsversorgung durchzuführen, falls er sich einmal Verhaspeln sollte. Man könnte ihn auch zum Stromsparen nur bei Bedarf einschalten (etwa einmal pro Minute).
Ähnliches gilt für den HC-05. Nur gelegentlich einschalten und schauen, ob jemand eine Verbindung möchte.
Der AVR selbst könnte in der Ruhemodus gehen und nur gelegentlich aufwachen.

Vielleicht reichen die o.g. Maßnahmen, um mit einem kleineren Solar-Panel auszukommen. Denn wenn es heiß wird und der Lüfter benötigt wird, scheint auch im Regelfall die Sonne.

Man könnte die Versionsnummer der Firmware ins Übertragungsprotokoll aufnehmen.

Genauere System-Zeiten würde man erhalten, wenn statt des Zählens der Schleifendurchläufe ein Timer eingesetzt würde.

Das Programm ist aktuell 2784 Byte groß. Es ließe sich gewiss auf 2048 Byte reduzieren und würde damit auch auf Mikroprozessoren passen, die nur 2 kB Flash besitzen.