Von der Lichtsteuerung bis zur Alarmanlage, ein innovatives Wunderwerk der Technik:
Die Steuerung der elektrischen Geräte in unserem Camper übernimmt eine selbst entwickelte Mikroprozessorsteuerung die aus einigen AVR Mikrocontrollern und einem Raspberry PI Zero besteht. Bei der Entwicklung war uns wichtig, neben den unschlagbar kleinen Selbstbaukosten von ca. 100 Euro (je nach Ausbaustufe), dass wirklich alle elektrischen Geräte in unserem Camper eingebunden sind und es keine weitere Licht- und Heizungsregelung wird. Selbst die Alarmanlage ist Teil der Selbstbausteuerung und keine externe Komponente. Die Smart Camper Steuerung lässt sich komplett frei konfigurieren und alle unterstützten Komponenten lassen sich auch deaktivieren. So kann auch nur ein Teil der Steuerungsmöglichkeiten genutzt werden und später, je nach Bedarf, eine Erweiterung stattfinden. Flexibilität bis ins Detail.
Sämtliche kritische Steuerungsaufgaben, wer will schon dass die Trittstufe während der Fahrt ausfährt, werden dabei von den AVR Controllern erledigt. Diese sind sehr zuverlässig, lassen sich von außen nicht manipulieren und verbrauchen so gut wie keinen Strom. Der Raspberry PI dient als Schnittstelle zur Außenwelt, bereitet aufgezeichnete Daten grafisch auf und übernimmt die Softwareaktualisierung der AVR Mikrokontroller. Bis auf die kleinen Mikrokontroller die die Daten der Votronic Komponenten zur Verfügung stellen, sind alle Einheiten bequem über das Netzwerk aktualisierbar. Die DIY Camper Steuerung darf von jedem frei nachgebaut werden, bei Fragen einfach Kontakt mit mir aufnehmen.
Die Steuerung wurde in mehrere Module aufgeteilt, dies hat den großen Vorteil, dass sich die Komponenten sehr leicht an die verschiedenen Gegebenheiten anpassen lassen und man nicht an eine feste Einheit, für ein spezielles Setup, gebunden ist. So sind auch alle Schaltkomponenten extern angeschlossen und man ist frei was die Leistungsfähigkeit der Schalter betrifft, dazu aber später mehr.
Der Kern der Steuerung besteht aus einem Hauptcontroller, ein ATMega 1284, und einem Raspberry PI Zero W*. Optional kann noch ein CAN Modul, auch dazu später mehr, auf die Haupteinheit gesteckt werden.
Weitere Komponenten, die aber schon speziell für unser Setup entwickelt wurden, sind die Erweiterungseinheit, bestehend aus der Kommunikation mit unseren Votronic Komponenten (MPP 430, 1212-50, sowie Smart Shunt), eine Erfassung unserer Votronic Tanksensoren, eine Stromüberwachung, eine Audioausgabemöglichkeit, sowie ein RF Empfänger für die Kurzstrecken Fernbedienung. Weiter gibt es noch ein Modul zur Steuerung unseres MaxxFan.
Im Fahrerhaus sind Sensoren für Licht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, ein Bewegungsmelder, sowie eine elektronische Wasserwaage verbaut.
Neben der mechanischen Ansteuerung über beleuchtete Taster, oder das Votronic Jupiter System, kann das System über das Netzwerk bedient werden. Zum einen kann die Smart Camper Steuerung über das vorhandene MQTT Interface in jede MQTT fähige Software (Home Assistant usw.) integriert werden und zum anderen besteht die Möglichkeit das Camper System über das Handy oder Tablet zu bedienen. Hierzu habe ich eine Android Software geschrieben die Daten grafisch aufbereitet und eine Ansteuerung mittels Touchdisplay ermöglicht. (Die App wurde inzwischen deutlich erweitert, siehe Link Software)
Ich habe mich bewusst gegen ein fest verdrahtetes, oder sogar speziell für diesen Zweck entwickeltes, Display entschieden, denn das "Look and Feel" einer Camper Steuerung ist so individuell wie der Camper selbst. Wer will sich schon in ein festes Bedienkorsett zwingen lassen? Durch das MQTT Interface ist es möglich sich sein ganz individuelles Display zusammenzustellen, oder man setzt auf die schon fertige Android Lösung. Das Android Programm kann auf einem kleinen Tablet, haben wir nicht, auf einem Android Handy oder wie bei uns auf dem Android Autoradio installiert werden. Die Vorteile liegen auf der Hand, denn die Software kann zentral über den PlayStore aktualisiert werden und Android Geräte sind in jeder Größe und Leistungsklasse erhältlich. Man legt sich nicht fest und hat weltweiten Remotezugriff auf alle Informationen im Fahrzeug, aber auch dazu später mehr.
Wie oben schon erwähnt habe ich die Steuerungselektronik bewusst von der Leistungselektronik getrennt, so ist es möglich je nach Leistungsbedarf (Wasserpumpe, Trittstufe usw.) entsprechende Schalter oder Relais anzuschließen ohne sich vorab festlegen zu müssen. Bei uns kamen FET Schalter* sowie eine Relaisplatine* die wir bei Amazon gekauft haben zum Einsatz.
Das System besitzt 52 ! frei verwendbare IO Ein- Ausgänge und hat Anschlüsse für Tanksensoren und die Votronic Komponenten. Weiter ist eine I2C, RS232, Ethernet, Bluetooth, MQTT, sowie CAN Schnittstelle zur Kommunikation mit der Außenwelt vorhanden. Ein LIN Bus, eine freie RS232 Schnittstelle steht zur Verfügung, ließe sich adaptieren, da wir aber keine LIN Bus Geräte wie z.B. eine Truma Heizung besitzen wurde das bei uns nicht benötigt. Durch das offene Konzept und die vorhandene MQTT Schnittstelle sind die Möglichkeiten eigentlich unendlich, lediglich die Software bestimmt über den Funktionsumfang des Gesamtsystems und wie oben schon erwähnt ist diese bequem über den Playstore aktualisierbar.
Bereits umgesetzte Softwarefeatures sind u.a.:
Fahrzeugbeleuchtung Spots und Ambient (Dimmbar + Fernbedienung)
Wasserpumpe (Garage, Spüle, Dusche)
Trittstufe mit LED Beleuchtung inkl. Automatik (Tür, D+, Alarm, Fernbedienung)
Beleuchtung in der Regenrinne (Dimmbar + Fernbedienung)
Einbindung und Überwachung des Landstromanschlusses (Victron MultiPlus)
Da wir noch im Ausbaustadium sind fehlt natürlich noch das eine oder andere an Softwarerealisierung, aber das Schöne an Software ist ja, das kann man alles nach und nach, auch unterwegs, z.B. an Regentagen, entwickeln und/oder optimieren. Wahrscheinlich auch der größte Vorteil gegenüber einer Fertiglösung, wo man was bekommt was unveränderbar und letztendlich vielleicht sogar unbefriedigend ist. Ein Selbstbau macht zudem auch viel mehr Spaß!
In unserem Camper gibt es keine Schalter, einzige Ausnahme ist der Schalter für die elektrische Warmwasseraufbereitung (230V), alles ist über beleuchtete Taster realisiert. In vielen Fällen haben die Taster auch Sonderfunktionen, z.B. für das Dimmen der Lichter.
Die Funktionen im Detail:
Warmwasser:
Wie oben schon erwähnt ist der einzige Schalter im Fahrzeug für die elektrische Warmwasseraufbereitung vorgesehen. Aber auch dieser Schalter hat eine kleine Sonderfunktion.
Schalter eingeschalten:
Warmwasser wird dauerhaft über den Wechselrichter mit 230V erwärmt.
Schalter wird kurz ein- und wieder ausgeschaltet:
Warmwasser wird für eine Stunde erwärmt. (Nachlaufsteuerung für 1 Stunde, was für die meisten Situationen ausreichend sein dürfte)
Schalter wird erneut kurz eingeschaltet:
Ist die Nachlaufsteuerung aktiv wird sie durch ein erneutes kurzes ein- und ausschalten deaktiviert.
Licht und Ambientbeleuchtung (oder Leselicht):
An allen wichtigen Stellen sind Taster für die Beleuchtungen vorhanden, es gibt immer einen Taster in Griffnähe und man muss nicht suchen wo sich eine Eingabemöglichkeit befindet. Also an beiden Seiten des ausziehbaren Bettes, in der Küche, am Eingang der Dusche, an der Schiebetüre und auch vorne im Fahrerraum. Die Taster sind beleuchtet und die Helligkeit der Beleuchtung wird über die Helligkeit im Fahrzeug geregelt. Findet im Fahrzeug keine Bewegungserkennung statt, z.B. beim Schlafen oder wenn es geparkt ist, geht die Beleuchtung ganz aus. Die Geschwindigkeit der Dimmerfunktion und der Timeout für die Bewegungserkennung ist frei konfigurierbar.
Taster wird kurz gedrückt:
Licht schaltet sich ein- oder aus. Die Helligkeit wird beim ausschalten gespeichert und beim wieder einschalten wiederhergestellt.
Taster wird lang gedrückt:
Das Licht wir auf- oder abgedimmt.
Taster wird kurz dann lang gedrückt:
Die Dimmerfunktion kehrt sich um.
Taster wird 2x kurz gedrückt:
Das Licht wird auf maximale Helligkeit eingestellt.
Taster Licht und Ambient gleichzeitig lang gedrückt:
KeyPanic Event wird an den EventHandler gesendet.
Elektrische Trittstufe:
Am Küchenblock, links neben der Trittstufe im Eingangsbereich, sind 2 beleuchtete Taster für die Bedienung der elektrischen Trittstufe. Diese hat 3 Modi (manuell, automatisch und voll automatisch) die nach Bedarf ausgewählt werden können. In jedem Modus haben die Taster eine frei konfigurierbare maximale Aktionszeit, sie schalten sich also nach dieser Zeit automatisch ab und müssen dann erneut gedrückt werden. Mit diesem Timeout wird verhindert, dass die Trittstufe längere Zeit an den Anschlag fährt und dort blockiert. Unsere Thule Trittstufe hat ja keine Anschlagerkennung oder Endschalter. Diese frei einstellbare Zeit wirkt sich auch auf die Automatik aus. Es gibt auch noch einen weiteren Parameter der die Zeitspanne beim blockieren bestimmt, dazu aber später mehr. Die Trittstufe kann bei laufendem Motor ein- aber nicht ausgefahren werden. Dies verhindert ein unbeabsichtigtes ausfahren während der Fahrt, z.B. über eine externe Steuerungsanforderung (Handy, Touchpad, Autoradio usw.).
Wird der Motor gestartet und die Trittstufe ist noch ausgefahren ertönt ein akustisches Warnsignal. Im vollautomatischen Betrieb fährt die Trittstufe beim Starten des Motors automatisch ein (sofern sie nicht gelockt ist) und das Warnsignal geht nach einfahren der Trittstufe automatisch wieder aus.
(Modus manuell)
Taste gedrückt:
Die Trittstufe fährt solange der Taster gedrückt bleibt ein- oder aus. Die Aktionszeit ist durch den konfigurierbaren Timeout begrenzt, kann aber durch erneutes drücken verlängert werden.
(Modus automatik)
Taste einfahren kurz gedrückt:
Die Trittstufe fährt automatisch ein. Die Aktionszeit ist durch den konfigurierbaren Timeout begrenzt. Ist die Trittstufe bereits eingefahren wird keine Aktion ausgelöst. Wird die Taste im laufenden Betrieb erneut gedrückt stoppt der Motor sofort.
Taste einfahren gedrückt gehalten:
Wie Modus manuell.
Taste ausfahren kurz gedrückt:
Die Trittstufe fährt automatisch aus. Die Aktionszeit ist durch den konfigurierbaren Timeout begrenzt. Ist die Trittstufe bereits ausgefahren wird die Trittstufe im ausgefahrenen Zustand gelockt (siehe vollautomatischer Betrieb). Wird die Taste im laufenden Betrieb erneut gedrückt stoppt der Motor sofort.
Taste ausfahren gedrückt gehalten:
Wie Modus manuell.
(Modus voll automatisch)
Tastensteuerung:
Wie Modus automatik.
Motor wird gestartet oder Schiebetüre wird geschlossen:
Ist die Trittstufe bereits eingefahren wird keine Aktion ausgelöst. Ist sie ausgefahren und nicht gelockt (siehe Modus automatik) wird sie automatisch eingefahren.
Der Ring, äähhhmmmm, Knopf der sie alle Knechtet:
Im Eingangsbereich unseres Campers befindet sich ein Taster der eine "wir verlassen den Wagen" Funktion ausführt. Was genau alles passieren soll wenn man ihn betätigt ist natürlich über die Software konfigurierbar. Aktuell zieht er die Trittstufe ein (wenn ausgefahren), macht alle Lichter aus (wenn eingeschalten), schaltet die Wasserpumpe aus (wenn sie noch läuft), macht die Haube unseres MaxxFan zu (wenn sie geöffnet ist), schaltet die Belüftung unserer Dusche und der TTT in einen Stromsparmodus und schließt alle Kugelhähne (wenn diese geöffnet sind). Das ganze ist IMHO wirklich praktisch weil man nach dem aussteigen einfach nur diesen einen Taster betätigen muss und der Camper so alles für das Verlassen vorbereitet und in den Schlafmodus versetzt wird.
Der Taster ist wie alle unsere Taster beleuchtet. Die Helligkeit wird automatisch an die Helligkeit im Wagen angepasst, wenn es also dunkel ist wird auch die Tasterbeleuchtung herunter gedimmt und ist es sehr hell wird auch die Beleuchtung heller. Ist im Fahrzeug keine Aktivität mehr erkennbar, Bewegungsmelder, Lichter etc., also auch beim schlafen oder wenn der Camper geparkt ist, schaltet sich die Beleuchtung nach einer konfigurierbaren Zeit selbstständig ab.
Camper Van Leveling, oder einfach nur, das sollte eine Camper Steuerung schon können:
Wie oben schon erwähnt haben wir im Fahrerhaus eine elektronische Wasserwaage verbaut. Sie besteht aus einem kleinen Modul mit ADXL345 Sensor* und einer Software die die Daten visualisiert. Die Camper Steuerung holt die Daten vom Beschleunigungssensor ab, bereitet sie entsprechend der gespeicherten Einstellungen auf und verteilt sie an die angemeldeten Android Geräte. Diese hübschen das ganze grafisch auf und erlauben eine Konfiguration zu speichern. Die Syncdaten, also der Offset durch den Einbau und des Moduls selbst, werden dabei nicht auf dem Android Gerät gespeichert, sondern zentral in der Camper Steuerung. So bekommt jeder durch die Echtzeitsynchronisierung dieselben Daten. Vor dem Einbau wird das Modul zum Kalibrieren in alle Richtungen geschwenkt, die Camper Steuerung erkennt das automatisch und speichert die Kalibrierungsdaten ebenfalls zentral ab. Eine Schaltfläche zum Kalibrieren braucht es daher nicht. Im folgenden Video seht ihr die Funktion in Aktion, zum besseren Veranschaulichen ist das schwenken natürlich mit einem baugleichen Modul auf dem Schreibtisch simuliert. Das Fahrzeug lässt sich ja nicht so rumwerfen und man will ja was sehen.
In der Android App lässt sich einstellen wie die Werte angezeigt werden sollen und es ist auch möglich die Sensibilität der virtuellen Luftblase zu konfigurieren. Standardmäßig werden die Werte in Grad angezeigt, sind die Fahrzeugdaten, also die Achsabstände, aber bekannt können diese auch in Höhenmaße umgerechnet werden. Die Anzeige wechselt dann auf Zentimeter.
Camper Van, GPS Tracker und mehr:
Nachdem wir uns im letzten Video die elektronische Wasserwaage angeschaut haben, auf die komme ich nochmal zurück wenn ich euch die integrierte Alarmanlage vorstelle, möchte ich dieses mal einen Ausflug in die GPS Welt wagen. Was wäre schon eine moderne Camper Steuerung ohne GPS Integration.
Ich habe dazu wieder ein kleines Video gedreht, so kann man vieles besser zeigen und sieht gleich um was es geht.
Wie an anderer Stelle schon gesagt/gezeigt kann die Android Software auf beliebig vielen Geräten installiert sein und alle Geräte werden in Echtzeit miteinander synchronisiert. Es ist also auch möglich Zuhause, oder sonst wo, auf die GPS Daten zuzugreifen. Vielleicht ja bei einem schönen Treffen mit Freunden, wo man die gemachten Urlaubsfotos mit der dazugehörigen Reiseroute untermahlt. Alles bleibt privat und wird auch nicht personalisiert auf irgendwelchen US Servern gespeichert. Durch die neuen Möglichkeiten der KI will das wahrscheinlich niemand.
Ist das Fahrzeug nicht da wo man es erwarten würde, lässt sich die Position natürlich auch schnell herausfinden. ;-)
Camper Van Steuerung, die Camper Control Android App:
In diesem Video möchte ich unsere Android App etwas genauer vorstellen, sie ist die Fernsteuerung und zentrale Anwendung um das Geschehen in unserem Camper zu überwachen und fernzusteuern.
Die Integration unserer PV Anlage in die Camper Van Steuerung:
In dem folgenden Video geht es um die Integration der PV Anlage die wir auf unserem Camper Dach montiert haben. Damit können wir das Thema Energiemanagement in unserem Camper Van dann auch abschließen.
Sicherheit und Alarmanlage in und für unseren CamperVan:
Sicherheit ist eine wichtige, wenn nicht sogar die wichtigste, Eigenschaft unserer Camper Van Selbstbausteuerung. Neben Sicherheitsrelevanten Dingen wie der Trittstufensteuerung, siehe weiter oben, haben wir auch die Kommunikation mit der Steuerung sicher gemacht. Es gibt also keine Einfallstore wie ein ungeschütztes Webinterface oder ähnliche Zugangspunkte die immer Gefahren mit sich bringen. Die selbst entwickelte App zur Kommunikation nutzt einen geschützten Kommunikationsweg und auch das Kommunikationsprotokoll ist proprietär, also kein Standard wie HTTP oder ähnliches. Da wir keine Funkverbindungen einsetzen, alles ist (wie man es von der professionellen Fahrzeugelektrik her kennt) sicher verkabelt, braucht es auch keine Sicherheitsvorkehrungen für die verbauten Sensoren und das System ist geschützt vor Störsendern (Jammer) usw.
Schon bei der Planung unserer Sicherheitsfunktionen wollten wir nicht bei einer „standard“ Alarmanlage, also das typische Blackbox System wo man nicht so recht weiß warum etwas passiert oder eben nicht, hängen bleiben und das System mehr auf den Camper Alltag ausrichten. Die Sicherheitsfunktionen, die ich im folgenden Video zeige, richten sich also nicht nur an Diebstahlversuche, sondern auch dem Schutz im Fahrzeug und bei der Vorbereitung für die Abreise.
Im Wesentlichen kann das Sicherheitssystem in 3 Teile unterteilt werden:
Der Diebstahlschutz (Alle Zugänge inkl. CAN-Bus, Abschleppen usw.)
Der Schutz im Fahrzeug (Panik Button, Alarmierung bei Zutrittsversuch usw.)
Überprüfung der Fenster, Türen, Trittstufe usw. vor der Abreise
Die Highlights unserer Sicherheitsausstattung:
Sämtliche Fenster und Türen sind in das System eingebunden
Echtzeitvisualisierung aller integrierten Komponenten (auch ohne aktivierten Alarm)
Innenraumüberwachung über den Bewegungssensor
Überwachung der Fahrzeug CAN-Bus Systeme (Einbruch über den CAN-Bus usw.)
Aktiver und stiller Alarm konfigurierbar
SMS Benachrichtigung an beliebig viele Endgeräte (keine Limitierung)
Alle Zeiten (Alarm, Ruhezeit, erneuter Alarm) sind frei konfigurierbar
Der Grund für einen Alarm wird in Echtzeit visualisiert, kein raten was den Alarm ausgelöst hat
Fahrzeuglage wird überwacht (Diebstahl von Reifen, Felgen, abschleppen des Fahrzeuges usw.)
Kein weiterer Schlüssel oder Steuerungsbox, alles über das Smartphone steuerbar (wo ja auch die SMS Benachrichtigung eintrifft).
Videovorstellung der Sicherheitsfunktionen in unserer Camper Van Selbstbausteuerung
Smartes Schließsystem für unseren smarten Camper Van:
Was ist ein Smart Camper ohne eine smarte Schließanlage in Kombination mit einer innovativen Sicherheitstechnik? Für uns nicht smart genug und genau aus diesem Grund haben wir natürlich von Anfang an über all diese Funktionen nachgedacht und unsere DIY Steuerung entsprechend designed. Es war nie das Ziel eine weitere Licht- und Temperatursteuerung zu entwickeln, das Internet ist voll davon und das kann sich ja auch wirklich jeder aus dem INet zusammen sammeln, wir wollen ein innovatives und intelligentes Gesamtsystem entwickeln und hier kommt der nächste Baustein der unseren Camper Van um ein ganzes Stück smarter macht.
Durch die Hardwarearchitektur ist eine Erweiterung der Funktionen sehr einfach und meist fast kostenlos, wie die vorgestellte Alarmanlage, möglich. Auch für unser smartes Schließsystem braucht es nur eine kleine zusätzliche Box die fast nichts kostet. Ist ja auch nicht viel drin und steht auch nicht Camping drauf. :-D
Das Modul steuert die Zentralverriegelung vorne und hinten, kann die Warnblinkanlage ansteuern und lässt es mit der Ansteuerung der Fahrzeughupe auf Wunsch auch richtig laut werden. Die Warnblinkanlagen- und Hupenansteuerung ist jetzt nichts Besonderes, braucht man halt für eine Alarmanlage, aber die Integration der Zentralverriegelung in die Smart Campersteuerung, in Kombination mit der Möglichkeit das alles auch noch mit dem Funkschlüssel (ohne jede Modifikation am Originalschlüssel selbst!) zu kombinieren hat es wirklich in sich.
In dem folgenden Video zeige ich euch wie wir die Zentralverriegelung und den Funkschlüssel in unsere DIY Camper Steuerung integriert haben und welcher Komfort dadurch entsteht. An dem Fahrzeugschlüssel selbst und auch an der Fahrzeugelektronik sind keinerlei Änderungen vorgenommen worden. Der Fahrzeug CAN-Bus wird nur lesend eingebunden, war er ja vorher schon, und auch sonst haben wir nur offizielle Schnittstellen des Fahrzeugherstellers verwendet. Durch die Integration in die Camper Steuerung entstehen auch keinerlei zusätzliche Kosten. Der Schlüssel bleibt unverändert und es braucht für den Remote Zugriff auch kein Vernetzungsmodul oder ähnliches.
Integration des Victron MultiPlus in unseren Smart Camper:
In dem folgenden Video zeige ich wie wir unseren Victron MultiPlus Inverter in unser Steuerungskonzept integriert haben. Die ursprüngliche Idee war ein Warnsignal das uns warnt wenn der Motor gestartet wird und der Landstromanschluss noch eingesteckt ist. Also ein Warnton wie bei unserer Trittstufe, aber eben für den Landstromanschluss. Das Ganze ist dann etwas umfangreicher geworden.
Abfragen des Systemstatus und der Systeminformationen:
Wie schon in einem der YouTube Videos gezeigt gibt es bei uns im Cockpit eine LED die anzeigt wenn das System Meldungen bereithält. Hierbei kann es sich um echte Fehler handeln, also ein eingebundenes Gerät funktioniert nicht mehr, oder aber auch Störungen, also Dinge die sich vielleicht von selbst beheben. Um sich diese Meldungen anzusehen tippt man in der App auf das kleine Camper Symbol, was ein kleines Dialogfenster zum Vorschein bringt. Normalerweise ist im Bereich „Messages“ nichts eingetragen, also keine Fehler/Störungen vorhanden, um hier aber was zeigen zu können, hab ich ein paar Fehler simuliert. Nun wär so ein Dialogfenster das, im besten Fall, nie was anzeigt ja langweilig und so habe ich in dem Fenster auch noch Systeminformationen untergebracht. Es werden also auch Speicherverbrauch, Systemauslastung, Geschwindigkeit und andere interessante Dinge zum System angezeigt und man kann sich diese Daten einfach über das kleine Campersymbol abholen. Gerade im Hochsommer ist es z.B. schon mal interessant wie die Temperatur im System aussieht.
Die Füllstände, Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Automatikfunktionen:
In dem folgenden Video zeige ich wie wir unsere Sensoren für Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Wasserstände visualisiert haben und gehe etwas auf die Möglichkeiten der Langzeitcharts ein. Auch stelle ich die Automatikfunktion unseres MaxxFan Ventilators etwas näher vor.
Anbindung der Smart Camper Steuerung an Home Assistant über das MQTT Interface:
Home Assistant wird bei den Selbstbauern immer beliebter und eine innovative und moderne DIY Selbstbausteuerung hat natürlich auch ein MQTT Interface. Eine Visualisierung und Steuerung über das MQTT Interface macht insbesondere dann sinn, wenn nur Teile der Steuerung benutzt werden und eine große Anzahlt MQTT fähiger Geräte zum Einsatz kommt. In diesem Scenario ist eine spezielle Anwendung, wie die Android App Camper Control, nur eingeschränkt nutzbar da eine Android App nur schwer die sonstigen MQTT Gerätschaften ansteuern kann. Mit einer Camper Steuerung ohne so ein MQTT Interface findet man sich also schnell auf verlorenem Posten wieder und so hat auch dieses Projekt selbstverständlich dieses beliebte Interface zur Anbindung an Home Automation Systeme.
Das Smart Camper Control MQTT Interface unterstützt sämtliche Funktionen der DIY Steuerung. Genau genommen handelt es sich um kein echtes Interface, sondern um ein Gateway auf das steuerungseigene Interface. Dies hat den großen Vorteil, dass sämtliche Funktionen in jede MQTT fähige Anwendung eingebunden werden können, ohne das proprietäre Interface unterstützen zu müssen. Also alles was die Android App Camper Control realisiert hat, lässt sich auch über MQTT realisieren. In dem Video zum Thema MQTT zeige ich die technischen Details zu diesem Gateway.
Das Erweiterungsmodul für zusätzliche Geräte und die Start/Stop Automatik:
Wer kennt das nicht, der erste Griff nach dem starten des Motors geht zum SSA Knopf um die Start/Stopp Automatik (SSA) zu deaktivieren. Wäre es nicht viel schöner, wenn die Funktion dieser Automatik genau anders rum funktionieren würde? Also nach dem starten des Motors muss man die SSA bewusst aktivieren? Genau diese Umkehrung kann dieses kleine Modul erledigen, neben vielen anderen nützlichen Eigenschaften die ich in dem folgenden Video näher beschreibe. Bitte beachtet, dass die Umkehrung der SSA Funktionalität in manchen Ländern, z.B. im Geltungsbereich der deutschen StVO, möglicherweise nicht zulässig ist und diese Funktionalität ausschließlich auf privat abgesperrten Flächen erfolgen darf. Das gleiche gilt für das automatische deaktivieren der SSA Funktion über den frei konfigurierbaren Event Handler des Smart Camper Controllers. Sämtliche andere Funktionen des Erweiterungsmoduls sind natürlich überall zulässig und auch, z.B. über MQTT oder den Event Handler, nutzbar.
Videovorstellung zum Start/Stop Erweiterungsmodul:
Smart Camper Automation mit dem integrierten Event Handler:
Diese innovative und einzigartige Smart Camper Steuerung hat ja schon eine ganze Reihe Alleinstellungsmerkmale (integrierte HighEnd Alarmanlage, smartes Schließsystem usw.), aber hier kommt noch eines das ihr so wahrscheinlich noch nie gesehen habt. Dank eines ordentlichen Betriebssystems (keine abgespeckte ESP32 Lösung) kann ich euch hier einen integrierten Event Handler vorstellen der wohl keine Wünsche offen lässt. Eine Home Assistant Unterstützung, auf die ich natürlich Stolz bin, muss keine Abhängigkeit bedeuten, was der integrierte Eventhandler in Sachen Automatisierung hier unter Beweis stellt. Ich kann hier natürlich nicht alle Möglichkeiten vorstellen, es sind einfach viel zu viele, aber wenn ihr Wissen wollt ob/wie sich eine Automatisierung in eurem Fahrzeug realisieren und konfigurieren lässt, fragt einfach in der Supportgruppe nach, oder kontaktiert mich auch gerne privat. Mit dem EventHandler lässt sich deutlich mehr machen als man in einem kurzen Video zeigen kann.
Die Steuerung der China Diesel Heizung, des Wasserboilers, sowie der CO Alarm und Wasserleckdetektor:
Das Smarte Camper Steuerungsprojekt schreitet dem finalen Zustand entgegen, was noch fehlte war die Ansteuerung unserer China Diesel Heizung (eine Calor CA2), das Schalten unseres Elgena Wasserboilers, sowie die Einbindung unseres CO Melders und der Wasserleckdetektoren*. Unseren Elgena Wasserboiler haben wir mit einer Zeitschaltuhr* ausgestattet. In der Regel schalten wir den elektrischen Heizstab nur zum Aufheizen ein und dieser schaltet sich nach einer Stunde automatisch wieder ab. Das hat den großen Vorteil, dass wir ihn nicht vergessen auszuschalten. Die Zeitschaltuhr* kann dabei bequem auch über unsere Campersteuerung aktiviert und gesteuert werden. Einen CO Melder zu finden der mit 12V funktioniert und einen Ausgang für externe Geräte besitzt war gar nicht so einfach, bei Satel wurden wir aber fündig und sogar mit der Möglichkeit den Alarmpiepser extern zu steuern belohnt. Die Wasserleckmelder hatten wir zuvor Batteriebetrieben, was aber den Nachteil brachte, dass man sich aufgrund der fehlenden externen Schnittstelle nicht benachrichtigen lassen kann. Auch das haben wir mit dem hier vorgestellten Modul geändert und der Batteriewechsel gehört jetzt auch der Vergangenheit an.
Abschließendes Video und Vorstellung zum Heizung-, Gas- und Wasserleck Erweiterungsmodul:
Mit der zunehmenden Anzahl Selbstbauer macht es dann doch schon mal Sinn von der Selbstbauanleitung per Email auf eine Webversion zu wechseln. Also ab hier geht es dann für interessierte mit der Selbstbauanleitung weiter. Bei Fragen einfach in der Supportgruppe melden, ich helfe gerne beim Selbstbau und der Inbetriebnahme.
Zuerst aber noch die Sprüche, ohne die es in unserem Rechtsstaat leider manchmal zu Missverständnissen kommt:
Die von mir veröffentlichten Baupläne, Platinen etc. sind für private Nutzer frei nachbaubar. Eine kommerzielle Vermarktung von Geräten die auf diese Baupläne zurückzuführen sind, ist nur mit ausdrücklich schriftlicher Genehmigung gestattet. Nachbau und Anwendung auf eigene Gefahr. Für die Funktion bzw. für eventuelle Schäden, die sich aufgrund von Nachbauten, der von mir veröffentlichen Baupläne, Platinen etc. ergeben, übernehme ich keinerlei Verantwortung !
Das hört sich schlimm an, ist aber halb so wild (bei mir funktioniert alles einwandfrei). Ich hab nur keine Lust mich für einen Schaden zu verantworten, nur weil jemand der von solchen Dingen gar keine Ahnung hat, einen Akku kurzschließt und sich den Camper oder sonstiges absengelt.
Die Smart Camper Zentraleinheit
Die Zentraleinheit besteht wie anfangs schon beschrieben aus einem AT-Mega 1284 und einem Raspberry PI Zero W*. Theoretisch kann auch ein leistungsstärkerer Raspberry PI* verwendet werden, hierbei muss aber darauf geachtet werden das die Platine oben auf den Raspberry Pi aufgesteckt wird und nicht wie hier von unten. Es braucht also einen Stackingadapter statt der Buchsenleiste.
Für den Aufbau braucht es die Zentraleinheitplatine, den AT-Mega mit programmierten Bootloader, und noch einige Kleinteile die ich in einem Reichelt Warenkorb zusammengefasst habe. Ich habe mit Reichelt keine Affiliate Vereinbarung, der Warenkorb ist also nur als Stückliste zu verstehen und jeder kann die Kleinteile natürlich auch wo anders besorgen. Vieles hat man vielleicht auch schon Zuhause rumliegen.
Der Aufbau der Platine ist trivial, keine SMD Teile, und so sollte jedem Bastler klar sein wie er die Platine anhand des Bestückungsplanes zusammenbauen kann. Ich empfehle den Aufbau in der Reihenfolge der aufgelisteten Bauelemente, also wie üblich von klein nach groß.
R1,R2 = METALL 1,50K
R3,R4 = METALL 4,70K
D1 = 1N 4148
LED1 = LED 3MM 2MA GE
LED2 = LED 3MM 2MA RT
C3,C4 = Z5U-2,5 100N
C1,C2 = KERKO 22P
Q1 = 16,0000-HC49U-S
IC1 = GS 40P + AT-Mega 1284 (*1)
IC2 = GS 18P + ULN 2803A
K1 = FRT5 DC5V
SV3 = ECON SL6G2
Sockel für RPI Zero = MPE 094-2-040
SV1 = W+P 946-15-010
SV2, JP1 = MPE 088-2-030
X1,X6 = CTB0509-4
X2,X3,X4,X5 = CTB0509-3
Auf RPI Zero (unten) = BKL 10120525
*1 Der AVR kann über die Verbindung JP1-2 -> SV1-5 Signale an den RPI senden. Wer diese Verbindung nicht extern verdrahten möchte, kann auch eine dauerhafte Drahtbrücke (Sig. AVR->RPI) unter den AVR Sockel legen.
Das ganze sollte dann fertig aufgebaut in etwa so aussehen. Mit einem Stacking Adapter für einen größeren Raspberry Pi sitzt der Sockel natürlich auf der Unterseite und SV2 sowie JP1 müssen um 180 Grad gedreht werden! Hier ist die Version für einen Raspberry PI Zero gezeigt. Alternativ können die Anschlüsse SV2 und JP1 natürlich auch ohne Steckverbinder verdrahtet werden.
Bitte beachtet dass die Zentraleinheit mit 5V versorgt wird, also nicht 12V anschließen! Ich habe diesen 5V Spannungsregler* zur Stromversorgung genutzt (Die Relaisplatine braucht auch 5V, kann man also auch alles da mit anschließen). Der RPI braucht keine eigene Stromversorgung und wird von der Zentraleinheit mitversorgt.
Die XML Konfigurationsdatei für den RPI CamperVan Service
Der RPI CamperVan System-D Service wird über eine XML Datei konfiguriert. In dieser Datei ist festgelegt welche Komponenten und Funktionen vorhanden und benutzt werden. Auch sind grundlegende Eigenschaften, Zugangsdaten, I2C Adressen, Portnummern usw., in dieser Datei festgelegt. Sämtliche Einstellungen können natürlich auch über die Android App geändert werden, aber zur ersten Inbetriebnahme muss hier das eine oder andere eingestellt werden. Generell gilt, was nicht vorhanden oder benutzt werden soll wird aus der Datei gelöscht, oder auskommentiert. Wenn der CamperVan Service eine Einstellung nicht findet, geht er davon aus, dass das Gerät, oder der Sensor usw., nicht vorhanden ist. Die Konfigurationsdatei CamperVan.xml befindet sich zusammen mit dem Service selbst im Verzeichnis „/usr/local/bin/CamperVan/“ und die allermeisten Einstellungen müssen nicht verändert werden, weil sie schon angepasst sind. Also z.B. die Pinnummern der Anschlusspins, oder die vorgegebenen I2C Adressen. Möchte man allerdings ein anderes Setup haben, ist das hier konfigurierbar.
Die AVR Control Codes für den RPI CamperVan Service
Der RPI CamperVan Service kommuniziert mit dem AVR Controller über ein eigenes serielles Protokoll. Die Controlcodes sind in dem folgenden PDF Dokument zusammengefasst. Für die in der XML konfigurierbaren Events können diese Codes verwendet werden.
Die vordefinierten EventHandler Events des RPI CamperVan Service
Neben den frei definierbaren Events kennt der CamperVan Service auch eine Vielzahl vordefinierter Events. Diese sind: Startup, DPlus, Engine, Battery, SolarAES, Stair, DoorLeft, DoorRight, DoorSlide, DoorBack, LockFront, LockSlide, LockBack, Motion, Alarm, HeaterCommand, HeaterEvent, GasAlarm, BoilerCommand, BoilerEvent, BoilerKey, AlarmBuzzer, KeyAllOff, WaterLeak, KeyPanic
Das Erweiterungsboard für Votronic Geräte usw.
Wie weiter oben schon beschrieben, kann die Zentraleinheit optional mit einem Erweiterungsboard erweitert werden. Dies ist insbesondere für diejenigen interessant, die wie wir, auf die Komponenten von Votronic gesetzt haben. Das Erweiterungsboard unterstützt den Anschluss des Votronic Smart Shunts, des Votronic MPPT Solarreglers, des Votronic Ladeboosters und der Votronic Füllstandssensoren für Frisch- und Grauwassertanks. Alle Anschlüsse für diese Komponenten werden durchgeschleift sodass auch weiterhin das Votronic Display verwendet werden kann. Wir haben z.B. das Jupiter Display verbaut, dass ja auch gleich eine Batterieüberwachung mitbringt und sich nahtlos in das Gesamtsystem einreiht.
Das Erweiterungsboard bietet aber auch noch zahlreiche andere kleine Helferlein und Features. So befinden sich die Pegelwandler für die D+ und Zündungssignale, eine Audioschnittstelle, ein RF-Empfänger und ein Stromsensor auf der Erweiterungseinheit. Das Erweiterungsboard ist so aufgebaut, dass alle nicht benötigten Einheiten (z.B. Audio oder der Stromsensor) einfach weggelassen, oder später nachgerüstet werden können. Auch dieses Board besitzt keine SMD Bauteile was den Aufbau auch für unerfahrene Selbstbauer ermöglicht. Die Kleinteile habe ich wieder in einem Reichelt Warenkorb zusammengefasst.
Zusätzlich kann die Zentraleinheit optional mit einem CAN-Bus Modul erweitert werden. Das CAN-Bus Modul wird wie bei anderen RPI HAT Erweiterungen zwischen der Zentraleinheit und dem RPI gestapelt. Die Kontakte der 40pol. Buchsenleiste werden dabei durchgeschleift. Das Modul hat neben der Funktionalität, die für das Smart Camper Steuerungssystem gebraucht werden, auch noch einen CAN Sniffer an Board. Es können also die CAN Nachrichten auf dem CAN Bus mitgelesen und über die serielle Schnittstelle ausgegeben, oder gespeichert, werden. Das ist z.B. dann interessant, wenn sich die Nachrichten IDs etwas unterscheiden, oder man ganz eigene Nachrichten abfangen möchte. Über den vorhandenen Stromanschluss ist das Modul auch eigenständig, also ohne RPI oder Zentraleinheit, nutzbar.
Neben der CAN-Bus Funktionalität hat das Modul aber auch noch ein paar andere ganz nützliche Eigenschaften. So gibt es einen Anschluss für weitere I2C Module, der 3,3V Ausgang des RPI steht über Schraubklemmen zur Verfügung, und es stehen 2 weitere I/O Anschlüsse bereit. Auch hier habe ich wieder einen Reichelt Warenkorb erstellt. Zu beachten ist hier, dass durch den CAN Bus Treiber (IC3) in SMD Technik ein etwas ruhigeres Händchen beim Löten erforderlich ist. Ist aber noch ein Standard SO Gehäuse und so noch nicht ganz so schwierig zu bestücken.
Die Erweiterung für die Alarmanlage und Zentralverriegelung
Zusätzlich zum Alarmanlagenausgang der Zentraleinheit kann das System optional mit einem Modul für die Sevels erweitert werden. Das kleine Modul kann die Fahrzeughupe, die Warnblinkanlage und die Zentralverriegelung bei Fahrzeugen der Firma Stellantis (Ducato, Boxer, Jumper usw.) ansteuern. Bevor man hier jedoch loslegt sollte man die Kompatibilität abklären! Möglicherweise sind neuere Fahrzeuge mit einem anderen Zugang ausgestattet. Bis auf die Widerstände sind alle Bauteile in SMD Technik ausgeführt, dadurch dass IC1 aber schon vorbestückt ist, hält sich der Schwierigkeitsgrad in Grenzen. Auch hier habe ich wieder einen Reichelt Warenkorb erstellt um die Materialbeschaffung zu vereinfachen. In meinem Produktbild weiter oben sieht man, dass ich Molex Steckverbinder an das kleine Modul gemacht habe. Diese Steckverbinder sind aber optional da das Modul auch ohne diese fest verbaut werden kann. Kann also jeder machen wie er möchte und im Warenkorb sind auch keine Steckverbinder enthalten.
Die Erweiterung für die Start/Stop Automatik und vieles mehr
Zusätzlich kann die Zentraleinheit optional mit bis zu 15 dieser Module, für weitere Ein- Ausgänge sowie die Start/Stop Automatik, erweitert werden. Bitte beachtet die Hinweise in dem Video bezüglich der Start/Stop Automatik! Je nach verwendetem Anwendungsfall muss/darf nicht alles bestückt werden. Fragen hierzu einfach in der Supportgruppe stellen. Die hier gezeigte Bestückung ist für die stand alone SSA Option. Wie gewohnt auch hier wieder ein Reichelt Warenkorb um die Materialbeschaffung zu vereinfachen.
Die Erweiterung für die China Diesel Heizung, den Wasserboiler, den CO Alarm und die Wasserleckdetektoren
Zusätzlich kann die Zentraleinheit optional mit einem Modul für die China Dieselheizung, den Wasserboiler, sowie den Gas- und Wasserleck Alarm erweitert werden. Je nach verwendetem Anwendungsfall muss nicht alles bestückt werden. Fragen hierzu einfach in der Supportgruppe stellen. Die hier gezeigte Bestückung zeigt den Anwendungsfall für alle unterstützten Geräte, also Heizung, Boiler, Gas- und Wasseralarm. Wie gewohnt auch hier wieder ein Reichelt Warenkorb um die Materialbeschaffung zu vereinfachen.
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