Fensterladen Steuerung - Fragen über Fragen

Hallo zusammen,

ich renoviere gerade einen alten Bauernhof und verbaue unter der Haube jede Menge smarte Technik.
Leider kann ich dabei nicht immer auf Standardkomponenten vom Markt zurückgreifen, weil es die nicht gibt oder weil sie unbezahlbar wird. So auch bei meiner Idee zur Fensterladensteuerung:

Ich habe 13 Fenster mit insgesamt 26 Fensterläden. Diese möchte ich gerne automatisch über mein FHEM steuern. Kommerziell kosten mich das 400€ aufwärts pro Fenster.

Ich habe mir jetzt einen 12V Motor ausgeguckt, der genug Kraft hat, langsam läuft und preislich im Rahmen liegt (https://www.amazon.de/gp/product/B07KRYBHNS/). Erste Tests damit waren erfolgreich.
Durch das Schneckengetriebe habe ich auch gleich eine Feststellfunktion integriert.
Den Motor will ich an den Laden schrauben, die Welle verbinde ich mit dem Kloben.

Jetzt stellt sich die Frage der Steuerung. Meine Anforderungen sind:

  • Jeder Laden (=Motor) kann individuell gesteuert werden (zum einen um die Öffnung in einzelnen Zimmern individuell festzulegen, aber auch um den linken Laden vor dem rechten zu schließen, damit die sich nicht blockieren)
  • End-Positions-Erkennung offen und zu. Wenn einfach zu realisieren, auch Zwischenstände. Wenn möglich sollte auch eine Blockage erkannt werden.
  • Die Steuerung lässt sich über FHEM ansprechen.

Frage an die Experten:

  1. Welche Ansatz ist zu bevorzugen:
  • Jeder Motor/Laden mit einzelner Steuerung (Vorteil: Nähe zwischen Steuerung und Motor, Nachteil: 26 Steuerungskomponenten, die angesprochen werden müssen)
  • Eine zentrale Steuerung (Vorteil: Weniger Steuerungskomponenten, Nachteil: Viele Meter Kabel zu verlegen)
  • Jedes Fenster mit Steuerung (Mittelweg?)
  1. Was ist die bessere Variante für die Positionserkennung?
    Besser im Sinne von Erfüllt die Anforderungen, lässt sich gut einbauen und macht mich nicht arm
  • Stromsensor: Den würde ich bei einer zentralen Steuerung bevorzugen, dann bräuchte ich nur die Stromkabel von Steuerung zum Fensterladen verlegen.
  • Drehwinkelgeber: Vermutlich bei einer dezentralen Steuerung zu bevorzugen, da man einfach mehr / genauere Infos bekommt.
  1. Welche Hardware würde ihr empfehlen? Gibt es etwas, was die notwendigen Komponenten schon alle onboard hat?

Vielen Dank für eure Rückmeldungen, Rückfragen und Vorschläge

swhof123:
Ich habe 13 Fenster mit insgesamt 26 Fensterläden. Diese möchte ich gerne automatisch über mein FHEM steuern. Kommerziell kosten mich das 400€ aufwärts pro Fenster.

Ich habe mir jetzt einen 12V Motor ausgeguckt, der genug Kraft hat, langsam läuft und preislich im Rahmen liegt (https://www.amazon.de/gp/product/B07KRYBHNS/). Erste Tests damit waren erfolgreich.

Ich verstehe Dein Ansinnen noch nicht.
Es gibt fertige Rolladenmotoren für 12/24/240V.
Mit Endschalter auf/zu.
Die werden in die Welle eingesteckt - An der Motorseite wird ggfls. die Aufhängung getauscht (ist als Montagematerial dabe) und gut ist.

12V/24V musst Du erstmal durchs Haus bekommen - oder aber Du brauchst an jedem Fenster nen eigenes Netzteil.
Dann bist Du wieder bei 240V.

Du musst Dir erstmal darüber im Klaren werden, ob Du für die Steuerung Kabel ziehen willst, oder ob Dir Funk (866Mhz/Wlan) besser tut.
Dann kannst Du über die Versorgung nachdenken und danach das passende Material aussuchen.

Wenn Du sowieso Einzelsteuerung willst, an jedes Fenster Auf-Ab mit Tasten.
Als Ergänzung(!) dann von mir aus auch smart.

Wie Du aber auf 400 Euro kommst - pro Fenster - ist mir überhaupt nicht verständlich.

Es gibt fertige Fensterantriebe, google das einfach mal, vielleicht hilft dir das weiter

Hallo liebe Mithelfer,

bitte nicht verwechseln, der TO sucht keine Rolladenantriebe, sondern Antriebe für Klappläden.
Das ist schon etwas aufwändiger.

HotSystems:
bitte nicht verwechseln, der TO sucht keine Rolladenantriebe, sondern Antriebe für Klappläden.

:blush:

Jetzt wo Du es sagst...

Bei Rollläden bräuchte ich in der Tat nichts eigenes bauen. Aber es geht um Fensterläden. Siehe Foto.
Und dafür gibt es z.B. Somfy Klappladenantrieb Synapsia RTS wo dann noch das Funkmodul zuzukaufen ist.

Fensterantriebe hatte ich mir auch schon angeschaut. Aber ich brauche 180° Drehwinkel. Das bieten die Fensterantriebe nicht.

Und daher bin ich beim Eigenbau gelandet.

Für die Stromversorgung muss ich halt irgendwo einen Spannungswandler aufstellen und dann würde ich die 12/24V entlang der Fenster legen.
Steuerung soll über Funk sein.

swhof123:
Bei Rollläden bräuchte ich in der Tat nichts eigenes bauen. Aber es geht um Fensterläden. Siehe Foto.
.....

Welches Foto ?

:confused: Foto Upload klappt leider nicht... hoffentlich gehts jetzt:

swhof123:
Frage an die Experten:

Bin ich nicht, mache das nur als Hobby, bin aber so frech und schreibe dennoch ;D

swhof123:

  1. Welche Ansatz ist zu bevorzugen:

Eine zentrale Steuerung dürfte wegen der Länge der Kabel aufwändiger und störanfälliger werden, denn Du verlegst Antennen. Besser für jedes Fenster eine Steuerung, damit die Läden nacheinander schließen können.

swhof123:
2. Was ist die bessere Variante für die Positionserkennung?

Bei 180° geht ein gekapseltes Poti.

swhof123:
Welche Hardware würde ihr empfehlen?

Wieviel Strom zieht der Motor? In der Anzeige finde ich keine Angabe.

Brushed DC Motor Drivers

swhof123:
Für die Stromversorgung muss ich halt irgendwo einen Spannungswandler aufstellen und dann würde ich die 12/24V entlang der Fenster legen.

Dicke Kabel Du brauchst, dann die Macht mit Dir ist.

Hier könnte eine Koordinierung der Motoren, die immer nur einen Motor je Spannungswandler gleichzeitig bewegt, zu einer Reduzierung des Aufwandes führen. Wegen der äußeren Überlappung, die ich auf dem Foto sehe, ist das wahrscheinlich sogar notwendig. Eventuell könnten die Prozessoren dezentral mittels CAN-Bus kommunizieren, der hat Differenzsignale und eingebaute CRC.

Klein ist der Pro Mini mit gleichem Prozessor wie der UNO. Das CP2102 Modul benötigst Du nur einmal.

Eine Drehmoment-Abschaltung (Strom) brauchst du sowieso, wenn was klemmt.
Ob zusätzlich Endschalter oder eine analoge Positionserkennung sinnvoller (robuster) ist, weiß ich nicht.
Außer auf/zu gibt es bei solchen Fensterläden doch keine sinnvollen Zwischenstufen, oder?

Danke für die Rückmeldungen.

Der Motor hat einen Nennstrom von 300mA. Ich messe das bei Gelegenheit mal nach.
Die Idee, dass jeweils nur ein Moto läuft, finde ich super. Denke aber, dass ich das über das FHEM steuere, einen CAN-Bus einzubauen wäre noch ein weiteres vollkommen neues Thema für mich.

Wenn ich das so lese brauche ich dann pro Fenster:

  • einen Chip. Ich denke ich werde einen ESP8266 nehmen, da ist das WLAN dabei und ich kann per MQTT mit dem FHEM sprechen. Wenn es mit den PINs passt, würde ich immer 2 Klappläden an eine Steuerung hängen.
  • zwei Motorsteuerungen, wobei ich eigentlich nur die H-Bridge brauche, Drehzahlregelung brauche ich nicht. Manche Steuerungen erlauben ja die Steuerung von zwei Motoren.
  • zwei Strommesser (z.B: ACS712), die ich zwischen die Steuerung und den Motor hänge, um zu erkennen wenn es klemmt.Teilweise gibt es die ja auch schon in die Motosteuerung integriert.
  • zwei Poti zum Aufstecken auf die Getriebe-Achse zur Erkennung des Öffnungswinkel (0 - 180°), denn beim Schließen ist es bei den letzten 45° schon interessant, die genaue Position zu kennen um den Lichteinfall in die Räume zu steuern.

Ich habe insgesamt so an die 25 Meter Stromkabel nötig, um alle Fenster zu erreichen. Macht es Sinn, da statt der 12V, die der Motor braucht, 24V zu nehmen und dann an den Einheiten runterzuregeln?

swhof123:
... ESP8266 ... 2 Klappläden ... zwei Poti ...

Der hat nur einen analogen Eingang, besser daher ESP32.

swhof123:
Ich habe insgesamt so an die 25 Meter Stromkabel nötig, um alle Fenster zu erreichen. Macht es Sinn, da statt der 12V, die der Motor braucht, 24V zu nehmen und dann an den Einheiten runterzuregeln?

In meinem Garten schicke ich bei solchen Entfernungen 12 V durch Lautsprecherkabel, da leuchtet auch der letzte Glühfaden noch schön hell. StepDown auf 3,3 V für die Elektronik ist notwendig, ein weiterer StepDown auf 12 V könnte auch mit 36 V versorgt werden, wenn er am Eingang 40 V verträgt. Die Notwendigkeit hängt möglicherweise vom Motorstrom bei Blockade ab.

Nicht aus den Augen verlieren solltest Du das notwendige Klappenballett, da sich die Klappen gegenseitig behindern.

agmue:
Nicht aus den Augen verlieren solltest Du das notwendige Klappenballett, da sich die Klappen gegenseitig behindern.

Ja, das regele ich über die Software.

agmue:
Der hat nur einen analogen Eingang, besser daher ESP32.

Danke für den Hinweis. Das ist mein erstes ernstes Vorhaben mit Elektronik, nach dem Arduino Starterpaket und ich staune immer wieder, was es alles zu beachten gibt.

Ich mache jetzt mal einen Schaltplan und suche nach den Komponenten.

Hallo zusammen,

ich habe jetzt mal die logischen Komponenten aufgemalt. War eine gute Übung, dabei wurde mir einiges bewußt, was ich vorab übersehen hatte. Mein nächstes Ziel wäre, einen Prototypen auf einem Breadboard zu bauen.

Mit welcher Software zeichnet man eigentlich üblicherweise so ein Schema? Habe mir mal kurz KI-Cad angeschaut, aber das war mir schon zu low-level, auf Bauteil-Niveau will ich noch nicht runtergehen.

Der Motor zog im Test 180mA. Im Datenblatt steht als I max 300mA. Ich gehe im Weiteren vom höheren Wert aus, denke dann bin ich auf der sicheren Seite.

Auf der Zeichnung habe ich die Komponenten für den zweiten Motor der Übersichtlichkeit weggelassen. Da kommt noch ein Strommesser, ein Motor und ein Drehwinkelmesser dazu, was natürlich noch zu 3 Ausgängen am ESP32 und zwei Analogeingängen führt.

Ein paar Fragen hätte ich noch:

  1. Ich habe von der 230V Steckdose bis zum letzten Fenster bis zu 12m Wege (eine Richtung). Daher hätte ich eine möglich hohe Gleichstromspannung (z.B. 36V) auf die lange Reise geschickt. Als Kabel wollte ich Standard-Stromkabel nehmen (mindestens 1 mm2 Durchmesser.) Wenn nun immer nur ein Motor läuft, habe ich ja maximal 300mA plus die Elektronik als Last. Sollte ich dann trotzdem dem Ansatz folgen, oder kann ich gleich auf 12V runtergehen und mir einen Abwärtsregler pro Fenster sparen?

  2. Plan ist ja, pro Fenster (=zwei Läden) eine Steuerungseinheit zu nutzen. Von der Steuerungseinheit geht dann ein 5poliges Kabel auf die andere Seite, wo Motor und Winkelmesser sind. Ist das die optimale Lösung?

  3. Wie wähle ich die Komponenten aus? Es gibt ja tausende Bauteile. Teilweise als Module, teilweise zum Auflöten. Was ist zu bevorzugen? Gibt es eine Standard-Webseite mit gescheiten Filtern, oder muss ich jede Komponente einzeln googlen und mich reinlesen?
    Wie kombiniert man Module und selbstgelötetes am stabilsten. Und wenn ich das ganze unter einer Abdeckung montiere, muss ich bei meinem Aufbau an Wärmeableitung denken (Meine Hypothese ist nein, aber ich frage lieber mal)?

swhof123:
War eine gute Übung, dabei wurde mir einiges bewußt, was ich vorab übersehen hatte.

Schön das mal zu lesen, es wird ja viel zu selten gemacht.

swhof123:
Mit welcher Software zeichnet man eigentlich üblicherweise so ein Schema?

Ich verwende Corel Draw und Photopaint als meine Universalmalprogramme. Üblich ist das aber wohl eher nicht.

swhof123:

  1. Sollte ich dann trotzdem dem Ansatz folgen, oder kann ich gleich auf 12V runtergehen und mir einen Abwärtsregler pro Fenster sparen?

Motor und Spannungsregler laufen auch noch mit 10 V, daher dürften die 12 V genügen.

swhof123:
3. Wie wähle ich die Komponenten aus?

Das kann man generell nicht beantworten. Als Hobbybastler freue ich mich über extrem günstige Angebote bei Aliexpress, weshalb ich lange Lieferzeiten und sonstige Risiken und Nebenwirkungen in Kauf nehme. Bei Deinen Stückzahlen macht das schon einige Euro aus. Ich bin aber auch Kunde bei Reichelt, Conrad, exp-tech, az-delivery und vergleichbaren Anbietern in D.

Beispiele: ESP32 bei Aliexpress und AZDelivery ESP32

Bei größeren Stückzahlen aus dem Ausland ist der Zoll zu berücksichtigen.

Mach doch mal eine Stückliste, dann können wir die zerpflücken.

swhof123:
Wie kombiniert man Module und selbstgelötetes am stabilsten.

Ich verwende Streifenrasterplatinen.

Heutzutage läßt man sich Gehäuse mit Schraubaufnahmen paßgenau drucken.

swhof123:
ich habe jetzt mal die logischen Komponenten aufgemalt.

Schick - aber na...ja..

Mit welcher Software zeichnet man eigentlich üblicherweise so ein Schema? Habe mir mal kurz KI-Cad angeschaut, aber das war mir schon zu low-level, auf Bauteil-Niveau will ich noch nicht runtergehen.

Fritzing ist dafür eigentlich ausreichend, aber ich hab Deines jetzt mal kurz mit Irfanview bemalt.

Ein paar Fragen hätte ich noch:

  1. Ich habe von der 230V Steckdose bis zum letzten Fenster bis zu 12m Wege (eine Richtung). Daher hätte ich eine möglich hohe Gleichstromspannung (z.B. 36V) auf die lange Reise geschickt. Als Kabel wollte ich Standard-Stromkabel nehmen (mindestens 1 mm2 Durchmesser.) Wenn nun immer nur ein Motor läuft, habe ich ja maximal 300mA plus die Elektronik als Last. Sollte ich dann trotzdem dem Ansatz folgen, oder kann ich gleich auf 12V runtergehen und mir einen Abwärtsregler pro Fenster sparen?

Was ist denn Standard-Stromkabel?
Ich denke, Du willst NYM-J 3G1.5 verwenden?
Kann man machen, würde ich jedoch nicht.

Was ist denn die Verlegeart?
Im / Auf / Unter Putz?
Im Kanal / Verlege(Schutz)rohr?

Willst Du die einzelnen Antriebe von einem Einspeisepunkt via Sternverkabelung betreiben?

  1. Wie wähle ich die Komponenten aus?
    [..]
    muss ich jede Komponente einzeln googlen und mich reinlesen?

ja.

Wie kombiniert man Module und selbstgelötetes am stabilsten. Und wenn ich das ganze unter einer Abdeckung montiere, muss ich bei meinem Aufbau an Wärmeableitung denken (Meine Hypothese ist nein, aber ich frage lieber mal)?

Kombi: Keine Dupontkabel! Steckverbinder sind cool.
Und ja, Wärme ist immer ein Thema. Verlustleistung errechnen - Abzuführende Wärmemenge ergibt sich daraus.
Der ESP wird's nicht brauchen, der Motortreiber möglicherweise schon.

Hallo,

ich gebe mal meinen Senf dazu.

als Spannung würde ich 24V nehmen, als sehr robustes Kabel hat sich ASI Flachkabel erwiesen, ich weiß, eigentlich für Industrie Anwendung gedacht, aber funktioniert sehr gut (habe in meinem Haus damit gearbeitet für die Niederspannungsschiene)

als Idee, einen Motortreiber mit Polumkehr inkl. OCP für die Verfahrmotoren, diese Treiber in eine Unterputzdose neben das Fenster.

Kabel gebunden Steuerung reicht ein sehr dünnes Kabel (bei Daten kabel aber Geschirmt)

Bei mir sind 11 Fenster zu bedienen, Steuerung vom Raum uns Zentral per HMI, realisiert mit S7-1200 und paar Wago Feldbuskopplern.

Die Fahrtrichtungsumschaltung habe ich per Polwender mit OCP gemacht (eigenbau), Positionierung von Fensterläden ist sinnfrei, was will man mit einem halb geöffneten...

KeBeNe:
Die Fahrtrichtungsumschaltung habe ich per Polwender mit OCP gemacht (eigenbau), Positionierung von Fensterläden ist sinnfrei, was will man mit einem halb geöffneten...

Nach dem Streichen trocknen... :wink:

KeBeNe:
... Positionierung von Fensterläden ist sinnfrei, was will man mit einem halb geöffneten...

Luft und Licht reinlassen, aber keine direkte Sonne.

Ich habe Rolläden, die im unteren Teil nach außen vom Fenster weggehen, das finde ich sehr praktisch. Das könnte man mit etwas geöffneten Fensterläden vergleichen.

Allerdings soll m. E. der TO das tun, wie er mag. Wenn er nach ein paar Jahren feststellt, daß er es doch nicht nutzt, ist das besser als andersherum. So ein Poti ist als Lehrgeld zu verkraften ;D

Danke euch für alle Vorschläge und Stichworte.

Hier nun meine Teileliste. Habe mich erstmal bei Digikey.de Dinge rausgesucht, weil ich mit deren Suche am Besten zurecht kam. Ob ich von dort dann auch bestelle wird man sehen.

  • DC DC Wandler 12V 3.3V: AP63203WU-7
    Habe mich jetzt entgegen früherer Pläne dazu entschieden, alle Fenster mit 12V zu versorgen. Damit kann der Motor direkt betrieben werden und die 3.3V brauche ich nur für die Elektronik.

  • ESP32-DEVKITC-32D
    Zur Steuerung und für die Verbindung per WLAN mit dem FHEM

  • 2x Motorsteuerung und Strommessung DRV8876PWPR
    Ich fand ganz cool, dass ich hier Steuerung und Strommessung in einem bekommen. Das Anschlussschema macht mir zwar aktuell noch Angst :-[ , aber da muss ich mich noch ein bisschen einlesen.

  • 2x Drehwinkelmesser SV03A103AEA01R00
    Da es dazu noch Rückfragen gab: Ja, die Fensterläden bleiben oft einen Spalt offen, damit es tagsüber nicht so duster wird. Daher ist es sinnvoll zu wissen, wie weit der Laden offen ist.

  • 2x 12V Motor, 0.6 rpm JSX5300-370
    Der Motor passt bzgl. Drehmoment und Geschwindigkeit genau für den Fall.

Was meint ihr? Macht das so Sinn, passen die Komponenten zusammen? Habe ich was übersehen?
Vielen Dank im Voraus für eure Hilfe!