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Kellerentfeuchtung mit Arduino und DHT22

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Wichtig: Der hier im Artikel vorgestellte Arduino WiFi ist nicht mehr oder nur noch schwer beschaffbar. Deshalb habe ich zwei Programme erstellt welche mit einem normalen Arduino UNO auskommen. Dafür aber kein WiFi.

Kellerentfeuchtung ohne Wifi normaler Arduino

Trotzdem vorher mal diesen Artikel lesen, da hier viele Tipps zu finden sind welche allgemein gültig sind.

Vielen Dank an Jan für die Erlaubnis, dass ich seinen Keller hier als Beispiel beschreiben darf. Wir konnten beide unsere Erfahrungen erheblich ausbauen, beim Programmieren, beim finden der richtigen Montageorte, der Auswahl der richtigen Lüfter und der Verbindungen zu den einzelnen Komponenten.

In Deutschland gibt es hunderttausende feuchte Keller und andere Räume in denen eine solch hohe Luftfeuchtigkeit herrscht, dass sich Schimmel bilden kann. Diese Situation wird noch verschärft durch die Dämmung von Gebäuden. Welchen Schaden ihr eurer Bausubstanz damit antun könnt seht ihr im folgenden Video.

Richtig lüften ist also das Zauberwort um Schimmelbildung zu vermeiden.

Einfaches öffnen eines Fensters ist dabei nicht zielführend, denn liegt der Taupunkt der Außenluft höher als der Taupunkt der Raumluft wird zusätzliche Feuchte in die Räumlichkeiten eingebracht. Mit anderen Worten, je wärmer die Luft im Freien ist, desto mehr Feuchtigkeit (Wasserdampf) nimmt sie auf. Diese warme, mit viel Feuchtigkeit „beladene“ Luft lasst ihr nun in den Keller wehen. Die Feuchtigkeit schlägt sich nun an den kühleren Kellerwänden nieder. Den nassen schimmligen Rest kennen wir.

Eine automatische Lüftung löst das Problem indem ständig der Taupunkt der Luft innen und außen gemessen wird und entsprechend elektrische Lüfter ein- und ausgeschalten werden. Um den Taupunkt zu berechnen wird die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit benötigt. Mit dem DHT22 Sensor können beide Werte ermittelt werden und da es sich um einen 1-Wire Sensor handelt, können auch größere Entfernungen überbrückt werden (20m sollten kein Problem sein).

Was wird also an Material benötigt?

  1. ein Arduino UNO (genügt völlig) oder wer thingspeak.com einbinden möchte einen UNO mit WIFI
  2. DHT22 1-Wire Sensoren (gleich ein paar mehr bestellen, die Sensoren sind recht empfindlich)
  3. einige PVC Verteilerdosen für den Einbau der Sensoren (besonders für den Aussensensor, sollte dieser Regen direkt abbekommen ist er sofort hinüber)
  4. eine Arduino-Relaisplatine (je nach Anzahl der Lüfter ein, zwei, vier oder mehr Relais)
  5. einen Klemmkasten (für den Einbau des Arduino und der Relaisplatine)
  6. Cat Kabel oder anderes geschirmtes Kabel für die DHT22 Sensoren
  7. einige 4K7Ohm Widerstände, diese müssen zwischen Vcc (+) und dem Datenpin gelötet werden.
  8. eine Punkt-Streifenrasterplatine Hartpapier, 160x100mm, z.B. bei Reichelt ArtNr. H25PS160
  9. Stiftleiste 2,54mm z.B. Pollin: 451550 aus der Platine und der Stiftleiste kann man hervorragend Stecker leisten für den Arduino bauen und die Kabel dadurch sauber an und abstecken.

Wer 4K7 Widerstände nutzt kommt mit diesem relativ niedrigen Widerstandswert ca. 20-30m weit, wer noch größere Längen hat sollte auf einen noch niedrigeren Wert ausweichen, allerdings nicht unter 1K Ohm sonst fließt zu viel Strom und der Arduino geht in die Knie.

DHT22 im PVC-Kanal

DHT22 im PVC-Kanal

Die DHT Sensoren niemals anhauchen oder feucht machen, damit sind selbige reif für die Mülltonne, die Sensoren immer in ein Gehäuse bauen und vor direkter Nässe schützen, dies gilt besonders für Außensensoren. In Innenräumen kann auch die Lösung im Bild genutzt werden (allerdings nur wenn nicht feucht gewischt wird). Da die Montagehöhe nicht mehr als 15cm über dem Boden an einer Außenmauer sein sollte, sonst werden die Ergebnisse verfälscht. Am genauesten wird die Messung, wenn vorher die kälteste Stelle an der Außenmauer mit einem Laserthermometer ermittelt wird, hier sollte dann der Sensor installiert werden. Solche Thermometer gibt es schon für den schmalen Geldbeutel im Baumarkt etc. vielleicht kann auch der Nachbar aushelfen.

Die beiden folgenden Bilder zeigen ein Beispiel wie man einen Außensensor verstecken kann, im Vogelhäuschen ist er hervorragend geschützt vor Wettereinflüssen, höchstens es kommt mal ein nasser Vogel vorbei (ein Schelm wer schlechtes denkt) Montageort für den Außensensor: schattig, windgeschützt, nicht an der Hauswand und min. 1,20m über dem Erdboden besser 1,80m.

Aussensensor Vogelhaus

Aussensensor Vogelhaus

Aussensensor Vogelhaus innen

Aussensensor Vogelhaus innen

Die Lüfter sind von Vortice: 1x Zuluft 230/9 AR-Q (extra leise) und 2x Abluft 150/6 AR-Q (extra leise). Die Scheiben der Kellerfenster wurden ausgebaut und durch Plexiglasscheiben ersetzt. Die Scheiben wurden im Internet mit dem passenden Kreisausschnitt für die Lüfter bestellt, die Maße sind im Datenblatt angegeben. Wer neuere Fenster mit Doppelverglasung hat, sollte einen Fachmann beauftragen, bevor etwas zu Bruch geht. Alternativ kann man auch Mauerdurchbrüche bohren, dazu wird aber ein Kernlochbohrgerät benötigt.

Luefter

Luefter

https://www.creoven.de/vortice-vario-230-9/a-2776/?ReferrerID=15.00&gclid=CjwKEAiAoOvEBRDD25uyu9Lg9ycSJAD0cnByh7o8zesRy9Q70U2nqeZWGCfQ8smySbontqFiDKNMAxoC6tHw_wcB

Wichtig: DSGVO die hier vorgestellten Lüfter, sind keine Kaufempfehlung und auch keine Werbung, weder für den Shop noch dem Hersteller!! Jeder entscheide bitte selbst welche Lüfter er verbaut.

An dieser Stelle noch ein Wort zu den Lüftern. „Geiz ist hier überhaupt nicht Geil!!“ Billige Chinakracher mit Gleitlagern, gekauft im usbekischen Onlineshop mit Zweigstelle in Timbuktu, quietschen  nach kurzer Zeit (da hilft dann auch kein Öl mehr). Wer jetzt auf großzügige Kulanz und Umtausch hofft, wird schnell eines Besseren belehrt, Jan hat leider diese Erfahrung machen müssen. Deshalb bei Lüftern tiefer in die Tasche greifen, immer darauf achten kugelgelagerte Lüfter mit niedrigen Lautstärken zu kaufen. Der Nachbar wird es euch danken, besonders Nachts. Der Strombedarf sollte auch nicht vergessen werden, gerade bei nassen Räumen können schnell längere Laufzeiten zusammen kommen.

Der folgende Schaltplan zeigt die Schaltung der Sensoren, der Lüfter und des Tasters, hier mit PullDown Widerstand, dieser ist erforderlich, der CMOS Eingang wird sonst geflutet und es kommt zu unerwünschten Schaltvorgängen, alternativ kann auch ein PullUP Widerstand im Arduino eingeschaltet werden, allerdings wird der Pin dann AKTIV_LOW geht aber genauso.

dht22Keller Schaltplan

dht22Keller Schaltplan

Im Link könnt ihr noch den Schaltplan als PDF herunterladen, für den Ausdruck im eigenen Projekt sollte dieser besser geeignet sein, als das PNG File. Schaltplan.pdf .

Ich empfehle eine fertige Relaisplatine für die Lüfteransteuerung zu nutzen, zum Beispiel bei www.banggood.com oder https://www.aliexpress.com/ gibt es diese Relaisplatinen so günstig, dass sich der Aufwand zum selber aufbauen einfach nicht mehr lohnt. Wer dennoch seine Bastelkiste voll mit 5V Relais hat, sollte zumindest nicht die Schutzdiode vergessen 1N4001, 1N4002 oder dergl., sonst verabschiedet sich der PIN am Arduino in den Elektronikhimmel! (siehe Schaltplan)

Der Lüftungstaster ist ein einfaches 220V Trockenraummodell (unten offen, bei 5V Spannung aber kein Problem). Der Tasterdeckel wurde aufgebohrt und eine Zugschnur eingefädelt und in eine Lampe eingebaut. Somit ist es jetzt möglich ohne aufzustehen die Lüftung im Partykeller zu aktivieren.

Taster lueften 1

Taster lueften 1

Taster lueften 2

Taster lueften 2

Der anfänglich verbaute Arduino UNO wurde so eingebaut, dass mit dem Steckernetzteil die Stromversorgung und die Programmierung über USB direkt möglich waren. Der USB Port sollte aber nach der Programmierung abgedeckt / -geklebt werden, um eine Verschmutzung zu vermeiden. Wer einen Arduino UNO WIFI von http://www.arduino.cc/ nutzt braucht die USB Buchse nicht mehr auszuschneiden, da der WIFI UNO über das WLAN programmiert werden kann.  Man muss dazu nicht einmal mehr das Sofa verlassen. Das zweite Bild stammt noch aus der Aufbauphase, deshalb sieht die Verdrahtung etwas wild aus, mittlerweile ist aber alles sauber verlegt.

Schaltkasten Ansicht 1

Schaltkasten Ansicht 1

Schaltkasten Ansicht 2

Schaltkasten Ansicht 2

Durch den Einbau des Arduino UNO WIFI wurde auch der automatische Upload aller Messwerte auf https://thingspeak.com/channels/210248 möglich. Thingspeak bietet nicht nur die Möglichkeit Messwerte hoch zu laden, sondern auch Verschiedene Berechnungen durchzuführen https://thingspeak.com/channels/public?username=holle1976.

Die gesamte Software ist OpenSource und steht unter GNU GPLv3.

Die hier zum Download angebotene Version des Arduinosketch, ist für Thingspeak ausgelegt es muß nur noch ein API Key eingefügt werden! Der Sketch sollte „out of the box“ laufen, aber wir übernehmen keinerlei Garantie für die Funktion der Software, also immer erst genau prüfen bevor irgend etwas in Betrieb genommen wird. WEIL: Elektronik funktioniert mit Rauch! Beweis: Kommt Rauch raus Elektronik kaputt!

Download: Programm_ KellerLuefterSelb_Thingspeak

Weiterhin können die Daten von Thingspeak mit der SmartphoneApp VIRTUINO ausgelesen werden und zusätzlich ist auch noch eine Fernsteuerung möglich. Die folgenden Bilder zeigen die AppOberfläche.

Screenshot_2017-02-07-21-24-18

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Die Virtuino APP findet ihr im Google AppStore hier:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.virtuino_automations.virtuino

Eine Anleitung zur Installation findet man in youtube, hier gibt es noch zahlreiche weitere Videoanleitungen zu dieser APP.

Zum Ende dieses Artikels, noch ein Hinweis zum Stromsparen. Wer einen alten nicht genutzten Schornstein hat, welcher bis in die Räume gebaut ist, die entlüftet werden sollen, hat die Möglichkeit den natürlichen Kaminzug auszunutzen. Die Lüfter werden, nicht benötigt, was eine enorme Stromeinsparung ermöglicht. Die Steuerung kann dann durch automatische Lüftungsklappen erfolgen, welche nur mit Aktuatoren (Schubstangenmotoren) geöffnet und geschlossen werden. Schubstangenmotoren gibt es bereits ab ca. 30€. Eine solche Lösung spart Strom, vermeidet Lärm und spart viel Geld.

Viel Spaß beim Nachbau.

Tom und Jan

6 Kommentare

  1. Hallo
    Ich habe noch nicht ganz verstanden wie ich zu dem Code des Programms gelange, den auf der GNU Seite finde ich keinen Sourcecode oder ich kenn mich einfach nit aus?!
    Vielleicht könntet ihr mir den per Mail schicken wenn das gehen würde.

    Der Arduino UNO Wifi wird auf keiner Webseite angeboten wo habt ihr den her?

    Würde mich über Hilfe sehr freuen danke schon im vorraus

    Mit freundlichen Grüßen
    Lukas Sieß

    • Hallo Lukas,
      unten im Artikel ist ein Link zum Programmcode hier von der Seite, ich habe den Linktext noch etwas angepasst.
      Heißt jetzt Download: Programm_…. , da einfach klicken, dann sollte der Download beginnen.
      Den Arduino WIFI gibt es soweit ich weiß nur noch bei Amazon und dort kostet er leider 70 Euro, denn Arduino stellt das Teil nicht mehr her.
      Du kannst aber wenn du dich gut auskennst, einen Normalen UNO mit WIFI-Shield nutzen und das Programm umschreiben, wenn du im Programmieren fit bist sollte das kein Problem sein.

      Viele Grüße Thomas

  2. Hallo DJ9ZZZ,

    vielen Dank für die Bereitstellung deiner Anleitung zur Kellerentfeuchtung.

    Ich bin Leihe auf dem Gebiet, könne mir aber vorstellen, dass ich es aufgrund der Anleitung schaffen könnte. Jedoch scheitere ich jetzt schon damit, den Arduino Uno mit WIFI zu finden. Auf einem Bild deines Bloggs kann man den Uno mit der Aufschrift „WIFI“ sehen. Solchen finde ich nicht.

    Hättes du evtl. einen Link, wo ich ihn kaufen kann oder muss es nicht genau dieser sein und deinen Anleitung funktioniert auch mit einen anderen. Beim AliE… hätte ich evlt. welchen gefunden, aber die Lieferzeit ist natürlich sehr lange.

    Wäre schön, wenn Du mir einen Tip geben könntest.

    Vielen Dank
    Vielen Grüße
    Klaus

    • Hallo Klaus,
      ich frage mal meinen Kollegen, wo der den her hatte.
      Denn diesen Arduino hatte ich mir nicht selbst gekauft.
      Melde mich morgen.
      Gruß Thomas

  3. Hallo

    Tolles Projekt nur leider verstehe ich nicht wie die Ciao sich auf ein Uno laden lässt ?
    Vielleicht könnt Ihr mir ja weiterhelfen.

    Vielen Dank

    Stefan

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