Eiskalt wurde es in diesen kalten Wintertagen nicht nur in unserem Gäste-WC-Raum,  sondern auch im angrenzenden Flur. Aus der für Entlüftung gedachten Öffnung im WC-Raum drang ein starker, kontinuierlicher Strom eiskalter Luft nach innen: statt Entlüftung gab es ungewollte Belüftung mit Eisluft. Das ging über Jahre so, aber jetzt wurde mir das zu viel, rsp. zu frostig. Schließlich geht das auch ins Geld für unnötige Heizkosten.  Aber: schon einfache Lüftungsgitter (LG) kosten ca. 80 € , für elektrische LGs werden gerne 400 € aufgerufen und die haben dann nur eine Bedienung über Knopfdruck, aber keine zeitliche Steuerung. Also nun der Versuch des Selbstbaus. Den Bericht darüber teile ich in vier Bereiche auf.

1) Die Mechanik:
In den kleinen Raum hinter der äußeren Öffnung wurde ein Rahmen aus stabilem 19-mm Pressspan eingesetzt. Der hatte halt eine Lüftungs-Öffnung und dahinter saß an zwei kleinen Klapp-Scharnieren drehbar gehalten eine Klappe aus gleichem Holz. Zur besseren Abdichtung bekam der Rahmen hinten eine Lage an Malerfilz aufgeklebt. Zur Bewegung der Klappe wurde vorne ein kurzes U-Profil aus Alu installiert, in welchem eine Zahnradschiene aus Kunststoff vor- u. zurück geschoben werden kann. Neben der Alu-Schiene sitzt ein eher kleiner 6-Volt Motor mit  angeflanschtem Getriebe (100U), auf dessen Achse halt ein kleines, zur Schiene passendes Motor-Ritsel sitzt. Die Verbindung zwischen Schiene und Klappe wird durch eine schmale Zug-Feder hergestellt. Diese Feder bewirkt, dass die Klappe tatsächlich mit leichtem Zug auf das Malerfilz gedrückt wird, sodass eine perfekt luftdicht schließende Wirkung eintritt. An der Schiene sitzen zwei Hall-Sensoren, welche die jeweilige Endposition für die Verschiebungen darstellen. Als Lüfter wurde zwei PC-Gehäuse-Lüfter – weil sie preiswerter sind – ausgesucht. Beide haben als Betriebsspannung bewusst 24 Volt.

2) Die Elektrik:
In zwei getrennten Kunststoffgehäusen sitzen ein Netzteil und eine MicroProzessor-Steuerung.
Das Netzteil:
Es enthält einen energiesparenden Ringkern-Flachtrafo, welcher sekundär zwei getrennte Wicklungen mit je 12 Volt aufweist. An der ersten Wicklung hängt die Stromversorgung für den µC und die besteht im Wesentlichen aus einem 5-Volt-Spannungsregler. Der versorgt auch die beiden Hall-ICs, deren Signale wiederum vom µC verarbeitet werden.
Die zweite Sekundärwicklung ist zeitlich überwiegend ohne Funktion: ihre Folgebeschaltung ist schlicht abgeschaltet. Erst dann, wenn der µC für einen Lüftungs-Vorgang via Knopfdruck gestartet wurde, gibt dieser über einen Opto-Triac die F-Beschaltung frei. Sie stellt einerseits ca. 17 Volt für die beiden, parallel geschalteten Lüfter bereit und gleichzeitig den Strom für den kleinen Elektromotor. Dieser 6-Volt-Motor kann mit den 17 Volt natürlich nichts anfangen, weswegen es erst einen extra Spannungsregler gibt – einen LM317 - , welcher auf 3,5 Volt runter regelt und dann folgt eine spezielle Schaltung auf einer Winzigst-Platine und die enthält einen der heute üblichen Motortreiber. Dieser ermöglicht für DC-Motoren die Umschaltung der Polung und bewirkt damit den Wechsel der Drehrichtung. Irgendwo im Raum muss dann noch ein Knopf zum Einschalten der Anlage montiert und mit dieser verbunden werden. Damit die zwei Verbindungsdrähte optisch möglichst unauffällig bleiben, habe ich Fädel-Draht verwendet. Der erledigt seine Kontakt-Weitergabe-Funktion hervorragend, solange man sicherstellt, dass er nicht durch mechanische Beschädigung abgetrennt wird.
Aus formalen Gründen geht es im nachfolgenden Beitrag weiter.
Grüße, picass

Teil 2:
3) Der MicroProzessor:
Der µC stammt von der Firma Microchip und ist der Typ PIC18F14K22. Das ist ein üblicher 8-bit-µC. Das Programm für diesen ist von mir in der Programmiersprache Assembler ausgeführt und zwar mit der Programmier-Umgebung ,,MPLAB X IDE v5.20". Natürlich könnte man auch andere µCs und/oder andere Prog-Sprachen nutzen. Das macht jeder, wie er möchte. Das Assembler-Prog ist erfrischend kurz und im Anhang zu finden. Das Programm arbeitet so:
im Normal-"Betrieb" ist gerade eben nichts in Betrieb, der PIC befindet sich in einem Schlummer-Modus, in welchem er eher weniger Energie benötigt, als nicht-angeschlossene Batterien an Selbstentladung produzieren. Auf Druck des Startknopfes wacht der µC aus seinem Schlummer auf und prüft zunächst, ob er nicht von einem elektrischen Störimpuls auf dem 230-Volt-Haushalts-Stromnetz geweckt sein könnte. Dies war anfangs bei meiner Anlage der Fall, aber dieses Prob konnte elegant geklärt werden. Der µC wartet halt die super-kurze Zeit für solche Störimpulse ab und testet dann, ob der Knopf noch gedrückt ist oder nicht. Im Fall des Störimpulses legt er sich sofort wieder schlafen, nur im anderen Fall beginnt er mit seiner Arbeit. An die Steuerelektronik für den Motor wird der Befehl zum Öffnen gegeben, gleichzeitig beginnt eine gelbe Blink-LED mit – na was ? – dem Blinken. Wird die Endposition erreicht, werden Motor u. LED abgeschaltet, dafür aber die beiden Lüfter und eine grüne B-LED angeschaltet. Die Lüfter bleiben 10 min in Betrieb, danach werden sie gestoppt und der Motor und eine rote B-LED übernehmen das Schließen der Klappe. Dann ist wieder totale Ruhe in allen Stromkreisen.

4) Gesamt-Betrachtung:
Die Blink-LEDs sind keineswegs nur ein Gimmik für Freaks. Wie bei jedem technischen Gerät sind Störungen im Betrieb nicht ausgeschlossen. So kam es gleich bei den ersten Inbetriebnahmen zu einem Ausfall, weil ein winziges Stein-Partikelchen sich auf die Zahnradschiene gelegt hatte und der Motor an dieser Stelle stoppte. Aus diesem Störfall klug geworden, schirmt nun ein  zurecht-geschnittenes Stück aus klarem Kunststoff die Bahn nach oben und zu den Seiten ab. Solche Störung wäre im verbauten Zustand der Anlage in keiner Weise mehr kontrollierbar, rsp. überhaupt wahrnehmbar. Für diesen Fall sind die LEDs eine prächtige Sache: läuft da was schief, dann zeigen sie das sofort an. Natürlich hat die Anlage auch einen Ein-Aus-Schalter für das Netzgerät. An den kommt man tatsächlich sogar nach dem Einbau gerade auch der Lüfter noch ran, nämlich mit einem entsprechend langen Schraubendreher.
Die Anlage arbeitet inzwischen wie gewollt und sehr zuverlässig. Das Werk ist also gelungen. Für mich war das auch enorm preiswert: das Holz stammt ,,für umsonst" aus der Grabbelkiste unseres Baumarktes, in welcher die  unverwertbaren Reste aus Zuschnitten zur Nutzung feilgeboten werden.
Motor, Schienen, Hall-Generatoren (kosten 92 Cent pro Stück, der µC (ca. 3 €) waren größtenteils in eigenen Vorratskisten vorhanden oder für ganz wenig Geld zu erwerben, z.B. bei der Firma ,,Roboter Bausatz". Das Selbstbau-Netzteil enthält als Einziges ,,Teures" den guten Ringtrafo, der im Leerlauf weniger als ein halbes Watt benötigt. Lohnt sich also auf längere Sicht. Eine Platine für den µC gibts auch, zumindest den Schaltplan und das Layout im Eagle-Format. Selbst hatte ich allerdings eine vorhandene Test-Platine genutzt, welche aber dieselben Funktionen bereit stellt.

Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass mich der Bau diese Anlage viel Arbeit gekostet hatte. Das liegt aber ganz überwiegend daran, dass meine Talente ganz sicher nicht im mechanischen Bereich liegen. Die Holzarbeiten, die Erstellung des Vortriebes, das Hantieren mit kleinem Motor kosteten mich Einarbeitung und entsprechend langsam ging es voran. Das Hantieren mit dem µC und dessen Programmierung war dafür dann ein Heimspiel. Insgesamt viel Arbeit, aber die hat sich mehrfach gelohnt: die horrende Kälte und der damit verbundende vehemente Verlust an Wärmeenergie in Gäste-Toilette und angrenzendem Raum sind nun Geschichte.
Als Anlage gibts Bilder und eine Zip-Datei, in welcher sich für die genannte Programmierplattform der komplette, direkt einfügbare Ordner mit dem Programm befindet. Das Programm selbst lässt sich als Textfile lesen, es ist in dem File mit der Endung .asm zu finden.
Bei evtuellen Fragen bitte gerne melden, in diesem Forum muss man auch nicht erst registriert werden, es sind auch einfach Gastbeiträge möglich.
Grüße, picass

copy.7z

Saubere Arbeit!

Es ist doch immer wieder schön wenn man was abschließen kann