Smart Ameisennest

Die Anfänge

Seit ich mir kurz vor Weihnachten letztes Jahr ein Arduino Starterpaket mit diversen Sensoren gekauft habe, wollte ich unbedingt ein Nest bauen, welches mittels Sensoren die Temperatur und Luftfeuchtigkeit überwacht und die Heizmatte entsprechend an- und ausschaltet. Mittlerweile bin ich da jetzt schon seit einigen Monaten mal mehr, mal weniger intensiv am Basteln und programmieren. Mittlerweile ist ein erster Nestprototyp fertig und nach ersten Tests funktioniert das Ganze einwandfrei.

Die Bestandteile

Übersicht

Funksteckdose + Sender

Ich habe mich zur Steuerung der Heizmatte für eine Funksteckdose entschieden und zwar aufgrund folgender Eigenschaften:

• ungefährlich, da man nicht selbst die Relais an die Wechselspannung anschließen muss
• kabellos
• hohe Reichweite (selbst ohne Antenne kam ich 2 Räume weiter)
• Viele Funksteckdosen mit nur einem Sender ansteuerbar (bis zu 1024)

Ein- und Ausgeschaltet wird die Steckdose über einen günstigen 433 MHz Sender:

Nest + Temperatursensor

Das Nest ist ein normales Ytong-Nest. Da ich es relativ schnell gemacht habe, ist es auch nicht sonderlich sehenswert.

In einer der Kammern habe ich einen DHT22 Temperatur-/Luftfeuchtigkeitssensor mit Silikon festgeklebt:

Bodenfeuchtigkeitssensor

Ursprünglich wollte ich die Feuchtigkeit des Ytongsteins direkt messen, zu diesem Zweck habe ich einen kapazitativen Bodenfeuchtigkeitssensor in ein Loch gesteckt und mit Gips ausgegossen:

Zwar zeigte der Sensor kurz nach dem Gießen sehr hohe Feuchtigkeitswerte an, allerdings reagierte der Sensor nach dem vollständigen Aushärten und Austrocknen des Steins erst sehr spät auf Befeuchtung mittels des Wassertanks. Der eingebaute Luftfeuchtigkeitssensor reagierte da viel schneller, daher habe ich den Bodenfeuchtikgeitssensor auch gar nicht mehr angeschlossen.

NodeMCU

Das „Gehirn“ ist eine NodeMCU. Das ist ein auf dem ESP8266 Chip basierender Mikrokontroller. Er verfügt über integriertes WLAN, also kann man die Daten an einen Server senden und das Thermostat kann ebenfalls über diesen gesteuert werden.

Überwachung und Steuerung

Die Überwachung der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte erfolgt mittels der OpenSource IoT-Plattform thingsboard. Dort habe ich mir ein Dashboard gebaut, was mir die Klimadaten anzeigt und es erlaubt mir den Zielwert für das Thermostat einzustellen.

Man kann an den Temperaturschwankungen schön sehen, wann die Heizmatte an- und wieder ausgeschaltet wurde. Um kurz vor 12:30 habe ich auch den Wassertank des Nests aufgefüllt und man kann gut sehen, wie die Luftfeuchtigkeit bis etwa 13:00 gestiegen ist.

Ausblick

Man kann dort sicher noch vieles implementieren. Insbesondere natürlich weitere Sensoren und Steckdosen anbinden, z. B. für die Arena. Auch wäre eine Hygrostat Funktion möglich, die bei bestimmten Luftfeuchtigkeitswerten bestimmte Steckdoesen an- und ausstellt (z. B. wenn die Feuchtigkeit zu hoch ist, eine Steckdose, in die ein Lüfter steckt). Auch wäre eine Tag- und Nachtabsenkung der Temperatur evtl. ganz praktisch.

Eine Benachrichtigungsfunktion bei zu geringer Luftfeuchtigkeit via telegram Messenger wird wohl das nächste sein, was ich ausprobieren werde.