Ein Steuergerät zur Kellertrocknung
Die Belüftung eines Kellers ist wichtig, damit er trocken bleibt. Wann man durch einen Ventilator den Keller belüften kann hängt von der absoluten Luftfeuchte außen und im Keller ab. Ist die absolute Luftfeuchte außen kleiner als im Keller, dann kann gelüftet werden, ansonsten wird der Keller feuchter als er ist.
Mit den üblichen Luftfeuchtemessgeräten wird nur die relative Luftfeuchtigkeit angezeigt, die besagt um wie viel % die Luft gerade mit Wasser gesättigt ist. Bei 100% gibt es Nebel, die Luft kann keine Feuchtigkeit mehr aufnehmen. Bei 0% ist keine Feuchtigkeit in der Luft vorhanden.
Wie viel g/m³ Wasser (absolute Luftfeuchte) die Luft aufnehmen kann hängt von der Temperatur und dem Luftdruck ab. Der Luftdruck ist meistens zu vernachlässigen, so dass man die absolute Luftfeuchtigkeit anhand der relativen Luftfeuchte und der Temperatur berechnen kann.
Bei dem Gerät wurde der Taupunkt als Kriterium für den Lüftereinsatz gewählt.
Wenn man die Luft abkühlt steigt die relative Luftfeuchtigkeit an, die absolute Luftfeuchtigkeit bleibt aber gleich. Wird die Temperatur soweit abgekühlt, das 100% relative Luftfeuchte erreicht wird, ist der Taupunkt erreicht. Das äußert sich z. B. im Beschlagen von kalten Spiegeln oder kalter Wände.
Wenn man den Taupunkt als Einschaltkriterium des Lüfters nimmt, dann muss der Taupunkt der Außentemperatur kleiner ist als der Taupunkt im Keller, ansonsten macht man den Keller feucht.
Der Taupunkt lässt sich aus der Temperatur und der relativen Luftfeuchte berechnen. (Quelle: Wikipedia Taupunkt)
wobei:
TP = Taupunkt in °C
T = Temperatur in °C
rF = relative Luftfeuchte in %
Die Temperatur und die relative Luftfeuchte wird von je einem HDC1080 als Sensor gemessen.
Um den eingebauten Mikrocontroller von der Rechenarbeit zu entlasten, habe ich zur Tabellenverarbeitung gegriffen.
Die gespeicherte Tabelle hat einen Temperaturbereich von 0 bis 33 °C in 1 °C Schritten und einen Feuchtebereich von 30 bis 100% in 5% Schritten.
Die Anzeige der Werte des Sensors und des daraus resultierenden Taupunktes erfolgt mit einer E-Paper Anzeige. Sie ist sehr kontrastreich, preiswert und hat eine sehr geringe Energieaufnahme.
Ein Nachteil ist bei einem Seitenwechsel die Trägheit, die ich nicht in den Griff bekommen habe.
Die Aktualisierung der Anzeige erfolgt unter 0,5 s, aber wenn man in das Einstellmenü wechselt, dann brauche man dafür stolze 20 s. Zum Glück muss man in das Einstellmenü nur so lange wechseln bis man die optimalen Einstellungen gefunden hat. (3-5mal insgesamt).
Im Einstellmenü können dann folgende Parameter mit Hilfe eines Drehgebers eingestellt und bestätigt werden:
Taupunktdifferenz zwischen außen und innen;
Minimale Kellertemperatur, die nicht unterschritten werden soll;
Alle wie viel Minuten der Lüfter eingeschaltet werden soll;
Wie lange soll der Lüfter dann laufen;
Und, die Wiederherstellung der Ursprungsdaten.
Die eingestellten Werte werden im EEPROM gespeichert und nach einer Spannungsunterbrechung wiederhergestellt.
Die Gehäuse wurden mit einem 3D Drucker (Anycubic I3 Mega) gedruckt. Für den Außensensor habe ich PETG (wegen der höheren Temperaturstabilität) und für alles andere PLA benutzt.
Ansicht des Steuergerätes:
Steuergerät geöffnet:
Menü:
Sensor geöffnet:
Links: