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Wiffi-wz mit Präsenzmelder für Deckenmontage

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Wiffi-wz mit Präsenzmelder für Deckenmontage
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Ausgangssituation

Mittlerweile nutzen viele Homematic-User den Wiffi-wz als ideale Möglichkeit, einen Wohnraum wie beispielsweise das Wohnzimmer mit verschiedenen Sensoren zu erfassen, so daß mit diesen Signalen verschiedene Automatisierungsaufgaben gelöst werden können. Ausführliche Informationen zum Wiffi-wz findet man hier: Der WIFFI-WZ 2.0 … der Wohnzimmersensor

Normalerweise ist der Wiffi-wz in einem kubusartigen Gehäuse eingebaut und kann an geeigneter Stelle im Raum positioniert werden. Dabei ist wichtig, daß insbesondere die beiden Bewegungsmelder „freie Sicht“ im Wohnraum haben, damit auch zuverlässig eine Personenpräsenz im Raum erkannt wird.

Mittlerweile kamen von Usern verschiedene konstruktive Vorschläge für zukünftige Erweiterungen oder Veränderungen, die zwar nicht alle aber doch teilweise integriert werden konnten. Eine besondere Herausforderung war der Wunsch nach einem kompakten Rundgehäuse, das ähnlich wie ein Rauchmelder oder Präsenzmelder an der Decke beispielsweise an die Brennstelle einer Deckenlampe angebracht werden kann.

Lösungsansatz

Wenn der Wiffi-wz an der Decke montiert wird, dann reicht ein Bewegungsmelder aus, um damit eine breite Anwesenheitserfassung im Raum zu machen. Den freien Eingang für den bisher verwendeten zweiten Bewegungsmelder kann man dann umfunktionieren beispielsweise als Relaisausgang zum automatisierten Schalten einer Lampe, die vielleicht vorher an der verwendeten Deckenbrennstelle montiert war.  Natürlich kann man damit auch andere Verbraucher direkt von der CCU oder über die Webseite des Wiffi-wz schalten.

Die 5V-Spannungsversorgung des Wiffi-wz erfolgt normalerweise mit einem Stecker-Netzteil. Das kann man auch bei der Deckenmontage so beibehalten, wenn man die 5V-Versorgungsleitungen auch an die deckenseitige Montagestelle des Wiffi verlegt. Alternativ kann man auch ein geeignetes Netzteil mit zusätzlichem Relais mit dem Wiffi-wz in ein entsprechend größeres Gehäuse einbauen. Dabei ist aber unbedingt sicher zu stellen, daß eine Überhitzung des Gehäuses und/oder  Netzteils ausgeschlossen ist. Dementsprechend muß ein kleines Schaltnetzteil mit sehr gutem Wirkungsgrad verwendet werden und mit einer geeigneten elektrischen Absicherung muß eine Brandgefahr ausgeschlossen werden. Gerade weil hier mit 230V Netzspannung gearbeitet wird, sind ausreichenden Fachkenntnisse bei der Realisierung unverzichtbar. Dieser Bauvorschlag erhebt keinen Anspruch auf Fehlerfreiheit oder Konformität mit geltenden technischen Regeln. Deshalb hier auch nochmal der wichtige Hinweis auf meine Sicherheitshinweise.

Das folgende Bild zeigt den Schaltplan der von mir verwendeten Konfiguration. Das 5V-Schaltnetzteil ist ein kleines Modul , welches über eine für das Netzteil geeignete Schmelzsicherung an das 230V-Netz angeschlossen wird. Bei mir ist die Schmelzsicherung mit 100mA träge ausgelegt, aber das muß man individuell auf das verwendete Netzteilmodul abstimmen. Die 5V-Ausgangsspannung wird an die entsprechende Stromversorgungsbuchse des Wiffi-wz angeschlossen.

Anstelle des rechten Bewegungsmelders wird ein Transistor als Open-Collector Treiber für ein Schaltrelais angeschlossen. Ich habe ein 5V-Schaltrelais verwendet und entsprechend dem Schaltbild verschaltet. Das sind schon alle elektrischen Änderungen!

Rundgehäuse als 3D-Ausdruck

Die Konzeption des Gehäuses für die Deckenmontage war nicht ganz einfach, weil einerseits das Gehäuse möglichst klein sein sollte und andererseits aber eine Reihe von funktionalen Anforderungen integriert werden mußten. Am wichtigsten ist die Kühlung bzw. die Gestaltung eines geeigneten Luftführung durch das Gehäuse, weil eine Erwärmung des Gehäuses durch den beheizten Luftgütesensor unvermeidbar ist. Gleichzeitig darf diese Erwärmung aber nicht zu einer Fehlmessung des integrierten Temperatursensors führen. Zusätzlich muß der integrierte Helligkeitssensor auch ein geeignetes „Fenster“ haben, damit er die Helligkeit im Raum detektieren kann.

Das Ergebnis  ist ein zweiteiliges Rundgehäuse, bei dem eine Fassung bzw. Rosette mit einer Zentralschraube an die Decke montiert wird. Das größere Hauptgehäuse wird einfach in der Art eines  Bajonettverschlusses aufgesteckt. Die folgenden Bilder erklären dazu mehr als viele Worte.

Im Bild links die Deckenrosette mit der Zentralschraube zur Deckenmontage. Zusätzlich sind Klemmstege zur Aufnahme und Befestigung des Netzteil-Moduls und des Schaltrelais vorhanden. Rechts ist das Hauptgehäuse mit den Lüftungsschlitzen und darunter der Bohrung für die Aufnahme des Bewegungs/Präsenzmelders. Neben den Lüftungsschlitzen ist ein Lagerbock zur Verschraubung des Helligkeitssensors und des Temperatursensors. Die größeren Bohrungen links und rechts dienen zur möglichen Durchführung eines Netzkabels, falls eine Hängelampe o.ä. angeschlossen wird. Die dreieckförmigen Auflager sind für die Befestigung der Hauptplatine.

In zusammengebautem Zustand kann das Hauptgehäuse in verschieden Höhen mit der Deckenrosette zusammen verschraubt sein.

Der Ausdruck der beiden Gehäuseteile erfolgt mit einem 3D-Drucker. Ich habe weißes PLA-Material verwendet, aber das kann man natürlich auf die persönlichen Wünsche abstimmen.

Für den Ausdruck des Gehäuses auf dem eigenen 3D-Drucker gibt’s hier die aktuellen stl-Files: wiffi_lamp.zip

Einbau des Wiffi-wz

Die Sensormodule BH1750 (Helligkeitssensor) und BME280 (Temperatur, Feuchte und Luftdruck) sind normalerweise in die entsprechenden Fassunge auf der Wiffi-wz Platine eingesteckt. Da aber u.a. wegen der Thermik im Gehäuse diese Sensoren möglichst nah an die Lüftungsschlitze montiert werden sollten, sind entsprechende Leitungsverlängerungen einzulöten. Das folgende Bild zeigt die Details:

Für den linken Bewegungsmelder ist die dreipolige Steckfassung jetzt auf der Unterseite der Platine angelötet, so daß der Bewegungsmelder nun von unten eingesteckt werden kann. Der OC-Transistor ist am Anschluss des zweiten (nicht verwendeten rechten) Bewegungsmelders angelötet. Die Rosette enthält das Netzteil, das Relais und die Schmelzsicherung im Schraubgehäuse. Die 4-polige Lüsterklemme sind die Anschlüsse für 230V und für die optionale geschaltete Lampe.

Im eingebauten Zusatnd sieht das Ganze so aus:

Der beheizte und dementsprechend warme Luftgütesensor MQ135 ist etwas nach innen zu drücken, damit er keinen Kontakt mit dem Gehäuse hat und so den Gehäuse-Kunststoff möglichst wenig erwämt.

Software-Anpassung

In der aktuellen Software ab Version wiffi_wz_71 sind die notwendigen Änderungen schon integriert. Um anstelle des rechten Bewegungsmelders einen digitalen Ausgang zur Ansteuerung des Transistors zu initialisieren ist lediglich im Expertenmodus der param[34] von 0 auf 1 zu setzen. Damit ergibt sich auf der Webseite des Wiffi-wz dann eine veränderte Messwertanzeige, in der nur ein Bewegungsmelder jetzt als Präsenzmelder vorhanden ist und zusätzlich noch ein Relaisausgang verfügbar ist. Das sieht dann so aus:

Das Schaltrelais kann man genauso wie den Beeper entweder auf der Webseite des Wiffi-wz auslösen oder aber direkt von der CCU aus mit einem entsprechenden HM-Skript. Die zugehörigen Browserbefehle sind: 192.168.178.35/?relais:on:   oder 192.168.178.35/?relais:off:

Von der CCU aus kann man das Relais mit einem kleinen HM-Skript mit Senden der o.a. Browserbefehle auch schalten.

HM-Skript   
!Schaltrelais einschalten(on) bzw. ausgeschalten(off)
string befehl = "/?relais:on:";  
!string befehl = "/?relais:off:";
string IP = dom.GetObject("wz_ip").Value();  !Holt IP_adresse des WIFFI_wz
var send_data = "http://" + IP  + befehl; !Befehl zusammensetzen
 
WriteLine(send_data);
string stdout; string stderr;           !und Befehl ausgeben
system.Exec("wget -q -O - '"#send_data#"'", &stdout, &stderr);

Natürlich kann man das Skript statt mit dem system.Exec Befehl auch mit analogen CuxD-Befehlen starten; das hat den Vorteil einer stabileren Arbeitsweise. Mehr dazu im Homematic-Forum.

Mit einem einfachen WebUI-Programm läßt sich mit diesem HM-skript  beispielsweise ein Bewegungsschalter realisieren, der bei Bewegung im Raum eine Lampe mit dem Relais einschaltet:

Haftungs- und Sicherheitshinweise

Beim Nachbau müssen natürlich alle wichtigen einschlägigen Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit gefährlichen Spannungen  eingehalten werden. Fundierte theoretische und praktische Fachkenntnisse der Elektrotechnik und für den Umgang mit gefährlichen Spannungen sind unverzichtbar!! Durch eine unsachgemäße Installation gefährden Sie ihr Leben und das Leben ihrer Mitmenschen! Darüberhinaus riskieren Sie erhebliche Sachschäden , welche durch Brand etc. hervorgerufen werden können ! Für alle Personen- und Sachschäden durch falsche Installation etc. ist nicht der Hersteller sondern nur der Betreiber verantwortlich. Ich verweise hier unbedingt auf  die  „Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss„-Seite dieses Blogs.

Fähigkeiten

Gepostet am

24. April 2017

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