Meine Steuerung für den 12 Volt Garden Kühlschrank

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Ausgangslage:
Ich habe einen 12 Volt Kühlschrank mit Eisfach in meinem Garten.
Normalerweise läuft der über ein internes Thermostat und kühlt so wie eingestellt von 1 bis 6.
Was auch immer das dann für Temperaturen im Kühlschrank und vor allem auch im Eisfach sind.
Gem. meiner Erfahrung schwankt das sehr stark und ist für die Lagerung von Milchspeiseeis nicht empfehlenswert!

Ziel:
Der Fridge / Freezer soll Smart und gemonitored werden.

  • Ein- und Ausschalten aus der Ferne
  • Messen des Stromverbrauchs
  • Messen und Aufzeichnen der Temperaturen im Kühlschrank und auch im Eisfach
  • Steuerung des Kompressors in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur im Eisfach zwischen ca.  -17 bis -19 Grad
  • Und das ganze auf dem ESP selbst, ohne Automatisierung auf dem HASS 

Realisierung

Entschieden habe ich mich, das Ganze über ESPHome zu machen und natürlich letztendlich auch im HASS einzubinden. Dabei wird die Temperatur über zwei DS18B20 Sensoren überwacht und der Kühlschrank wird ein- bzw. ausgeschalten ganz normal über ein Relais. Der Stromverbrauch wird über einen INA219 DC Current Sensor gemessen. Hier ist die Besonderheit, dass der INA219 normalerweise nur einen Shunt Resistor von 0.1 Ohm hat und man damit dann auf 3.2 Ampere begrenzt ist. Da ich mir nicht sicher war ob das genügt, habe ich etwas gegoogelt und auf folgender Webseite “INA219 Strom- und Leistungssensormodul” (danke Wolle) dafür eine Lösung gefunden. Im Unterpunkt “Andere Shuntgröße wählen” wird einfach noch ein 0.05 Ohm Resistor Huckepack gelötet und damit der Shuntwiederstand auf 0.0333 Ohm verändert. Das reicht jetzt aus um auch den Einschaltstrom von 9 Ampere zu handeln.

Wenn ich Zeit habe kommt noch ein Schaltungsbild dazu.

Mal ganz grob beschrieben.

12 V kommen an. Plus geht direkt auf den INA219 Eingang und wird von dort auch für die Schaltung abgegriffen. Minus wird über die Schaltung durchgeschleift. Auf der Schaltung wird erst mal von 12V auf 5V mit einem StepDown Modul runter geregelt. Auf dem Esp ist noch ein HT7333 um von 5V auf 3.3V runter zu regeln.
Der INA 219 ist mit SCA und SCL verbunden. Die DS18B20 werden mit 5V und dem GPIO angebunden (4.7K Ohm Resistor nicht vergessen) und das Relais wird auch mit 5V versorgt.
Über das Relais wird dann der Kühlschrank bei Bedarf eingeschaltet.

ACHTUNG!

Der Kompressor des Kühlschrank hat insgesamt 8 Eingänge. Das Manual dazu kann man auf der Belluna Webseite einsehen. Wichtig dabei ist der drittletzte und der unterste Anschluß (C und T) über diese das Thermostat geschalten werden. Ich habe das gebrückt. Damit läuft der Kompressor immer wenn der Kühlschrank Strom hat.
Um jetzt auch noch das Licht im Kühlschrank brennen zu lassen, muß dieses nun auch noch mit Strom versorgt werden. ???
Und dann gibt es da noch die Drehzahl des Kompressors! Wenn C und T gebrückt ist, dann ist die Drehzahl bei 2000 rpm Je nach Höhe des Wiederstandes, den man in die Brücke einbaut, läuft der Kompressor mit 2000 rpm bei 0 Ohm bis zu 3500 rpm bei 1523 Ohm.

Und dann hier noch ein guter Troubleshooting Guide

Energieverbrauch pro Tag

Soweit hat das schon ganz gut funktioniert. Allerdings hatte ich nur V, A, W usw. Aber nicht den täglichen Verbrauch des Kühlschranks in kWh. Was ja auch noch ein interessanter Wert ist.

Das habe ich dann mittels folgender Erweiterung im ESPHome Coding erreicht.
Gefunden auf Total Daily Energy Sensor

 - platform: total_daily_energy
    name: 'Total Daily Energy'
    power_id: ina219_1b_power #Die ID vom INA Sensor für die W(att) Anzeige
    unit_of_measurement: 'kWh'
    state_class: total_increasing
    device_class: energy
    accuracy_decimals: 3
    filters:
      # Multiplication factor from W to kW is 0.001
      - multiply: 0.001

# Enable time component to reset energy at midnight
time:
  - platform: homeassistant
    id: homeassistant_time