Archiv/Space-Dreilindenstraße/Hauptraum/Dachluke

Anforderungen

• Die Dachluke soll automatisch geöffnet/geschlossen werden können, ohne manuelles Kurbeln
• Idealerweise Steuerung über Netzwerk
• Zur weiteren Verbesserung der Belüftung soll eine Lüftersteuerung direkt mit integriert werden

Hardwareseitig gab es bei uns folgende Probleme:

• Die Luke wird durch eine Spindel geöffnet. Diese spindel dreht sich nicht nur, sondern bewegt sich auf und ab. und weil das noch nicht genug ist, hat sie einen festen "Pivotpunkt" um den sie sich neigt.
• Der Ur-Zustand soll möglichst wiederherstellbar sein sowie eine failsafe-Lösung wird gebraucht falls mal was nicht geht
• Kein Strom oder Netzwerk in der Nähe der Luke
• (den Punkt hab ich erst hinterher festgestellt) Die Befestigungsmöglichkeiten für eigene Aufbauten sind nicht stabil genug

Lösungsansatz:

Dezentrale-fensteroeffner

• Ein "Schäkel" wird oben in der Öse an der Spindel verankert und kann gedreht werden. Er dient zur Kraftübertragung mit variablem Winkel (ähnlich einem Kardangelenk)
• Der runde Schaft der originalen Kurbel macht eine Kraftübertragung schwieriger -> ein Alu-4kant wurde an dem Schäkel befestigt.
• Da das 4kant sich bei der Rotation immernoch auf und ab bewegt wird ein 3D-gedrucktes Zahnrad passendem mit 4-kant-Innenloch verwendet, das dabei auf dem Profil hoch und runter rutschen kann
• Der mechanische Aufbau mit Steppermotor, zweitem Zahnrad und der Aufnahme des Profil-Zahnrades ist mit genügend Abstand montiert, sodass der Winkelfehler der Spindel vernachlässigt werden kann
• Die Zahnradaufnahme ist klappbar gestaltet, sodass bei "Öffnen" der Schaft herausgenommen werden kann. Es gibt dafür sogar noch eine Verlängerung mit selbstdesigneter Kurbel für manuellen Betrieb (failsafe)
• Der Steppermotor treibt ein kleines Zahnrad an, welches dann das große Schaft-Zahnrad antreibt. Das große wird in seiner Aufnahme durch Kugellager an Ort und Stelle gehalten, das kleine ist fest am Stepper dran.

Elektronik:

• Der Schrittmotor wird durch einen STM32 + DRV8825 über STEP/DIR pins gesteuert.
• Der STM32 macht alles was mit grundlegender Steuerung und Sensorik zu tun hat.
• Ein zweiter Mikrocontroller (ESP8266) ist für die Kommunikation nach außen bzw. User-Interface zuständig. Beide Mikrocontroller unterhalten sich über ein einfaches Textprotokoll seriell. Den Punkt würd ich in Zukunft ändern und bei einer neuen Elektronik einen ESP32 und Schieberegister verwenden.
• Der Strom-Anschluss ist 12V und 4-polig und erlaubt es, einen Rohrlüfter mit dem System zu verbinden, welcher dann per Software ein und ausgeschaltet werden kann. (Den Lüfter gibt's schon, montiert ist er aber noch nicht)