Hardware

IN BEARBEITUNG!!!

Der WLANThermo-Tradition folgend, handelt es sich beim WLANThermo Nano (im Foto links) ebenfalls um ein Open-Soure-Produkt, welches für den Selbstbau konzipiert wurde. Auch wenn es äußerlich seinem großen Bruder (das WLANThermo Mini, im Foto rechts) sehr ähnelt, so schlägt im Inneren der Nano ein ungleiches Herz. Anders als die bisherigen WLAN Thermometer basiert es auf einem ESP8285/ESP6288-Chip, anstelle eines Raspberry Pi. Das WLANThermo Nano wurde nicht dafür konzipiert die bisherigen Systeme zu ersetzen, vielmehr soll es das WLANThermo-Portfolio durch seine geringe Größe und einem energieautonomen Betrieb wertvoll erweitern.

Unser WLANThermo Nano gibt es seit Frühjahr 2019 in der neuen Hardwareversion V1+. Damit wird die vorherige Hardwareversion V1 abgelöst (Frühjahr 2017 bis Frühjahr 2019). Das Nano V1+ verfügt in der PRO-Version über einen integrierten 12V-Pitmaster, was den direkten Anschluss eines 12V-Lüfters ermöglicht. Die Pitmaster-Erweiterung "Cuboid" vom V1 wird beim V1+ also nicht mehr benötigt. Zudem kann das Nano V1+ auch als LITE-Version komplett ohne Pitmaster aufgebaut werden.

Was macht die Nano aus?

• 6x 2,5 mm Buchsen zur parallelen Temperaturerfassung von bis zu 6 handelsüblichen NTC-Einzelfühlern oder 4 NTC-Einzelfühlern + 2 NTC-Doppelfühlern
• Unterstützung für Temperaturfühler von Maverick, Fantast. iGrill, Inkbird etc. (siehe Hinweis weiter unten)
• Temperaturmessbereich etwa 0 °C - 300 °C, abhängig von den verwendeten Fühlern
• Temperaturmessgenaugigkeit: 0,2 °C
• energieautonomer Betrieb > 24 h (je nach Wifi-Empfang) durch integrierte LiPo-Batterie und sehr geringem Stromverbrauch
• 1-Platinen-Lösung, kein zusätzliches Verkabeln und Anlöten zusätzlicher Komponenten notwendig
• Darstellung der Temperaturwerte auf einem zweifarbigen 0,96 Zoll OLED-Display – kein Touch
• Bedienung über 2 Bedientasten auf der Oberseite
• On/Off-Switch zur kompletten Abkopplung der LiPo-Batterie
• Micro-USB-Anschluss zur Spannungsversorgung mit Ladekontroll-LED
• integrierte Ladeelektronik mit Entladeschutz
• integriertes WLAN-Modul zur bidirektionalen Datenübertagung an ein Web-Frontend, sowohl zur Darstellung der Temperaturdaten als auch zur Systemsteuerung (die Reichweite liegt aufgrund der innenliegenden Antenne etwas unterhalb der Empfangsreichweite des Edimax-Sticks bei der Mini)
• integrierter Hardwaresummer zur Vorortalarmierung
• Pitmasterausgang zum direkten Anschluss eines Solid-State-Relais (Modell v1 und v1+) oder eines 12V-Lüfters (nur Modell v1+ PRO). Am älteren Modell v1 lässt sich ein 12V-Lüfter mittels der Plug-and-Play Erweiterung Cuboid anschließen.
• für den 3D-Druck konzipiertes zweiteiliges Wechselgehäuse mit integrierten Magneten für einen stabilen Halt auf allen magnetischen Unterlagen
• minimale Größe: 60 x 60 x 20 mm

Schema des WLANThermo Nano V1 (muss noch durch eine Abbildung vom V1+ ersetzt werden)

Gerber Dateien (Platinendicke: 0,8 mm): Link

BOM: Link

Gehäuse zum selber drucken: LITE PRO

Bezugsquelle (Platine / Bauteil-Kit / Bausatz): Link

Temperaturfühler: Das WLANThermo Nano funktioniert mit NTC-Fühlern verschiedener Hersteller, darunter: Maverick, Fantast (alt und neu), Perfektion, iGrill, Weber, Grilleye und Inkbird. Des Weiteren gibt es auch im Projekt eigene Temperaturfühler, siehe hierzu auch Link. PT100- und PT1000-Fühler können beim Nano nicht eingesetzt werden. Hinweis: PT100 ist nicht das selbe wie NTC 100K, hierbei handelt es sich um komplett unterschiedliche Fühlertypen. Die 100 bei PT100 steht zudem für 100 Ohm und beim NTC 100K für 100 kOhm. Das gleiche gilt für PT1000 und NTC 1000K.

Zusammenbauvarianten für Selbstbauer: Link

Pitmaster: Mit dem Pitmaster des WLANThermo Nano können 3 verschieden Aktortypen angesteuert werden: SSR (Relais), 12V-Lüfter oder Servo (Servo ab Firmwareversion v1.0.0). Der Anschluss der Aktortypen erfolgt je nach Modell unterschiedlich. Beim Nano V1+ PRO kann ein SSR oder ein 12V-Lüfter direkt ans Nano angeschlossen und über die Stromversorgung des Nano betrieben werden. Mittels entsprechender 3-Pol-Pitmasterbuchse besteht zudem auch die Möglichkeit einen Servo mit dem V1+ anzusteuern. Die LITE-Version vom V1+ verfügt über keinen Pitmaster. Beim Nano V1 kann nur das SSR direkt angeschlossen werden. Der Anschluss eines 12V-Lüfters oder eines Servos erfordert die Verwendung der Plug-und-Play Erweiterung "Cuboid".

Die folgende Übersicht zeigt den Anschlussplan für das WLANThermo Nano V1 (eine Übersicht für das V1+ folgt noch):

SSR: Der Anschluss eines Solid-State-Relais (SSR) erfolgt direkt über den Hohlbuchsenstecker (3,5x1,3mm) am WLANThermo Nano. Die Schaltspannung beträgt beim Nano V1 5V und bei Nano V1+ PRO 12V. Zur Ansteuerung des Akkus muss das WLANThermo an einer externen Spannungsversorgung angeschlossen sein.

FAN: Beim WLANThermo V1+ PRO erfolgt der Anschluss eines 12V-Lüfters direkt über die 3,5x1,3 mm Hphlsteckerbuchse am Nano. Beim älteren Nano v1 ist der direkte Anschluss eines 12V-Lüfters nicht möglich. Zum Betrieb des Lüfters muss das PWM-Steuersignal der Nano v1 erst in ein analoges Spannungssignal von 0 - 12V transformiert werden. Hierfür wird die Pitmaster-Erweiterung "Cuboid" benötigt. Diese wird über die Hohlbuchsenstecker zwischen das Thermometer und den Lüfter angeschlossen. Die Pitmaster-Erweiterung benötigt eine eigene Spannungsversorgung. Der Anschluss des Lüfters an der Erweiterung erfolgt entweder über eine 3,5x1,3mm Hohlsteckerbuchse oder über eine Tiny-XLR-Buchse (falls vorhanden).

SERVO: GILT AKTUELL NUR FÜR DAS MODELL V1: Für den Anschluss eines Servos wird eine eigene 5V-Spannungsversorgung für den Servo benötigt. Bei Verwendung eines externen Netzteils muss darauf geachtet werden, dass GND vom Netzteil und GND von der Pitmasterbuchse gebrückt werden. Das Steuersignal der Nano v1 wird über den "Data"-Anschluss des Servos übertragen. Alternativ kann der Servo auch über die Pitmaster-Erweiterung "Cuboid" angeschlossen werden, hierfür muss diese mit einer Tiny XLR - Buchse ausgerüstet sein.

Pitmaster-Erweiterung "Cuboid": Wie bereits beschrieben, wird zur Ansteuerung eines 12V-Lüfters am Nano V1 eine zusätzliche Komponente benötigt. Die Pitmaster-Erweiterung "Cuboid" wandelt das vom WLANThermo Nano v1 erzeugte PWM-Steuersignal in ein analoges Spannungssignal von 0 - 12V um, mit dem der Lüfter betrieben/gesteuert werden kann. Für den Betrieb benötigt die Erweiterung eine eigene 5V-Spannungsversorgung über die Micro-USB-Buchse. Das Steuersignal der Nano wird über ein Verbindungskabel zwischen zwei identischen Hohlbuchsen (3,5x1,3mm) übertragen. Der Anschluss des Aktors kann über zwei verschiedene Arten geschehen. In der Grundausführung erfolgt der Anschluss ebenfalls über eine 3,5x1,3mm Hohlbuchse. Auf der Erweiterung sind zudem Lötpads für das Anlöten einer Tiny XLR-Buchse vorgesehen. Die Anschlussbelegung der Tiny XLR Verbindung ist: PIN1 = GND, PIN2 = FAN, PIN3 = 12V (konstant), PIN4 = 5V (konstant), PIN5 = DATA. Somit können auch Lüfter oder Servos angeschlossen werden, die bereits einen Mini V2-kompatiblen Anschlussstecker besitzen. Lüfter mit einem Hohlbuchsenstecker 5,5x2,1mm (Mini v1) oder 5,5x2,5mm können durch einen kleinen Adapter an der kleineren 3,5x1,3mm Hohlbuchse der Grundausführung angeschlossen werden. Alternativ zur Cuboid kann das Steuersignal der Nano auch mit Hilfe eines IRF520 MOSFET-Treiber-Moduls für Arduino und einem 5V-12V-StepUp-Modul relativ einfach transformiert werden. Bei dieser Schaltung ist jedoch mit erhöhter Geräuschentwicklung am Lüfter aufgrund der MOSFET-Schaltung zu rechnen, ansonsten ist die Funktion identisch.

Gerber-Dateien Pitmaster-Erweiterung "Cuboid": Link

BOM "Cuboid": Link

Gehäuse "Cuboid": geschraubt