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WLAN Thermometer Nano: Hardware v1

s.ochs

Grillkaiser
Liebe Grillsportfreunde,

nach 11-monatiger Entwicklungszeit darf ich endlich die Katze aus dem Sack lassen: Die WLANThermo-Familie hat Nachwuchs. Zur Mini gesellt sich im wahrsten Sinne ein „kleines“ Geschwisterchen mit dem Namen Nano! Aber bitte seht selbst:

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Der WLANThermo-Tradition folgend, handelt es sich beim WLAN Thermometer Nano ebenfalls um ein Open-Soure-Produkt, welches für den Selbstbau konzipiert wurde. Auch wenn es äußerlich seinem großen Bruder sehr ähnelt, so schlägt im Inneren der Nano ein ungleiches Herz. Anders als die bisherigen WLAN Thermometer basiert es auf einen ESP8285-Chip, anstelle eines Raspberry Pi. Dies bringt einige Veränderungen in der Bedienung mit sich – dazu mehr im Software-Thread. Das WLANThermo Nano wurde nicht dafür konzipiert die bisherigen Systeme zu ersetzen, vielmehr soll es das WLANThermo-Portfolie durch seine geringe Größe und einem energieautonomen Betrieb wertvoll erweitern.

An dieser Stelle möchte ich mich bei @Phantomias2006 und @, die maßgeblich an der Konzeptionierung und Entwicklung beteiligt waren, für die geile Zusammenarbeit in den letzten Monaten bedanken. Ohne euch, wäre das nicht möglich gewesen!

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 etc. (siehe Hinweis weiter unten)
  • Temperaturmessbereich etwa 0 °C - 300 °C, abhängig von den verwendeten Fühlern
  • Temperaturmessgenaugigkeit: 0,2 °C
  • energieautonomer Betrieb > 30 h (je nach Wifi-Empfang) durch integrierten 1500 mAh 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 (leistungshungrigere Aktoren wie Lüfter und Servos können über eine zusätzliche Pitmaster-Platine mit eigener Energieversorgung angeschlossen werden, siehe weiter unten)
  • für den 3D-Druck konzipiertes zweiteiliges Wechselgehäuse mit integrierten Magneten für einen stabilen Halt auf allen magnetischen Unterlagen
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Informationen zur Software findet ihr im Software-Thread. Fragen und Bugs bitte im Support-Thread mitteilen, sodass sie gesammelt an einem Ort zu finden sind.

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

BOM:
Link

Gehäuse zum selber drucken:
gesteckt
geschraubt

Verkaufsportal WLAN Thermometer Nano (Platinen und Bauteil-Kit):
Link

Temperaturfühler:
Empfehlung: 100K (grauer Stecker, Einstellung "iGrill2", auch Doppelfühler) oder 1000K (schwarzer Stecker, Einstellung "Maverick") NTC-Fühler von www.wlanthermostuff.de
Es funktionieren aber auch super original NTC-Fühler von: Maverick, Fantast (alt und neu), Perfektion, iGrill, ODC, Weber6743, ET-73 und 100K6A1B.
PT100- und PT1000-Fühler funktionieren nicht in der Grundausstattung. PT100 sind aufgrund des hohen Messstroms für den Akkubetrieb zudem nicht sinnvoll. 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:
  • Der schnelle Weg: Basierend auf einer komplett bestückten Platine (inkl. Magnete und Schrauben) aus dem Verkaufsportal werden lediglich noch die 3D-Druckteile (Boden, Deckel und Batterieschutz) und eine LiPo-Batterie (Modell LiPo 504050 mit 1500 mAh) benötigt. Die Lötarbeiten sowie die benötigten Löterfahrungen sind minimal.
  • Der harte Weg: Basierend auf einer unbestückten Platine aus dem Verkaufsportal oder einer Platinenbestellung werden neben den 3D-Druckteilen und derLiPo-Batterie noch Bauteile von Mouser (siehe BOM) und ein Bauteilkit aus dem Verkaufsportal benötigt. Das Bauteilkit fasst alle weiteren nicht über Mouser beziehbaren Elektronikteile zusammen, um zusätzliche Versandkosten zu sparen. Die Lötarbeiten sind sehr umfangreich und nur für löterfahrene Bastler zu empfehlen.
Pitmaster:
Mit dem Pitmaster des WLANThermo Nano v1 können 3 verschieden Aktortypen angesteuert werden: SSR,12V-Lüfter oder Servo (Servo ab Firmwareversion v0.8.1). Der Anschluss der Aktortypen erfolgt über die Pitmaster-Buchse (3,5x1,3mm Hohlbuchse) an der rechten Seite des Thermometers. Über die Buchse wird GND und das Pitmaster-Steuersignal (5V PWM = DATA) übertragen. Das Steuersignal darf maximal mit 40 mA belastet werden. Die folgende Abbildung zeigt, wie die unterschiedlichen Aktortypen angeschlossen werden.

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- SSR: Der Anschluss eines Solid-State-Relais (SSR) erfolgt direkt über den Hohlbuchsenstecker (3,5x1,3mm) am WLANThermo. Das Pitmaster-Steuersignal des ESP wird im Inneren der Nano von 3V3 auf 5V transformiert, sodass ein "sauberes" Schalten des SSR auch im Akkubetrieb gewährleistet wird.

- 12V-Lüfter: Der direkte Anschluss eines 12V-Lüfters an das WLANThermo Nano v1 ist nicht möglich. Zum Betrieb des Lüfters muss das PWM-Steuersignal der Nano 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: 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 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 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.

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Gerber-Dateien Pitmaster-Erweiterung "Cuboid":
Link

BOM "Cuboid":
Link

Gehäuse "Cuboid":
geschraubt

Was kostet mich die Nano?
Egal ob ihr die Nano basierend auf einer bereits bestückten Platine zusammenbaut oder euch an einen kompletten Selbstbau heranwagt, müsst ihr für das reine Thermometer mit Kosten zwischen 70 - 90 € (exklusive Temperaturfühler) rechnen. Die Kosten für die Pitmaster-Erweiterung liegen je nach verbauten Anschlussbuchsen zwischen 15 - 25 € (exklusive Aktor).
Passende Temperaturfühler zum WLANThermo Nano v1 könnt ihr euch z.B. hier besorgen.


Und zum Schluss noch ein wichtiger Hinweis:
Lithium Polymer Batterien, wie sie in der Nano verbaut sind, erfordern stets einen sicheren Umgang. Fehlbehandlung kann zu Explosion, Feuer, Rauchentwicklung und Vergiftungsgefahr führen. Bitte achtet also stehts auf einen sachgemäßen Umgang mit eurer Nano. Für eine optimale Ausnutzung der Lebensdauer und aus sicherheitstechnischer Sicht sollte der in der Nano verbaute Lipo nicht voll geladen gelagert oder transportiert werden. Idealerweise beträgt der Ladezustand beim Lagern 40 - 60 % und ein Vollladen wird erst unmittelbar vor dem Einsatz durchgeführt.
 

Anhänge

holledauer

Fernsehkoch
5+ Jahre im GSV
Wie geil :v::gnade: Danke an die Entwickler, ihr seit echt Spitze :wiegeil: :anstoޥn:
 

Hot

Grillkönig
5+ Jahre im GSV
Ihr habt doch einen an der Waffel.:o
Saugeil das Teil! Top Arbeit!
Ganz große Tennis!:ola:

Eine Frage habe ich noch, wie soll das später mit der Zusatz pitmaster Platine aussehen?
Wie stellt ihr euch das vor?

Und noch was, kann ich das Gehäuse bei der Bestellung mit Aceton etwas glätten, ist das so ein Material das darauf reagiert?
 

Hot

Grillkönig
5+ Jahre im GSV
o_O
Ähm ja. Jetzt steh am Schlauch.

Die Gehäuse aus der Bestellung sind doch viel grober, oder? Wieso ist deins so glatt?
 
OP
OP
s.ochs

s.ochs

Grillkaiser
Hab grade eine Nano mit PETG extrem glatt gedruckt bekommen :D
Streber :P

Die Gehäuse aus der Bestellung sind doch viel grober, oder?
Richtig, die Gehäuse entsprechen dem, was man im Durchschnitt auch über 3D-Druck-Anbieter wie 3Dhubs bekommt. Alexander, der alte Tüftler, hat mal wieder eine High-End-Lösung. Ihr könnt die Nano jederzeit mit einem neuen Gehäuse versehen, wenn euch das alte nicht mehr gefällt, das dauert nicht länger als 1 min. Lediglich Platine und Akku aus dem einen Gehäuse raus, und ins andere rein.
 
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OP
OP
s.ochs

s.ochs

Grillkaiser

Arminth

Meister Lampe & WLANThermo Papa
10+ Jahre im GSV
Nur bekloppte hier!

Wahnsinn Jungs! Vielen Dank!

Grüßle
Armin
 
728_90 Bratwurstultra
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