Wie steht und bewegt sich mein Wohnmobil – Nerdstuff
Achtung Nerd-Stuff – Dieser Beitrag ist nichts für Menschen, die sich nicht für moderne Technik interessieren. Voraussetzung für den Nachbau ist ein Raspberry Pi mit Home Assistant sowie ein Internet Router im smarten Wohnmobil. Wünsche viel Erfolg und Spass beim Nachbau.
Im zweiten Teil beschreibe ich nun, wie man den MPU6050 zusammen mit einem ESP32 ins Wohnmobil einbaut und damit in Home Assistant feststellen kann, ob das Wohnmobil gerade steht oder sich in einer der drei Achsen im Raum bewegt.
Gyroskop oder Kreiselinstrument
Damit wir überhaupt feststellen können, ob es Bewegung gibt und in welcher Abweichung zum Untergrund unser smartes Wohnmobil aufgestellt ist brauchen wir einen dafür passenden Sensor. Das ist ein Gyroskop oder auf Deutsch ein Kreiselinstrument. Auf dem Bild ist ein Gyroskop aus einem Flugzeug zu sehen. So etwas wäre natürlich für unser smartes Wohnmobil viel zu groß, zu schwer und zu teuer. Das geht heute viel kleiner und günstiger und jeder von Euch hat so einen Gyroskop Chip in seinem Smartphone.
Gyroskop aus einem Flugzeug
Hannes Grobe, CC BY-SA 2.5 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5, via Wikimedia Commons
Ein Kreiselinstrument, auch Kreiselstabilisator oder Gyroskop (griechisch γύρος gyros, deutsch ‚Drehung‘ und σκοπεῖν skopein ‚sehen‘) genannt, ist ein rasch rotierender, rotationssymmetrischer Kreisel, der sich in einem beweglichen Lager dreht. Das Lager kann eine kardanische Aufhängung sein oder ein Rahmen in Form eines Käfigs (siehe Abbildung). Aufgrund der Drehimpulserhaltung weist der Kreisel ein hohes Beharrungsvermögen gegenüber Lageänderungen im Raum auf. Wird die Drehgeschwindigkeit zwischen Kreisel und Käfig gemessen, spricht man von einem Gyrometer. Gyroskope werden als Navigationsinstrumente sowie zur aktiven Lageregelung eingesetzt, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt. Bei der Lageregelung von Raumflugkörpern wie Satelliten wird ausgenutzt, dass das Gesamtsystem aus Raumflugkörper und Gyroskop seinen Drehimpuls beibehält und somit durch Drehimpulsübertragung zwischen beiden die Lage gesteuert werden kann.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kreiselinstrument
MPU6050 der Gyroskop-Sensor für das smarte Wohnmobil
Da Gyroskop-Sensoren inzwischen milliardenfach hergestellt und in den verschiedensten Geräten verbaut werden sind sie mittlerweile sehr günstig zu haben. Wer noch mehr zum Arduino-Sensor MPU6050 erfahren will, dem empfehle ich diesen Beitrag.
- ✅ Kostengünstiges 3er Set zum Einführungspreis – sparen Sie über 58%
- ✅ Ideal zum Bau von selbstbalancierende Drohnen und Fahrzeugen
- ✅ Kompatibel mit MPU-6050 Sensor Chip zur Lageregelung mit 3 Achsen und 6 Freiheitsgraden ermöglicht die exakte Positionierung im Raum
- ✅ Gleichzeitiger Abruf aller Werte möglich
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Mit knapp sechs Euro ist der echt günstig und sehr leicht im Vergleich zu dem Teil aus dem Flugzeug. Dazu brauchen wir dann noch einen ESP32, auch eine Platine aus dem Arduino Umfeld. Der ESP32 wird das Gehirn und die Kommunikationszentrale für unser Gyroskop im smarten Wohnmobil. Wer nicht löten oder stecken will, besorgt sich noch die passenden Breakoutboards zum einstecken dazu. Da es im smarten Wohnmobil doch etwas wackeln kann ist eine sichere Verbindung zwischen Sensor und ESP32 sinnvoll.
- 2,4-GHz-Dual-Mode-WLAN und Bluetooth-Entwicklung mit 4 MB Flash. WICHTIG:Nur kompatibel mit 38 Pins esp32 breakout board (https://www.amazon.de/dp/B0B7L7NMNW; https://www.amazon.de/dp/B0B7L6617P). Gilt nicht für andere Versionen.
- Das Modul hat 38 Pins und leistungsstarkes, kleines Volumen. Unterstützt LWIP-Protokoll, Freertos.
- Unterstützt drei Modi: AP, STA, AP+STA-Koexistenzmodus.
- Kompatibel mit Arduino, Nodemcu und MicroPython, kann für die Arduino IDE und Lua programmiert werden, passt auf ein lötfreies Steckbrett, erleichtert Ihre Entwicklung.
- Der 2,4-GHz-WLAN- und Bluetooth-Dual-Mode-Chip verwendet die stromsparende 40-nm-Technologie, die den besten Stromverbrauch und die beste HF-Leistung aufweist, sicher und zuverlässig ist und sich leicht auf verschiedene Anwendungen erweitern lässt.
- WICHTIG: nur kompatibel mit der schmalen Version des esp32-Entwicklungsboards (38-polig) ohne Montageloch(https://www.amazon.de/dp/B0BMNZ99N7; https://www.amazon.de/dp/B0B7JP6VHR; https://www.amazon.de/dp/B0BMPSV1VS). Gilt nicht für andere Versionen.
- GPIO 1 IN 2: Das esp32 Bypass Board kann einen GPIO Pin des esp32 Entwicklungsboards auf zwei erweitern. Praktisch für die Wiederverwendung aller Pins in DIY Smart Home-Projekten. Eine hervorragende Alternative zum Breadboard.
- Sicher, zuverlässig: Die Erweiterungsplatine ist mit einer doppelten Schicht versehen, so dass ein Pin auf beiden Seiten verdrahtet ist. Stabil und sehr zuverlässig. Ausgezeichneter Kontakt und stabile Signalübertragung für Ihr esp32-Board.
- 2 Anschlusstypen: Stiftleiste und Schraubklemme. Wählen Sie sie einfach nach Ihrem Zweck aus.
- Aktualisierte Version: Im Vergleich zur vorherigen Version ist die Platine dieser Version komplett gelötet. Es ist nicht notwendig, Teile selbst zu löten, was sehr bequem zu verwenden ist.
Einsatzszenarien des MPU6050-Gyroskops
Was können wir denn alles mit diesem Sensor machen? Wie schon im letzten Blogpost beschrieben, können wir feststellen, ob unser smartes Wohnmobil gerade steht. Zusätzlich kann man den Gyroskopsensor noch für eine selbst gebaute Alarmanlage nutzen, denn er kann auch feststellen ob sich das abgestellte Wohnmobil bewegt, zum Beispiel wenn es angefahren, abgeschleppt oder gestohlen wird. Als Sahnehäubchen obendrauf misst das geniale Teil auch noch die Temperatur.
Einbindung in Home Assistant
Wie viele meiner Einbauten in das smarte Wohnmobil, ist die Umsetzung der Ausnivellierung per ESP32 und MPU6050 nicht meine Idee. Das hat in diesem Fall schon ein anderer Camper in seinem Fahrzeug umgesetzt, Chris von Vanomation hat dies auf seinem englischsprachigen Blog sauber dokumentiert.
Auch auf Github ist seine Umsetzung dokumentiert. Darüberhinaus gibt es auch die Möglichkeit den MPU an die Inet2MQTT-Lösung von Dr. Magnus Christ anzuschließen. Ihr müsst dann nur noch ein Bild vom Heck und der Fahrerseite Euers smarten Wohnmobils machen und die gegen die Bilder vom Kastenwagen austauschen und schon habt Ihr eine personalisierte Anzeige wie gerade Euer Wohnmobil steht. Geholfen hat mir auch Michael aus der WomoLIN Community auf Telegram, die ich nur wärmstens empfehlen kann.
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