Von Null aufgebaut

⚠️ WARNUNG: Diese Anleitung betrifft Arbeiten an 230V AC Netzspannung. Fehlerhafte Verdrahtung kann zu Stromschlag, Brand oder Geräteschäden führen.

• Nur fortfahren, wenn du Erfahrung mit Netzspannungsinstallationen hast
• Vor Arbeiten an der Schaltung immer stromlos schalten
• Einen FI-Schutzschalter (RCD) für den Controller-Stromkreis verwenden
• Im Zweifel eine qualifizierte Elektrofachkraft beauftragen
• Dies ist ein DIY-Projekt — nicht CE/UL-zertifiziert für den kommerziellen Einsatz

Einleitung

Diese Anleitung führt dich Schritt für Schritt durch den Nachbau des Smart Swimming Pool Controllers — ganz ohne Vorkenntnisse zu diesem Projekt. Vom leeren Tisch bis zum voll funktionsfähigen, in Home Assistant integrierten Pool-Controller.

Gesamtkosten: unter 100 € (ohne Pumpen und Pool-Infrastruktur)
Erfahrungsstufe: Anfänger — grundlegende Lötkenntnisse reichen
Zeitaufwand: 2–4 Stunden

Hardware-Varianten

Der Controller unterstützt ESP32 DevKit V1 mit folgenden Relais-Konfigurationen:

Diese Anleitung konzentriert sich auf die Basic-Variante. Siehe Hardware-Anleitung für NORVI und kundenspezifische Konfigurationen.

Stückliste (BOM)

Benötigte Komponenten

Optionale Komponenten

Benötigte Werkzeuge

• Lötkolben + Lötzinn
• Abisolierzange / Seitenschneider
• Multimeter
• Kleiner Schraubendreher (für Relais-Klemmen)
• USB-Kabel (Daten + Strom)

Schritt 1: Entwicklungsumgebung vorbereiten

PlatformIO installieren

PlatformIO ist das Build-System für die Pool-Controller-Firmware.

# Option A: PlatformIO Core installieren (empfohlen)
python3 -m pip install platformio

# Option B: VS Code mit PlatformIO-Erweiterung
# VS Code installieren, dann PlatformIO-Erweiterung aus dem Marketplace

Installation prüfen:

pio --version
# Sollte ausgeben: PlatformIO Core, Version 6.x oder höher

Git installieren

# Linux (Debian/Ubuntu)
sudo apt install git

# macOS
brew install git

# Windows
# Download von https://git-scm.com/

Repository klonen

git clone https://github.com/smart-swimmingpool/pool-controller.git
cd pool-controller

Schritt 2: Firmware flashen

Firmware bauen

pio run

Beim ersten Start lädt PlatformIO automatisch alle benötigten Bibliotheken herunter.

ESP32 verbinden

1. ESP32 DevKit per USB mit dem Computer verbinden
2. Seriellen Port ermitteln:
   • Linux: /dev/ttyUSB0 oder /dev/ttyACM0
   • macOS: /dev/cu.usbserial-*
   • Windows: COM3 oder ähnlich

Firmware hochladen

# Firmware auf verbundenen ESP32 laden
pio run --target upload --upload-port /dev/ttyUSB0

# Oder automatisch erkennen lassen:
pio run --target upload

Upload prüfen

# Serielle Ausgabe überwachen
pio device monitor --port /dev/ttyUSB0 --baud 115200

Es sollten Boot-Meldungen erscheinen. Der Controller startet im AP-Modus (Access Point), wenn kein WLAN konfiguriert ist.

Schritt 3: Steckbrett-Aufbau (Testaufbau)

Bevor gelötet oder fest installiert wird, die Schaltung auf einem Steckbrett aufbauen.

Schaltplan

ESP32 DevKit V1          DS18B20 Sensoren
┌─────────────┐
│ GPIO15 ─────┼────┬──── DATA (Solar)
│ GPIO16 ─────┼────┬──── DATA (Pool)
│ 3.3V  ─────┼────┼──── VCC (beide Sensoren)
│ GND   ─────┼────┼──── GND (beide Sensoren)
│             │    │
│             │   4,7kΩ
│             │    │
│             └────┴──────────────── 3.3V
│
│ GPIO18 ───── IN1  (Relaismodul)
│ GPIO19 ───── IN2  (Relaismodul)
│ 5V    ───── VCC  (Relaismodul)
│ GND   ───── GND  (Relaismodul)
└─────────────┘

Wichtig: Die DS18B20-Datenleitung benötigt einen 4,7 kΩ Pull-up- Widerstand zwischen DATA und VCC. Ohne diesen zeigt der Sensor -127 °C an.

Relaismodul anschließen

Active-Low-Relaismodule schalten, wenn der GPIO auf LOW geht. Die Firmware ist standardmäßig für active-low eingestellt (relay-invert = false).

Falls dein Relaismodul active-high ist, setze relay-invert = true in der Konfiguration (siehe Schritt 5).

Schritt 4: Erster Start — WLAN-Konfiguration

Mit AP-Modus verbinden

1. ESP32 per USB mit Strom versorgen
2. 10 Sekunden warten (Bootvorgang)
3. WLAN-Netzwerk Pool-Controller-Setup suchen
4. Verbinden (kein Passwort)

WLAN konfigurieren

1. Browser öffnen und http://192.168.4.1 aufrufen
2. Zum Tab WiFi Setup gehen
3. Das Heim-WLAN auswählen (oder Scan-Button nutzen)
4. WLAN-Passwort eingeben
5. Save & Reconnect klicken

Der Controller startet neu und verbindet sich mit dem Heimnetzwerk.

Geräte-IP finden

Im Router-DHCP-Client-Liste nachsehen oder Netzwerkscanner verwenden. Das Gerät heißt pool-controller (mDNS: pool-controller.local).

Nach erfolgreicher Verbindung ist das Web-Interface unter http://<gerät-ip> erreichbar.

Schritt 5: MQTT-Konfiguration

Voraussetzungen

• Ein laufender MQTT-Broker (Mosquitto, Home Assistant Add-on, etc.)
• MQTT-Zugangsdaten (falls Authentifizierung aktiviert)

Über Web-Interface konfigurieren

1. Web-Interface öffnen (http://<gerät-ip>)
2. Zum Tab MQTT Settings gehen
3. Eingeben:
   • Broker: IP oder Hostname des MQTT-Brokers
   • Port: 1883 (Standard) oder 8883 (TLS)
   • Username: (optional, falls Authentifizierung aktiviert)
   • Password: (optional)
   • Protocol: homeassistant (empfohlen)
4. Save & Reconnect klicken

Der Controller startet neu und verbindet sich mit MQTT.

MQTT-Verbindung prüfen

MQTT Explorer oder Kommandozeilen-Tool verwenden:

# Alle Pool-Controller-Topics abonnieren
mosquitto_sub -h <broker-ip> -t "pool-controller/#" -v

Temperaturwerte und Statusmeldungen sollten erscheinen.

Schritt 6: Sensorprüfung

Temperaturwerte prüfen

Im Web-Interface Dashboard-Tab prüfen:

• Pool-Temperatur sollte die Umgebungs-/Wassertemperatur anzeigen
• Solar-Temperatur sollte die Kollektortemperatur anzeigen

Wenn ein Sensor -127 °C anzeigt, wird der Sensor nicht erkannt:

1. 4,7 kΩ Pull-up-Widerstand prüfen
2. Verkabelung prüfen (VCC, GND, DATA)
3. Kalte Lötstellen prüfen

DHT22 (Optional)

Falls ein DHT22-Sensor angeschlossen ist, die Luftfeuchte auf dem Dashboard prüfen.

Schritt 7: Relais-Test (ohne Last)

WICHTIG: Während dieses Tests keine 230V AC-Verbraucher anschließen. Die Relais-Funktion mit einem Multimeter oder einer 5V LED + Widerstand prüfen.

Manueller Relais-Test

1. Web-Interface Dashboard öffnen
2. Pool Pump-Schalter auf ON stellen
3. Relais-Klick hörbar? — Das Relais sollte hörbar schalten
4. Durchgang Relais COM/NO mit Multimeter messen
5. Auf OFF stellen — Relais sollte mit Klick abschalten
6. Für Solar Pump wiederholen

Erwartetes Verhalten

Falls das Relais invertiert schaltet (AN = COM–NC geschlossen), relay-invert = true in Configuration → Advanced setzen.

Schritt 8: Home-Assistant-Integration

Der Controller nutzt MQTT Discovery zur automatischen Anmeldung aller Entitäten.

Voraussetzungen

• MQTT konfiguriert und funktionsfähig (Schritt 5)
• Home Assistant mit konfigurierter MQTT-Integration
• mqtt-protocol = "homeassistant" in den Controller-Einstellungen

Auto-Discovery

Nachdem der Controller mit MQTT verbunden ist:

1. Home Assistant öffnen
2. Einstellungen → Geräte & Dienste aufrufen
3. Auf MQTT klicken — der Pool-Controller sollte automatisch erscheinen
4. Folgende Entitäten sind verfügbar:
   • Pool- und Solar-Temperatursensoren
   • Betriebsarten-Wahlschalter
   • Poolpumpen- und Solarpumpen-Schalter
   • Timer-Konfiguration
   • Temperatur-Schwellwerte

Lovelace Dashboard

Ein vorgefertigtes Dashboard ist in docs/home-assistant/dashboard.yaml verfügbar.

Siehe Home-Assistant-Integration für die detaillierte Einrichtung.

Schritt 9: Elektrische Inbetriebnahme

Sicherheits-Checkliste

Vor dem Anschließen von 230V AC:

• DS18B20-Sensoren zeigen plausible Temperaturen (nicht -127 °C)
• Beide Relais schalten hörbar beim Umschalten im Web-UI
• Relais-Verdrahtung korrekt: COM → Netz, NO → Pumpe
• Gehäuse geschlossen und abgedichtet
• Netzteil für die Last ausgelegt
• Alle Verbindungen zugentlastet

Netzspannung anschließen

1. STROM ABSCHALTEN am Sicherungsautomaten
2. Relais-Ausgang verdrahten:
   • COM → Außenleiter (230V AC)
   • NO → Pumpen-Außenleiter
   • Neutralleiter → direkt zur Pumpe (nicht über Relais)
   • Schutzleiter → Schutzerde
3. Alle Verbindungen in einer Abzweigdose sichern
4. Strom wieder einschalten

Pumpenfunktion prüfen

1. Web-Interface Dashboard öffnen
2. Poolpumpe auf ON schalten
3. Prüfen, ob die Pumpe läuft
4. Poolpumpe auf OFF schalten
5. Prüfen, ob die Pumpe stoppt
6. Für Solarpumpe wiederholen

Tipp zur Erstinbetriebnahme: In den ersten 30 Minuten in der Nähe des Controllers bleiben. Temperaturen und Relais-Zustände überwachen.

Schritt 10: Produktionsaufbau

Gehäusemontage

1. ESP32 + Relaisplatine im IP65-Gehäuse montieren
2. Kabelverschraubungen für Sensor- und Stromkabel bohren
3. Zugentlastung an allen externen Kabeln anbringen
4. Hochspannungs- (230V) und Niederspannungsleitungen (5V/3,3V) getrennt führen

Verdrahtungs-Tipps

• Aderendhülsen an Litzen für Schraubklemmen verwenden
• Alle Kabel beschriften
• DS18B20-Kabellängen unter 10m halten
• Geschirmte Kabel für Sensorleitungen in störbehafteter Umgebung

Abschließende Prüfung

Siehe Produktions-Checkliste für die vollständige Inbetriebnahme-Checkliste.

Wartung

Regelmäßige Prüfungen (Monatlich)

• Temperaturwerte auf Plausibilität prüfen
• Web-Interface auf Warnmeldungen prüfen
• MQTT-Verbindung prüfen
• ESP32 freien Heap prüfen (sollte > 20 KB sein)

Firmware-Updates

# Über Web-Interface
# 1. Aktuelle Firmware von GitHub Releases herunterladen
# 2. Web-UI → Security & Update → OTA Update
# 3. Firmware-Binärdatei auswählen und hochladen

# Über PlatformIO (USB)
pio run --target upload

Siehe OTA-Updates für detaillierte Anleitung.

Sensor austauschen

Falls ein DS18B20 ausfällt:

1. Controller spannungsfrei schalten
2. Sensor ersetzen
3. Wieder einschalten
4. Prüfen, ob der Wert wieder normal ist

Wenn etwas nicht funktioniert

Siehe Fehlerbehebung für häufige Probleme und Lösungen.

Verwandte Dokumente

• Hardware-Anleitung — Detaillierter Hardware-Aufbau
• Software-Anleitung — Entwicklungsumgebung + API
• MQTT-Konfiguration — MQTT-Einrichtung
• Elektrische Sicherheit — Sicherheitsinformationen
• Sicherheitsmodell — System-Sicherheitsarchitektur
• Produktions-Checkliste — Checkliste vor Inbetriebnahme
• Sicherheits-Checkliste — Sicherheitshärtung
• Fehlerbehebung — Häufige Probleme und Lösungen