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Touch HMI

GaFuBi HolzBackofen

WiFi-Steuerung für Holz-Backofen mit Touch-Display und Home Assistant
ESP32-S32.8" TFTMAX31855Thermocouple Typ KSHT31PlatformIOMQTTHome AssistantWebSocketLittleFS
GaFuBi HolzBackofen
Hauptbild folgt

Beschreibung

Eine eigenentwickelte Steuerelektronik für direkt befeuerte Holzbacköfen — Pizza-Kuppelöfen, Steinbacker, klassische Schamottöfen. Entwickelt und auf einem Schamott-Kuppelofen mit Steinboden in Betrieb genommen. Herzstück ist ein ESP32-S3 mit zwei MAX31855-Boards, die jeweils ein K-Typ-Mantelthermoelement (Inconel 600) auslesen: eines misst die Kuppel, das zweite die Bodentemperatur am Backstein. Beide Werte landen live auf einem 2.8" Touch-Display (ILI9341 + XPT2046) und parallel im Browser. Das Web-UI läuft über WebSocket und Chart.js, ist mobil-tauglich, kommt mit fünf Themes und ist zur Laufzeit auf Deutsch oder Englisch umschaltbar. Das Touch-Display zeigt fünf Seiten zum Swipen — Hauptseite, Live-Verlauf, Timer, Netzwerk, System. 11 Backprogramme (Pizza Napoletana, klassisch, Flammkuchen, Brot anbacken/ausbacken, Kuchen, Schmoren, Pflaumenmus, Dörren …) mit realistischen Zieltemperaturen folgen der natürlichen Abkühlkurve eines Holzofens — eine Anfeuerung reicht für mehrere Programme nacheinander. Pro Programm gibt es eine Default-Backzeit aus Praxis-Recherche, der Vorschlag wird dynamisch an die aktuelle Ofentemperatur angepasst, und ab der dritten eigenen Backung lernt das System aus dem Mittelwert der gemessenen Zeiten. Ein Cooling-Alarm warnt, wenn der Ofen zu schnell abkühlt und die geplante Backzeit nicht mehr reicht. Jede Anfeuer-Session wird automatisch als CSV in LittleFS protokolliert (Start ab 60 °C, Stopp nach 10 min unter 40 °C, max. 12 Sessions Ringbuffer). CSV-Download direkt im Web-UI — Aufheiz- und Abkühlkurven landen in Excel oder Grafana. Optional ein **SHT31** am Gehäuse als Umgebungs-Referenz: damit liefert die Firmware eine **Newton-Cooling-Vorhersage** („Ofen bei 200 °C in 1h45min") aus einem Live-Fit der Zeitkonstante über die letzten 5 min Abkühlung, plus Taupunkt via Magnus-Formel. Home-Assistant-Integration per MQTT-Auto-Discovery: Kuppel- und Bodentemperatur als Sensor mit `state_class: measurement` (Long-Term-Statistics), bei verbautem SHT31 zusätzlich Umgebungstemperatur und Luftfeuchte, Programm-Auswahl als Select, Bereit-Status als Binary-Sensor. Programmwechsel funktioniert beidseitig — vom Display oder aus HA.

Features

  • 2 K-Typ Thermoelemente (Kuppel + Boden) über MAX31855 auf eigenem HSPI-Bus
  • 2.8" Touch-Display mit 5 swipebaren Seiten (LovyanGFX + eigener XPT2046-Driver)
  • Live-Web-UI mit WebSocket und Chart.js, 5 Themes, DE/EN umschaltbar
  • 11 Backprogramme mit realistischen Zieltemperaturen und ETA-Schätzung
  • Adaptiver Backzeit-Timer mit Lerneffekt ab 3 eigenen Backungen
  • Cooling-Alarm wenn der Ofen zu schnell unter Zielfenster fällt
  • Session-Logger: CSV-Aufzeichnung jeder Anfeuerung in LittleFS
  • Home-Assistant-Integration per MQTT Auto-Discovery (zwei-Wege)
  • Eigener Raw-SPI-Read für Klon-MAX31855 (ignoriert defektes OC-Bit)
  • 3-fach-Burst mit Median-Filter gegen Klon-Jitter und SPI-Aussetzer
  • 2-Punkt-Kalibrierung pro Sensor (Eiswasser + kochendes Wasser)
  • Optionaler SHT31 für Newton-Cooling-Vorhersage und Taupunkt
  • Partial-Push-Rendering am TFT (nur dynamische Regions, kein Tearing)
  • 30-min-Web-Chart mit localStorage-Persistenz
  • Captive Portal nur bei Erstkonfiguration, Auto-Reconnect-Watchdog
  • OTA-Updates via mDNS (`backofen.local`)

Techstack

Hardware
  • ESP32-S3 DevKit N16R8
  • 2.8" SPI TFT (ILI9341 + XPT2046)
  • 2× MAX31855 K-Type
  • 2× K-Typ Mantel-TC Inconel 600 (Ø3 mm)
  • SHT31 I²C T/RH (optional)
Software
  • PlatformIO
  • Arduino Framework (espressif32@^6.9.0)
  • LovyanGFX
  • AsyncTCP + ESPAsyncWebServer
  • AsyncMqttClient
  • ArduinoJson 7
  • LittleFS
Integration
  • Home Assistant MQTT Discovery
  • MQTT Broker
  • OTA via mDNS

Screenshots

Kuppelofen mit Touch-Display am Bedienpanel
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Kuppelofen mit Touch-Display am Bedienpanel
Steuerung in Aktion — Touch-Display und Web-UI live
Hauptseite des Touch-Displays — Kuppel- und Bodentemperatur, Programm, Verdict (englisches UI)
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Hauptseite des Touch-Displays — Kuppel- und Bodentemperatur, Programm, Verdict (englisches UI)
Web-UI mit Live-Chart der letzten 6 Minuten (englische Sprachvariante)
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Web-UI mit Live-Chart der letzten 6 Minuten (englische Sprachvariante)
Timer-Seite mit Big-Buttons (deutsches UI — Display und Web-UI sind DE/EN umschaltbar)
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Timer-Seite mit Big-Buttons (deutsches UI — Display und Web-UI sind DE/EN umschaltbar)
Verlauf-Seite auf dem Touch-Display (deutsches UI)
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Verlauf-Seite auf dem Touch-Display (deutsches UI)
Klon-MAX31855 Kalibrierung im Web-UI (2-Punkt mit Eis-/Siedewasser, englische Sprachvariante)
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Klon-MAX31855 Kalibrierung im Web-UI (2-Punkt mit Eis-/Siedewasser, englische Sprachvariante)
Gehäuse-Frontblende mit GAFUBI-Schriftzug (mehrfarbiger FDM-Druck)
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Gehäuse-Frontblende mit GAFUBI-Schriftzug (mehrfarbiger FDM-Druck)
Innenleben — ESP32-S3 mit MAX31855-Boards und Verkabelung
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Innenleben — ESP32-S3 mit MAX31855-Boards und Verkabelung
Der Schamott-Kuppelofen im Garten (Bauphase)
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Der Schamott-Kuppelofen im Garten (Bauphase)

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