Messtechnik / Home Assistant

GaFuBi HolzBackofen

Messgerät für Holz-Backöfen mit LED-Matrix-Fernanzeige, Web-UI und Home Assistant

ESP32-S3ESP-IDFRP2350HUB75LED-MatrixMAX31856Thermocouple Typ KSHT31DS3231MQTTHome AssistantWebSocketUDP

Beschreibung

Eine selbst entwickelte Elektronik für direkt befeuerte Holzbacköfen: Pizza-Kuppelöfen, Steinbacker und klassische Schamottöfen. Sie wurde entwickelt und in Betrieb genommen an einem Schamott-Kuppelofen mit Steinboden im eigenen Garten. Zwei K-Typ-Mantelthermoelemente (Inconel 600) messen die Temperatur der Kuppel und des Bodens; der Bodenfühler ist etwa 1 cm tief im Schamottestein verankert. Ein MAX31856 pro Kanal wandelt die Messwerte um und verfügt über ein Fehlerregister für offene Fühler und Kurzschlüsse. Die erste Version lief ab Mai 2026 auf einem ESP32-S3 mit integriertem Touch-Display, zunächst mit 2,8 Zoll, ab Juli mit 3,5 Zoll. Im September folgte ein Zwischenschritt auf einem ESP32-P4 mit einem 4,3-Zoll-Panel. Dieses Gerät bestand zwei Backtage am Ofen ohne Softwarefehler, zeigte jedoch ein Problem auf, das kein größeres Display am Gehäuse beheben kann: beim Arbeiten steht man zu weit entfernt, um die Ziffern auf einem Panel in Handydisplay-Größe abzulesen. Seit September 2026 ist das System in zwei Geräte aufgeteilt. Die Basis ist ein ESP32-S3 (DevKitC-1 N16R8, ESP-IDF 5.5), der im geschlossenen Gehäuse am Ofen montiert ist. Er misst, rechnet, zeichnet auf und sendet Daten per Funk, hat jedoch selbst keine Anzeige mehr. Die Firmware stammt vom P4, lediglich die komplette Display-Schicht fehlt. Die Pinbelegung ist die gleiche wie bei der ersten Version; die Fühlerplatine ist ohne Umlöten umgezogen. Alles, was berechnet wird, befindet sich hier: die Programmfenster, der lernende Timer, die Abkühlvorhersage und der Session-Logger. Der Grund dafür ist, dass die Abkühlphase eines Holzofens einen ganzen Tag dauert und die Kurve weiterlaufen soll, auch wenn die Anzeige gerade woanders hängt. Die Fernanzeige ist ein Raspberry Pi Pico 2 W (RP2350) mit einem HUB75-LED-Panel, 64 × 32 Punkte auf 160 × 80 mm. Sie befindet sich in Sichtweite des Ofens und zeigt Kuppel und Boden groß an. Der Zustand wird farblich dargestellt: Blau bedeutet noch nicht so weit, Grün bedeutet im Zielfenster, Rot bedeutet zu heiß. Es blinkt nichts. Aus der Entfernung lässt sich keine Ziffer erkennen, die Farbe aber sofort. Läuft ein Backtimer, steht er rechts daneben mit Fortschrittsbalken und verdrängt keine der beiden Temperaturen, denn gerade beim Backen ist der Boden der wichtigste Wert. Unter 50 °C wechselt die Anzeige auf einen zweiten Screen mit Uhrzeit, Umgebungstemperatur und Luftfeuchte. Die Helligkeit ist über die Web-UI der Basis und über Home Assistant einstellbar. Die Basis sendet alle 2 Sekunden einen UDP-Broadcast. Die Anzeige hört nur zu und führt keine Befehle aus. Dafür startet die Basis dauerhaft einen eigenen Hotspot, der gleichzeitig das Telefon am Ofen versorgt, falls im Garten kein Router verfügbar ist. Alle 30 Sekunden sendet die Anzeige ein Lebenszeichen, damit die Basis erkennt, dass sie aktiv ist und Pakete empfängt. Der Umgebungsfühler (SHT31) befindet sich an der Anzeige und nicht an der Basis. In einem geschlossenen Gehäuse würde er die Temperatur im Kasten messen, und daraus lässt sich keine Abkühlvorhersage berechnen. Der Wert wird zusammen mit dem Lebenszeichen zur Basis zurückgesendet. Eine batteriegepufferte Uhr (DS3231) an der Anzeige hält die Zeit, auch wenn die Basis gerade keine Daten sendet. 10 Backprogramme (Pizza Napoletana, Pizza klassisch, Flammkuchen, Brot anbacken, Brot ausbacken, Semmel/Brioche, Kuchen, Braten/Schmoren, Pflaumenmus, Dörren) mit Zielfenstern für Kuppel und Boden folgen der natürlichen Abkühlkurve eines Holzofens: eine Anfeuerung reicht für mehrere Programme nacheinander. Der Backzeit-Vorschlag passt sich der aktuellen Ofentemperatur an und lernt ab der dritten eigenen Backung aus den gemessenen Zeiten. Weil der Bodenfühler im Stein steckt, liegt die Messung beim Feuern zu niedrig: solange Wärme nach unten fließt, ist die Oberfläche je nach Feuer geschätzt 20 bis über 80 K heißer. Steigt der Bodenwert schnell, zeigen Web-UI, Fernanzeige und Home Assistant deshalb die Meldung "Backfläche heißer als angezeigt". Das ist bewusst als Hinweis und nicht als Korrekturzahl, weil der Unterschied vom Feuer abhängt und nach dem Ausräumen verschwindet. Die Web-UI zeigt sämtliche Werte in Echtzeit über WebSocket an und bietet zusätzlich Einstellungen, Aufzeichnungen, Selbsttest und ein Logbuch. Jede Anfeuerung über 60 °C wird als CSV-Datei im internen Dateisystem abgelegt, und eine Auswertungsseite stellt sie als Kurve dar. Home Assistant erhält über MQTT-Auto-Discovery Kuppel, Boden, Umgebung, Luftfeuchtigkeit, Programmwahl, Bereit-Status, Bodenhinweis und den Zustand der Fernanzeige, mit Last Will. Aus der Umgebungstemperatur und dem Abkühlverlauf berechnet die Basis eine Newton-Vorhersage, wann der Ofen 200 °C und 100 °C erreicht, dazu den Taupunkt. Stand September 2026: Basis und Fernanzeige laufen am Ofen, zuletzt beim Backtag mit Brot und Streuselkuchen und einer Spitze von 638 °C in der Kuppel. Noch offen ist das Nachziehen der Bodenfenster auf die Fühlerskala über die kommenden Backtage.

Sicherheitshinweis: Die Elektronik ist eine Messhilfe ohne Sicherheitsfunktion und ersetzt nicht die Aufsicht über das Feuer. Netzteile im Garten nur mit passendem Schutz gegen Feuchtigkeit und an einer Steckdose mit FI-Schutzschalter betreiben; Fühlerleitungen am Ofen hitzefest verlegen. Nachbau auf eigene Gefahr. Die Beschreibung ist eine persönliche Dokumentation, keine geprüfte Bauanleitung, und die genannten Werte sind Erfahrungs- bzw. Schätzwerte ohne Zusage. Details unter Haftungsausschluss.

Sowas auch bauen lassen?

Kleinere Projekte in diese Richtung gibt es als Paket „Custom ESP32 Firmware“ ab 239€. Ein Projekt dieser Größe kalkuliere ich individuell, frag einfach an.

Paket „Custom ESP32 Firmware“ ansehen Direkt anfragen

Ich liefere ausschließlich die Software (Firmware, Konfiguration, Code) — keine fertige Hardware. Die verwendeten Bauteile verlinke ich nur zur Orientierung, gekauft wird selbst. Gehäuse auf Anfrage.

Features

2 K-Typ-Mantelthermoelemente (Kuppel und Boden) über MAX31856 mit Fehlerregister pro Kanal (Fühler offen / Kurzschluss)
Aufgeteilt in Basis (misst, rechnet, zeichnet auf) und Fernanzeige (zeigt nur an)
LED-Matrix-Fernanzeige 64×32 (HUB75, 160×80 mm): beide Temperaturen groß, Zustand als Farbe, ohne Blinken
Backtimer mit Fortschrittsbalken auf der Anzeige, ohne eine Temperatur zu verdrängen
Zweiter Screen bei kaltem Ofen: Uhrzeit, Umgebungstemperatur, Luftfeuchte, Verbindungszustand
UDP-Broadcast alle 2 s, eigenständiger Hotspot der Basis, Lebenszeichen der Anzeige zurück an die Basis
Helligkeit der Anzeige lässt sich über die Web-UI und Home Assistant einstellen
Live-Web-UI über WebSocket mit Diagramm, Einstellungen, Aufzeichnungen, Selbsttest und Logbuch
10 Backprogramme mit Zielfenstern für Kuppel und Boden, lernender Backzeit-Timer
Bodenhinweis: "Backfläche heißer als angezeigt" bei stark steigendem Bodenwert
Newton-Abkühlvorhersage und Taupunkt, Umgebungsfühler an der Anzeige statt im Gehäuse
Session-Logger: CSV aller Anfeuerungen ab 60 °C mit einer Timer-Spalte, Auswertungsseite auf dem Gerät
Home-Assistant-Integration über MQTT Auto-Discovery, bidirektional, mit Last Will
Bis zu vier WLANs können gespeichert werden, Captive Portal, OTA mit Rückfall
Ofen-Mathematik als hardwarefreie C-Komponente mit PC-Tests