Zehnder ComfoAir Q350 mit M5Stack anbinden – Aufbau, Verkabelung und Inbetriebnahme

In meinem ersten Beitrag habe ich gezeigt, was meine Zehnder-Integration in Home Assistant kann. In diesem zweiten Teil geht es um die praktische Umsetzung: Welche Hardware habe ich verwendet, wie werden AtomS3 Lite und CAN Base zusammengesteckt, welche Leitungen kommen an welchen Anschluss und wie wird die ESPHome-Firmware eingerichtet?

Die verwendete Hardware

Das verwendete Open-Source-Projekt

Für die Kommunikation mit der Zehnder verwende ich das Projekt yoziru/esphome-zehnder-comfoair. Das Repository stellt eine ESPHome-Komponente und vorbereitete Konfigurationen für die ComfoAir-Q-Serie bereit.

Das Projekt nennt unter anderem vekexasia/comfoair-esp32 als wichtige Inspirationsquelle. Ich verwende also nicht direkt die Firmware von vekexasia, sondern das darauf aufbauende beziehungsweise davon inspirierte ESPHome-Projekt von yoziru.

Schritt 1: AtomS3 Lite und CAN Base zusammenstecken

Der AtomS3 Lite wird direkt auf die Atomic CAN Base gesteckt. Die Buchsenleiste auf der Unterseite des Controllers muss dabei sauber auf den Kontakten der Base sitzen.

1. Beide Bauteile vollständig spannungsfrei lassen.
2. AtomS3 Lite und Atomic CAN Base in der richtigen Richtung ausrichten.
3. Controller gerade aufsetzen und nicht verkanten.
4. Mit gleichmäßigem Druck vollständig zusammenstecken.
5. Kontrollieren, dass zwischen beiden Gehäusen kein schiefer Spalt entsteht.

Schritt 2: Step-down-Wandler vorbereiten

Die 12 Volt aus der Zehnder dürfen nicht direkt an den USB-C-Anschluss oder einen GPIO des AtomS3 Lite angeschlossen werden. Der Controller wird mit 5 Volt versorgt. Deshalb befindet sich zwischen Zehnder und M5Stack ein Step-down-Wandler.

1. Step-down-Wandler zunächst noch nicht mit dem M5Stack verbinden.
2. 12 Volt an den Eingang des Wandlers anlegen.
3. Ausgangsspannung mit einem Multimeter kontrollieren.
4. Ausgang auf ungefähr 5,0 Volt einstellen.
5. Erst danach das USB-Kabel zum AtomS3 Lite einstecken.

Schritt 3: Den ComfoNet-Anschluss finden

Im Schaltplan meiner ComfoAir Q350 sind die Anschlüsse 17 und 18 als ComfoNet-Anschlüsse gekennzeichnet. In meinem Aufbau habe ich den linken Anschluss verwendet.

Die vier Klemmen sind im Schaltplan von links nach rechts mit 12 V, GND, CAN High und CAN Low angegeben. Bei meinem Gerät entsprechen sie den Klemmen 4, 3, 2 und 1.

Schritt 4: CAN High und CAN Low anschließen

An der Atomic CAN Base habe ich nur die beiden Busleitungen angeschlossen:

• Gelbe LeitungCAN High der Zehnder auf Anschluss H der Atomic CAN Base.
• Weiße LeitungCAN Low der Zehnder auf Anschluss L der Atomic CAN Base.
• Anschluss XIn meinem Aufbau nicht verwendet.
• Anschluss GIn meinem galvanisch isolierten Aufbau nicht verwendet.

Die Base ist bei mir also nur über CAN High und CAN Low mit der Zehnder verbunden. Die Stromversorgung des AtomS3 Lite erfolgt separat über den Step-down-Wandler und USB-C.

Schritt 5: Stromversorgung anschließen

Die rote und braune Leitung versorgen ausschließlich den Step-down-Wandler:

• Rot12 Volt von der Zehnder auf Eingang Plus des Wandlers.
• BraunGND von der Zehnder auf Eingang Minus des Wandlers.
• USB-Ausgang des WandlersÜber ein USB-Kabel zum USB-C-Anschluss des AtomS3 Lite.

Damit entstehen zwei getrennte Wege: Gelb und Weiß übertragen die CAN-Daten, Rot und Braun versorgen den Step-down-Wandler. Der M5Stack erhält seine 5 Volt anschließend über das USB-Kabel.

Schritt 6: ESPHome-Konfiguration anlegen

Meine eigene YAML-Datei bleibt sehr übersichtlich, weil sie das vorbereitete Dashboard-Paket des GitHub-Projekts lädt.

substitutions:
  name: zehnder-comfoair-q
  friendly_name: Zehnder ComfoAir Q350

packages:
  yoziru.esphome-zehnder-comfoair: github://yoziru/esphome-zehnder-comfoair/zehnder-comfoair-q-m5stack-atoms3.dashboard.yml

esphome:
  name: ${name}
  name_add_mac_suffix: false
  friendly_name: ${friendly_name}

api:
  encryption:
    key: "DEIN_API_SCHLUESSEL"

wifi:
  ssid: !secret wifi_ssid
  password: !secret wifi_password

Der Gerätename kann natürlich angepasst werden. WLAN-Zugangsdaten gehören in die ESPHome-Datei secrets.yaml. Auch der API-Schlüssel darf nicht öffentlich veröffentlicht werden.

Schritt 7: Firmware auf den AtomS3 Lite übertragen

1. AtomS3 Lite zunächst per USB-C mit dem Computer oder Home-Assistant-System verbinden.
2. In ESPHome ein neues Gerät beziehungsweise die vorbereitete YAML öffnen.
3. Konfiguration validieren und kompilieren.
4. Firmware beim ersten Mal per USB installieren.
5. Nach erfolgreichem Start prüfen, ob sich das Gerät mit dem WLAN verbindet.
6. Spätere Aktualisierungen können anschließend drahtlos über OTA erfolgen.

Ich habe die Firmware vor der endgültigen Verdrahtung installiert. So konnte ich bereits prüfen, ob der AtomS3 Lite startet, im WLAN erscheint und von ESPHome erreichbar ist.

Schritt 8: Erste Inbetriebnahme

Nachdem alle Anschlüsse kontrolliert waren, habe ich die Zehnder wieder eingeschaltet. Bei mir funktionierte der Aufbau tatsächlich direkt beim ersten Versuch.

1. Ausgangsspannung des Step-down-Wandlers nochmals prüfen.
2. Polarität von Rot und Braun kontrollieren.
3. CAN High und CAN Low anhand der Klemmenbezeichnung kontrollieren.
4. USB-Kabel am AtomS3 Lite einstecken.
5. Zehnder einschalten.
6. Startanzeige beziehungsweise Status-LED des AtomS3 Lite beobachten.
7. ESPHome-Protokoll öffnen.
8. In Home Assistant nach dem neu erkannten ESPHome-Gerät suchen.
9. Zuerst nur Sensorwerte prüfen.
10. Steuerfunktionen anschließend einzeln testen.

So habe ich die Funktion geprüft

• WLAN-VerbindungDer AtomS3 Lite muss in ESPHome als online erscheinen.
• API-VerbindungHome Assistant muss das neue ESPHome-Gerät erkennen.
• TemperaturenDie angezeigten Werte müssen plausibel sein.
• LüfterdrehzahlenWerte sollten sich abhängig vom Betriebsmodus verändern.
• BypassStatus und Stellung mit dem Verhalten der Anlage vergleichen.
• SteuerbefehleNur einzeln und mit kontrollierter Rückmeldung testen.

Ich würde bei einem Nachbau immer zuerst einige Zeit nur die Messwerte beobachten. Erst wenn die Kommunikation stabil ist und die Werte plausibel sind, sollten Boost, Lüfterstufen oder andere Steuerbefehle getestet werden.

Typische Fehlerquellen

Der aktuelle Aufbau ist noch ein Prototyp

Auf meinen Fotos ist der funktionierende Testaufbau zu sehen. M5Stack und Step-down-Wandler befinden sich bereits unter der oberen Abdeckung der Zehnder, sind dort aber noch nicht endgültig eingehaust und befestigt.

Für die dauerhafte Montage werde ich passende Gehäuse selbst konstruieren und im 3D-Druck herstellen. Der offene Aufbau war für die Inbetriebnahme praktisch, soll aber nicht dauerhaft so bleiben.

Verwendete Projekte und Dokumentationen

• ESPHome-Projektyoziru/esphome-zehnder-comfoair auf GitHub
• Inspirationsquelle des Projektsvekexasia/comfoair-esp32 auf GitHub
• Controller-DokumentationM5Stack AtomS3 Lite
• CAN-Base-DokumentationM5Stack Atomic CAN Base

Fazit

Der eigentliche Aufbau war weniger kompliziert, als ich zunächst erwartet hatte. AtomS3 Lite und Atomic CAN Base werden direkt zusammengesteckt, zwei Leitungen verbinden die Base mit dem CAN-Bus und ein Step-down-Wandler versorgt den Controller mit 5 Volt.

Entscheidend war, vor dem Anschluss den Schaltplan genau zu prüfen, die Ausgangsspannung des Wandlers zu messen und die Inbetriebnahme schrittweise durchzuführen. Bei mir funktionierte die komplette Kombination direkt beim ersten Versuch.