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Zebra-Scent: Der Smart Home Aroma Diffusor

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Es begann wie so viele Smart-Home-Projekte: mit einem Problem, das eigentlich keines sein sollte.

Ich wollte einen Smart Home Aroma Diffusor, der sich sauber in mein System integrieren lässt. Steuerbar über ioBroker, Home Assistant oder MQTT. Gleichzeitig sollte er aber auch komplett autonom funktionieren – mit lokalen Zeitplänen, ohne Cloud, ohne App-Zwang.

Was ich stattdessen fand, waren zwei Extreme:

  • hübsche Diffusoren mit App, aber ohne echte Smart-Home-Integration
  • bastelige Lösungen mit MQTT, aber ohne Komfort oder Stabilität

Und dann kam noch ein Wunsch dazu, den praktisch kein Gerät erfüllte:

Düfte kombinieren können.

Warum sollte mein Zuhause nur nach Vanille oder nur nach Wald riechen, wenn ich auch Vanille-Wald erschaffen kann?

Damit war klar: Ich musste ihn selbst bauen.

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Zebra-Scent: Die Duft-Steuerzentrale für dein Smart Home

Zebra-Scent ist ein Smart Home Aroma Diffusor Controller, basierend auf einem ESP8266 und einem Shift-Register zur Erweiterung der Ausgänge.

Das Ziel war klar definiert:

  • beliebig viele Diffusoren anschließen
  • Steuerung über MQTT
  • Integration in Home Assistant und ioBroker
  • lokale Zeitpläne
  • komplett offlinefähig
  • keine Cloud
  • keine Herstellerbindung

Heute unterstützt Zebra-Scent bis zu acht Diffusoren gleichzeitig – und durch Kaskadierung der Shift-Register sind technisch noch deutlich mehr möglich.

Das System ist kein einzelner Diffusor, sondern eine echte Duft-Steuerzentrale.

Als Basis dient ein ESP8266 D1 Mini (bezahlter Link), der günstig, zuverlässig und hervorragend dokumentiert ist.

Zebra-Scent Prototyp Testaufbau

Integration ins Smart Home (MQTT, Home Assistant, ioBroker)

Zebra-Scent nutzt MQTT mit Auto Discovery für Home Assistant.

Das bedeutet:

  • automatische Geräteerkennung
  • direkte Steuerung über Dashboards
  • Automationen und Szenen
  • vollständige Integration in bestehende Smart-Home-Logik

Beispiele:

  • Morgens → Zitrus
  • Abends → Lavendel
  • Filmabend → Vanille + Holz
  • Besuch → individuell

Alles automatisch, komplett lokal.

Standalone-Modus: Funktioniert auch ohne Smart Home

Zebra-Scent funktioniert auch vollständig autonom.

  • integrierte Weboberfläche
  • lokale Zeitpläne
  • Browser-basierte Steuerung

Smart Home ist optional, nicht notwendig.

Technischer Aufbau

Die Steuerung basiert auf folgenden Kernkomponenten:

  • ESP8266 D1 Mini
  • 74HCT595 Shift-Register
  • MOSFET-Treiber pro Diffusor
  • Schutzschaltungen (TVS, Sicherung, Verpolschutz)

Das Shift-Register ermöglicht die Steuerung vieler Ausgänge mit nur wenigen GPIOs.

Jeder Diffusor wird über einen MOSFET geschaltet, wodurch auch höhere Ströme sicher gesteuert werden können.

Schaltplan

Der Schaltplan von Zebra-Scent basiert auf einem ESP8266 D1 Mini, der über ein 74HC595 Shift-Register acht MOSFET-Treiberkanäle ansteuert. Das Shift-Register erweitert die verfügbaren GPIOs des ESP und ermöglicht so die unabhängige Steuerung von bis zu acht angeschlossenen USB-Aroma-Diffusoren. Jeder Ausgang ist als Low-Side-Schalter mit einem AO3401A MOSFET realisiert, wodurch auch höhere Ströme zuverlässig geschaltet werden können, ohne den Mikrocontroller direkt zu belasten. Die Spannungsversorgung erfolgt über einen geschützten Eingang mit Polyfuse, Verpolschutz-MOSFET und TVS-Diode zum Schutz vor Spannungsspitzen. Pull-Down-Widerstände an den MOSFET-Gates stellen sicher, dass alle Ausgänge beim Start definiert ausgeschaltet bleiben. Der gesamte Aufbau ist modular ausgelegt und kann durch zusätzliche Shift-Register beliebig erweitert werden, ohne weitere GPIOs des ESP8266 zu benötigen.

Zebra-Scent Schaltplan

Vorbereitung für ein OLED-Statusdisplay

Bereits im aktuellen Hardwaredesign ist ein Anschluss für ein optionales OLED-Display vorgesehen. Dieses ist über die I²C-Schnittstelle direkt mit dem ESP8266 verbunden und ermöglicht es, künftig Statusinformationen ohne zusätzliches Smart-Home-System direkt am Gerät anzuzeigen.

Auch wenn die Display-Funktion in der aktuellen Firmware noch nicht aktiviert ist, wurde die Hardware bewusst frühzeitig integriert. Dadurch bleibt die Plattform erweiterbar, ohne dass spätere PCB-Revisionen erforderlich sind.

Geplant ist die Anzeige verschiedener Systemzustände, darunter:

  • WLAN-Verbindungsstatus
  • MQTT-Verbindung
  • aktive Diffusoren
  • aktuelle Duftprofile oder Szenen
  • IP-Adresse des Controllers
  • Statusmeldungen und Diagnoseinformationen

Ein integriertes Display bietet vor allem bei der Inbetriebnahme und Fehlersuche Vorteile, da wichtige Informationen direkt am Gerät sichtbar sind.

Durch die Verwendung der standardisierten I²C-Schnittstelle können handelsübliche SSD1306- oder SH1106-OLED-Displays verwendet werden, die kostengünstig und weit verbreitet sind.

Rev. 2: Kaum geboren, schon wieder überholt

Eigentlich war Rev. 1 gerade erst fertig. Die Leiterbahnen noch warm, die Gerber-Dateien kaum abgekühlt – und trotzdem stand Rev. 2 schon in den Startlöchern. Nicht, weil Rev. 1 schlecht war. Im Gegenteil: Sie funktionierte. Und genau das ist der gefährlichste Zustand einer Platine, denn in dem Moment, in dem etwas funktioniert, fängt das Gehirn an zu flüstern: „Aber… das könnte man doch noch schöner machen.“ Und so begann die stille, unausweichliche Eskalation.

Zebra-Scent Rev2 Schaltplan

Der D1 Mini flog raus und machte Platz für ein nacktes ESP-12F-Modul, wodurch der Schaltplan zwar etwas komplexer aber auch ehrlicher wurde. Gleichzeitig schrumpfte die Platine selbst spürbar, weil plötzlich nichts mehr da war, was man nicht wirklich brauchte. Statt eines simplen VCC-Rings bekam die Versorgung eine echte VCC-Plane, die den Strom nicht mehr brav im Kreis führt, sondern sich souverän über die gesamte Fläche verteilt. Das Ergebnis ist kompakter, sauberer und elektrischer einfach sinnvoller. Rev. 1 war der Beweis, dass es funktioniert. Rev. 2 ist der Beweis, dass man es verstanden hat. Und wie immer gilt: Die nächste Revision existiert bereits. Sie ist nur noch nicht gezeichnet.

Zebra-Scent Controller Platine Rev2 3D

Arduino Code für den ESP8266 D1 Mini

Die komplette Firmware für Zebra-Scent ist Open Source und auf GitHub verfügbar:

GitHub Repository:
https://github.com/GrayTheZebra/Zebra-Scent

Die Software übernimmt:

  • MQTT-Kommunikation
  • Home Assistant Auto Discovery
  • Steuerung der Shift-Register
  • Webinterface
  • Zeitpläne
  • Diffusor-Steuerung

Der ESP8266 eignet sich perfekt für diese Aufgabe, da er WLAN, ausreichend GPIOs und genug Rechenleistung für Webserver und MQTT bietet.

Die Firmware kann direkt über die Arduino IDE auf den ESP8266 D1 Mini geflasht werden.

Shelly Cury vs. Zebra-Scent: Fertiggerät gegen offene Plattform

Mit dem Cury by Shelly hat Shelly einen modernen Smart Home Aroma Diffusor vorgestellt, der klar auf Komfort, Sicherheit und einfache Nutzung ausgelegt ist. Im Gegensatz zu DIY-Lösungen handelt es sich um ein vollständig integriertes System, das ohne zusätzliche Hardware oder Konfiguration sofort einsatzbereit ist.

Zu den größten Stärken des Shelly Cury gehören seine umfangreichen Sicherheits- und Komfortfunktionen. Das Gerät verfügt über integrierten Überhitzungsschutz, automatische Abschaltung bei Fehlfunktionen und einen Orientierungssensor, der falsche Nutzung erkennt. Dadurch ist ein sicherer Dauerbetrieb gewährleistet, ohne dass zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich sind.

Auch die Integration ist sehr komfortabel gelöst. Der Cury unterstützt WLAN und Bluetooth und kann direkt über die Shelly App, Alexa, Google Assistant oder Home Assistant gesteuert werden. Besonders interessant ist das intelligente Fläschchensystem: Jede Duftkartusche enthält ein digitales Etikett, das Informationen wie Dufttyp, Hersteller, Nutzungsdauer und Füllstand übermittelt.

Diese Eigenschaften machen den Shelly Cury zu einer sehr guten Lösung für Anwender, die ein sofort funktionierendes, wartungsarmes und sicheres System suchen.

Wo Zebra-Scent seine Stärken ausspielt

Zebra-Scent verfolgt einen völlig anderen Ansatz. Statt eines geschlossenen Produkts handelt es sich um eine offene Plattform, die maximale Flexibilität ermöglicht. Während der Shelly Cury auf zwei Duftkartuschen begrenzt ist, kann Zebra-Scent beliebig viele Diffusoren gleichzeitig steuern.

Auch bei der Hardware besteht vollständige Freiheit. Es werden keine proprietären Kartuschen benötigt, sondern handelsübliche USB-Diffusoren. Dadurch lassen sich Kosten reduzieren und defekte Komponenten jederzeit ersetzen.

  • beliebig viele Diffusoren möglich
  • keine proprietären Verbrauchsmaterialien
  • vollständig lokal steuerbar
  • keine Cloud-Abhängigkeit
  • vollständig erweiterbar und anpassbar

Die Nachteile von Zebra-Scent

Die größere Flexibilität bringt jedoch auch einige Nachteile mit sich. Zebra-Scent ist kein Fertiggerät, sondern ein DIY-System. Das bedeutet, dass Aufbau, Konfiguration und Wartung technisches Verständnis erfordern.

  • kein fertiges Plug-and-Play-Gerät
  • Aufbau und Löten erforderlich
  • keine integrierte Zertifizierung als fertiges Produkt
  • Sicherheitsfunktionen müssen selbst umgesetzt werden
  • kein automatisches Erkennen von Duftfüllständen
  • optisch funktional statt produktdesign-orientiert

Während der Shelly Cury als fertiges Konsumprodukt entwickelt wurde, ist Zebra-Scent eine technische Plattform. Die Verantwortung für Aufbau, Sicherheit und Integration liegt beim Anwender.

Zwei unterschiedliche Zielgruppen

Beide Systeme verfolgen unterschiedliche Ziele. Der Shelly Cury richtet sich an Anwender, die eine sofort einsatzbereite, sichere und komfortable Lösung suchen. Zebra-Scent hingegen richtet sich an Anwender, die maximale Kontrolle, Erweiterbarkeit und Unabhängigkeit wünschen.

Beide Ansätze haben ihre Berechtigung – die Entscheidung hängt letztlich davon ab, ob der Fokus auf Komfort oder auf Flexibilität und Kontrolle liegt.

Shelly bei Amazon (bezahlter Link)

Benötigte Bauteile für den Zebra-Scent Controller (Rev 1.0)

Zebra-Scent Controller Platine 3D

Das Herzstück des Zebra-Scent Controllers bildet ein ESP8266 D1 Mini (bezahlter Link). Dieses kleine, aber erstaunlich leistungsfähige Board übernimmt die komplette Steuerung, verbindet sich per WLAN mit deinem Smart Home und kommuniziert über MQTT mit Home Assistant oder ioBroker. Der große Vorteil des D1 Mini liegt nicht nur im Preis, sondern auch in seiner hervorragenden Unterstützung durch die Arduino-Umgebung und die riesige Community.

Da der ESP8266 selbst nur eine begrenzte Anzahl an GPIO-Pins besitzt, kommt ein 74HC595 Shift-Register (bezahlter Link) zum Einsatz. Dieses Bauteil fungiert als Ausgangserweiterung und ermöglicht es, mit nur drei Steuerleitungen bis zu acht Diffusoren unabhängig voneinander zu schalten. Durch das Kaskadieren mehrerer Shift-Register kann das System später problemlos erweitert werden.

Die eigentliche Lastschaltung übernimmt pro Kanal ein AO3400 oder AO3401 MOSFET (bezahlter Link). Diese arbeiten als elektronische Schalter und sorgen dafür, dass die Diffusoren sicher und effizient ein- und ausgeschaltet werden können, ohne den Mikrocontroller direkt zu belasten. MOSFETs sind hierfür ideal geeignet, da sie nahezu verlustfrei arbeiten und keine mechanischen Verschleißteile besitzen.

Zur Stabilisierung der Spannungsversorgung werden Elektrolyt- (bezahlter Link) und Keramikkondensatoren (bezahlter Link) eingesetzt. Diese glätten Spannungsschwankungen und verhindern Störungen, die beim gleichzeitigen Schalten mehrerer Diffusoren entstehen können. Ergänzt wird dies durch Widerstände zur Gate-Steuerung und zur Sicherstellung definierter Zustände beim Einschalten.

Für den Anschluss der Diffusoren werden standardisierte JST-Steckverbinder (bezahlter Link) verwendet. Dadurch lassen sich die einzelnen Module einfach verbinden oder austauschen, ohne löten zu müssen. Als Diffusoren selbst eignen sich handelsübliche USB-Aroma-Diffusoren*, die kostengünstig erhältlich sind und sich perfekt für den Dauerbetrieb eignen.

Als Zerstäuber kommen kompakte USB-Aroma-Diffusoren (bezahlter Link) zum Einsatz, wie sie beispielsweise auf AliExpress oder Amazon erhältlich sind. Diese Geräte arbeiten mit Ultraschallvernebelung und erzeugen einen feinen Duftnebel, ohne Hitze oder mechanische Verschleißteile zu verwenden. Sie werden direkt über 5 V USB betrieben und lassen sich dadurch ideal über MOSFET-Ausgänge elektronisch schalten. Besonders praktisch ist ihre kompakte Bauform und der geringe Stromverbrauch, wodurch mehrere Diffusoren parallel betrieben werden können.

Fazit: Ein Smart Home Aroma Diffusor ohne künstliche Grenzen

Zebra-Scent zeigt, wie ein moderner Smart Home Aroma Diffusor aussehen kann, wenn er konsequent auf Offenheit, Erweiterbarkeit und lokale Steuerung ausgelegt ist.

Statt an Cloud-Dienste, proprietäre Apps oder spezielle Kartuschen gebunden zu sein, basiert das System auf frei verfügbaren Komponenten und offenen Standards wie MQTT. Dadurch lässt es sich nahtlos in bestehende Smart-Home-Systeme integrieren oder vollständig autonom betreiben.

  • vollständige lokale Kontrolle
  • beliebig erweiterbar
  • kompatibel mit Home Assistant und ioBroker
  • keine Herstellerbindung
  • kostengünstig skalierbar

Zebra-Scent ist damit nicht nur ein einzelnes Gerät, sondern eine flexible Plattform für die intelligente Steuerung von Raumdüften im Smart Home.

Weitere passende Smart-Home- und DIY-Projekte

Wenn dich Zebra-Scent interessiert, könnten auch andere Projekte rund um lokale Smart-Home-Steuerung und ESP-basierte Hardware spannend sein. Besonders relevant ist der Beitrag über die Umsetzung eines Smart Home ohne Cloud, der zeigt, wie sich Geräte vollständig lokal betreiben lassen. Auch die lokale Direktverknüpfung von Shelly-Geräten demonstriert, wie Automationen unabhängig von externen Diensten realisiert werden können.

Wer tiefer in MQTT-basierte Steuerungen einsteigen möchte, findet im Projekt Nerd-Display – die MQTT LED Matrix fürs Smart Home ein praktisches Beispiel für die Kombination aus ESP8266, MQTT und eigener Hardware. Ebenfalls interessant ist der Beitrag über das Steuern eines Hisense Fernsehers per MQTT, der zeigt, wie sich auch komplexere Geräte vollständig lokal integrieren lassen.

Diese Projekte verfolgen alle das gleiche Ziel: maximale Kontrolle über die eigene Hardware, ohne Abhängigkeit von Cloud-Diensten oder proprietären Plattformen. Zebra-Scent reiht sich genau in diese Philosophie ein und erweitert das Smart Home um eine weitere vollständig lokal steuerbare Komponente.

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