Heizung - Betriebsstunden mit Mikrocontroller auswerten

OP #8102816
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Guten Tag.

Ich würde gerne die Betriebsstunden und Starts unserer Heizung mit einem 3,3 V Mikrocontroller auswerten.

Soweit ich weiß erkennen Betriebsstundenzähler den Betriebszustand über die Versorgungsspannung des Magnetventils. Am Brennerstecker müsste man daher vermutlich die Netzspannung an den Klemmen B4 (gelbes Kabel) und N (blaues Kabel) abgreifen können solange der Brenner läuft.

Damit ich am Raspberry Pi nicht mit Netzspannung hantieren muss, hatte ich an ein Relais in der Nähe der Heizung gedacht. Ich habe leider nur noch ein Eltako R12 100 230 Hutschienen-Relais hier. Könnte ich dieses Hutschienen-Relais am Brennerstecker oder an der Klemmleiste der Heizungsregelung anschließen, also konkret B4 an +A1 und N an -A2?

Dann müsste ich über die Arbeitskontakte 1 und 2 des Hutschienen-Relais ein 3,3 V Steuersignal (mit z.B. 10 KOhm Pulldown am Raspberry Pi) auswerten können.

Das ganze zu verkabeln und in ein Miniverteilergehäuse einzubauen bekomme ich hin, aber bei den Anschlüssen am Brennerstecker und der Relais-Auswahl würde ich gerne eure Meinung hören. Das Hutschienen-Relais ist glaube ich kein richtiges Koppel-Relais (sichere Trennung nach VDE 0106, Teil 10), aber es wäre sofort verfügbar, während ein bestelltes Koppel-Relais frühestens mitte nächster Woche hier wäre.

Herzliche Grüße Markus

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OP #8102833
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Rainer W. schrieb:

Warum nimmst du nicht ein paa Widerstände (mehrere wegen Spannungsfestigkeit und erhöhter Fehlerfreundlichkeit)?

Bei Netzspannung habe ich das aus Sicherheitsgründen bisher nicht in Erwägung gezogen. Aber ich werde mich mal über das Konzept informieren.

H. H. schrieb:

Die AgSnO2-Kontakte erfordern aber eine deutliche Mindestschaltleistung.

Über wieviel Leistung bzw. welchen Strom bei 3,3 V reden wir denn? Ich konnte im Datenblatt keine Angaben dazu finden. Wenn die 3,3 V problematisch sind, könnte ich auch 12 Volt durch das Kabel leiten.

Lu schrieb:

Wie stellst Du sicher, dass bei einem Spannungsausfall die Werte lange erhalten bleiben? Stützbatterie, EEPROM, ...

Mit einer SD-Karte.

#8102841
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Markus schrieb:

H. H. schrieb:

Die AgSnO2-Kontakte erfordern aber eine deutliche Mindestschaltleistung.

Über wieviel Leistung bzw. welchen Strom bei 3,3 V reden wir denn? Ich konnte im Datenblatt keine Angaben dazu finden. Wenn die 3,3 V problematisch sind, könnte ich auch 12 Volt durch das Kabel leiten.

Minimum 5V und 500mW. Ich würde die 12V nehmen, und wenigstens 50mA fließen lassen.

#8102854
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Markus schrieb:

Bei Netzspannung habe ich das aus Sicherheitsgründen bisher nicht in Erwägung gezogen.

Wie hoch muss denn der Isolationswiderstand sein, um deinen Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden.

Der FI in einer 230V-Verteilung löst spätestens bei 30mA aus, d.h. bei einem Widerstand von etwa 8kOhm. Wenn du da einen Faktor 100 drauf gibst, sollte das doch reichen, damit du nicht versehentlich stirbst.

Normalerweise ist die Heizungsanlage sowieso fest angeschlossen.

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#8102878
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Ich hatte mal was ähnliches gebaut

  • meine Therme hat einen Anschluss für ein zusätzliches Gas-Magnetventil
  • daran ein billiges Handynetzteil o.ä.
  • ESP8266, dieser schickt so lange er Strom hat alle 10 sec ein Signal an einen Server, z.B. Raspi

Alternative: Stromverbrauch loggen, S0-Hutschienenzähler, Shelly,... Alles über z.B. 50W bedeutet "Therme an"

#8102909
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Rainer D. schrieb:

Es scheint sich um einen Ölbrenner zu handeln, da macht das Ganze sowieso keinen Sinn.

Wenn Markus den Energieverbrauch erfassen möchte sollte er zwei Turbinendurchflußmesser verwenden.

z.B:

https://www.btflowmeter.com/flowmeter-produkte/mini-flowmeter-durchflussmesser-turbinen-durchflussmessgeraete-schaufelrad-durchfluss-messgeraete-q-0010-1000-lmin-uebersicht/fch-mini-pom-q-0005-8-lmin-auswahl/fch-m-pom-09-l-min-art-nr-97478039.html

..Früher gab es die Dinger mal an jeder zweiten Straßenecke..

Uwe

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#8102914
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Uwe B. schrieb:

Wenn Markus den Energieverbrauch erfassen möchte sollte er zwei Turbinendurchflußmesser verwenden.

Das möchte Markus aber nicht.

Markus schrieb:

Ich würde gerne die Betriebsstunden und Starts unserer Heizung ... auswerten.

Rainer D. schrieb:

Es scheint sich um einen Ölbrenner zu handeln, da macht das Ganze sowieso keinen Sinn.

Geht es auch etwas ausführlicher?

#8102917
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Lu schrieb:

Wie stellst Du sicher, dass bei einem Spannungsausfall die Werte lange erhalten bleiben?

Man besorgt sich mechanische Komponenten, Stundenzähler gibt es bei Ali oder Amazon für einstellige Euro. Impulszähler muß man gucken, ich hatte mal ein paar von Pollin.

Rainer D. schrieb:

Es scheint sich um einen Ölbrenner zu handeln, da macht das Ganze sowieso keinen Sinn.

Was veranlasst Dich zu diesem Unfug? An meinem war eine Nachrüstung ab Werk vorgesehen und zeigt inzwischen kurz über 25.000 Stunden.

Uwe B. schrieb:

Es scheint sich um einen Ölbrenner zu handeln, da macht das Ganze sowieso keinen Sinn.

Wenn Markus den Energieverbrauch erfassen möchte sollte er zwei Turbinendurchflußmesser verwenden.

Beim klassischen Ölbrenner ist der Durchsatz konstant, weshalb sich der Verbrauch anhand der Stunden gut abschätzen lässt.

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#8102957
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Manfred P. schrieb:

Beim klassischen Ölbrenner ist der Durchsatz konstant, weshalb sich der Verbrauch anhand der Stunden gut abschätzen lässt.

Für eine Abschätzung reicht es. Bedingung ist natürlich daß die Temperatur des Heizöls einigermaßen konstant ist. Sollte bei einer Ölheizung im Keller meist der Fall sein.

Man muß sich aber im klaren sein daß sich Meßfehler über die Zeit addieren. Der Tank könnte überraschend ausgerechnet Weihnachten leer sein. Kalibrieren "Auslitern" wäre imho erforderlich um einigermaßen plausible Daten zu erhalten.

Die Methode Turbine(n) liefert dagegen ohne jeden Zirkus spezifiziert genaue Meßwerte.

Jeder wie er mag.

Uwe

#8102959
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Uwe B. schrieb:

Bedingung ist natürlich daß die Temperatur des Heizöls einigermaßen konstant ist.

Woher sollen da große Temperaturänderungen während der Heizperiode kommen, egal ob der Tank im Keller steht oder in der Erde verbuddelt ist?

Uwe B. schrieb:

Ich halte das für reichlich unverantwortlich einem Laien solche Tips zu geben.

Was hat das mit irgendwelchen Trinkgeldern zu tun?

Den Tipp zu dieser einfachen Art der Netzspannungserkennung findest du auch bei Atmel. Falls du schon einmal etwas mit deren Mikrocontrollern bzgl. Netzspannungserkennung gemacht hast, solltest du die betreffende App-Note kennen (AVR182), auch wenn sie nicht so sonderlich tiefsinnig ist. Die bei den AVR an den GPIO integrierten ESD-Schutzdioden begrenzen die Spannung. Falls man dafür nicht die internen nutzen möchte, kann man extern noch einmal zwei Schottky-Dioden vom GPIO zu den Versorgungs-Pins schalten.

Auch bei Verwendung einer aufwändigeren Netzspannungserkennung käme man nicht umhin, die unter Netzspannung stehenden Kontakt zu beschalten.
Wenn man den Kontakt vollständig vermeiden möchte, kann man allenfalls versuchen, über eine Spule Streuanteile des Magnetfeldes vom Magnetventil abzugreifen. Damit hätte man direkt ein Maß für den Spulenstrom und somit keine Fehlanzeige bei Leitungsbruch.

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#8102962
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Rainer W. schrieb:

Was hat das mit irgendwelchen Trinkgeldern zu tun?

Ich mag es nicht, wenn sich Leute absichtlich sau-dumm anstellen, um ein Missverständnis vorzutäuschen, für dass sie den Anderen dann beschimpfen oder belehren.

Warum wird das hier im Forum so oft gemacht? Fühlen sich die Leute dann erhabener? Das ist nicht in Ordnung!

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#8102963
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Moritz L. schrieb:

Ich mag es nicht, ...

Ich mag es nicht, wenn Leute rumnörgeln, ohne selbst konstruktiv etwas beizutragen. Ich mag es auch nicht, wenn Leute ihre Anglizismen, irgendwelche Abkürzungen oder Akronym verwenden, ohne sich über deren Bedeutung klar zu sein. Ich mag auch die weit verbreitete Bedenkenträgerei nicht.

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#8103003
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Uwe B. schrieb:

Die Methode Turbine(n) liefert dagegen ohne jeden Zirkus spezifiziert genaue Meßwerte.

Der Zirkus besteht genau darin, dass es möglicherweise weniger Aufwand ist, ein paar Widerstände zu verlöten und anzuklemmen, als einen Turbinensensor in die Ölleitung einzuschleifenn, nur um festzustellen, dass der Durchfluss zwischen 0 und einem sehr konstanten Wert hin- und her schaltet.

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#8103053
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Rainer W. schrieb:

Falls du schon einmal etwas mit deren Mikrocontrollern bzgl. Netzspannungserkennung gemacht hast, solltest du die betreffende App-Note kennen (AVR182)

Nein, Rainer W., die AN kannte ich nicht. Des Verfahren Strom mittels eines Widerstandes zu begrenzen aber schon. Daß in aktuellen Mikrocontrollern Schutzdioden an den Ports lauern ist ebenfalls bekannt. Nulldurchgangserkennung mit dem µC haben wir schon gemacht da ist der Verfasser der AN vermutlich noch mit der Rassel um den Weihnachtsbaum.

Was du aber offensichtlich in der AVR182 überlesen hast sind die Hinweise auf fehlende galvanische Trennung und fehlender Schutz gegen Störungen und Spikes aus dem Netz gegen die weitere Maßnahmen getroffen werden müssen. Besonders im vorliegenden Fall wo Motoren und Magnetventile geschaltet werden.

Insbesondere Ersteres verbietet es einem Laien solch eine Schaltung vorzuschlagen. Es fehlt auch der Hinweis darauf daß der Strombegrenzungswiderstand die entsprechende Spannungsfestigkeit garantieren muß. (Oder man schaltet mehrere Widerstände in Reihe)

Bilder angucken alleine reicht nicht. Besonders bei Applikationsberichten der Hersteller.

Solche Schaltungen kennt man z.B. aus Unterputz- oder Schnurdimmern. Billig und keine Netztrennung erforderlich. Auch ist die Schaltung in der AN für den Zweck (es geht dem TO nicht um Nulldurchgangserkennung) viel zu aufwändig. Der Widerstand Mains GND zu GND kann zugunsten eines Drahtes entfallen, dann hängt der Mist wenigstens nicht auch noch auf halber Netzspannung herum.

Uwe

#8103057
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Rainer D. schrieb:

Der alte einstufige Ölbrenner macht völlig problemlos 100 Starts und mehr pro Tag. War früher Standart. Und zu einer Zeit als Zähler noch unüblich waren hat das auch niemanden interessiert.

Vermutlich geht es dem TO um Verbrauchsmessung. Macht sonst kaum Sinn.

Bei zweistufigen Brennern funktioniert das mit der einfachen Verbrauchsermittelung per Laufzeitmessung eh nicht weil mit zwei verschiedenen Öldrücken gearbeitet wird.

Uwe

#8103059
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Uwe B. schrieb:

Was du aber offensichtlich in der AVR182 überlesen hast sind die Hinweise auf fehlende galvanische Trennung und fehlender Schutz gegen Störungen und Spikes aus dem Netz gegen die weitere Maßnahmen getroffen werden müssen.

Bei einem Widerstand in der Größenordnung von 1MΩ bewirkt schon ein kleiner Kondensator Wunder in Bezug auf Spikes und Störungen. Und die Dioden sind dann allemal schnell genug, um die Reste abzuleiten. Du darfst auch gerne zusätzlich noch einen VDR einbauen.

Meine Frage in Bezug auf den geforderten Isolationswiderstand ist bisher leider unbeantwortet geblieben.

#8103062
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Rainer W. schrieb:

Bei einem Widerstand in der Größenordnung von 1MΩ bewirkt schon ein kleiner Kondensator Wunder in Bezug auf Spikes und Störungen.

Meine Frage in Bezug auf den geforderten Isolationswiderstand ist bisher leider unbeantwortet geblieben.

Woher soll der bastelnde Laie diese Infos haben? Wie soll er die möglichen Gefahren einschätzen können? Er war mit dem Eltako-Relais schon deutlich weiter...

Uwe

#8103064
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Uwe B. schrieb:

Wie soll er die möglichen Gefahren einschätzen können?

Die Relation zu dem FI hatte ich oben bereits genannt und einen Sicherheitsfaktor 100 sollten auch ein Laie einschätzen können. Sonst sollte er besser die Finger ganz von 230V lassen und jemand beauftragen, der sich damit auskennt.

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