Hallo zusammen, die einfachsten Dinge werden kompliziert, wenn man anfängt, drüber nachzudenken ... OK, nachdem ich jetzt damit begonnen habe: Möchte aus dem Keller des Hauses via Hausautomatisierung in den darüberliegenden Stockwerken jeweils einen Schaltkasten mit Koppelrelais 24V,900-1100 Ohm ansteuern. Die Logik + ULN2003 (o.ä.) sitzt also zentral im Keller, und die jeweils in den Stockwerken erforderlichen Relais und Schalter jeweils in einem kleinen Schaltkasten in den Stockwerken. Die Relais werden beim Anschalten voll beaufschlagt, und dann über PWM runtergeregelt. Nun die Frage - spricht etwas dagegen, die Relais mit Steuerleitung, 20x0,25mm2, LiYCY, abgeschirmt, über eine Strecke von max ca 10-12m anzusteuern. Die 24V Zuleitung könnte normales 1.5mm2 Kupferkabel sein. Dagegen hinsichtlich: 1) Spannungsabfall Steuerkabel (keine Ahnung wie das gerechnet wird) 2) Übersprechen wg. PWM 3) Zusammenlegen mit Netzspannungskabel in einen Kanal 4) Sonstiges ? Hinweise willkommen. Danke Axel
@ Axel Ro. (axelroro) >Nun die Frage - spricht etwas dagegen, die Relais mit Steuerleitung, >20x0,25mm2, LiYCY, abgeschirmt, über eine Strecke von max ca 10-12m >anzusteuern. Kann man machen. 0,25mm^2 haben 71,2 mOhm/m, macht 712 mOhm / 10m. > Die 24V Zuleitung könnte normales 1.5mm2 Kupferkabel sein. >Dagegen hinsichtlich: >1) Spannungsabfall Steuerkabel (keine Ahnung wie das gerechnet wird) Ohmsches Gesetz. U = I * R. >2) Übersprechen wg. PWM Wenn's geschirmt ist, sollte das passen. Allerdings wird innerhalb das Kabels einiges übersprechen. Sollte den Relais aber egal sein. >3) Zusammenlegen mit Netzspannungskabel in einen Kanal Geht. MfG Falk
> Die 24V Zuleitung könnte normales 1.5mm2 Kupferkabel sein. >Dagegen hinsichtlich: >1) Spannungsabfall Steuerkabel (keine Ahnung wie das gerechnet wird) R = Roh*l/A = l/(kappa*A) R .. ohmscher Widerstand l .. Länge der Leitung A .. Querschnitt der Leitung ( = pi*d2/4) Roh .. Resistivität (spezifischer elektrischer Widerstand) für Cu 16,78 10−3 Ω*mm2/m <== mm!!! kappe ( = 1/Roh) .. spezifische elektrische Leitfähigkeit dann R = U/I > U = R*I Schönen Abend noch matEit
Gut zu wissen - das definiert mein Konzept (vorher war ich mir unsicher, ob ich besser eine Control Unit in jedem Stockwerk installieren sollte - jetzt mache ich das lieber zentral im Keller). Ohmches Gesetz hätte ich noch hinbekommen, was tatsächlich fehlte, war die Formel für den Widerstand pro m2 und Länge - da schien mir 0,24m2 zunächst etwas wenig. Bgzl. der Frage nach PWM Übersprechen muss ich kurzfristig einen Gehirnkrampf gehabt haben - da ich vorhabe, alle Relais zentral über eine Leistungsstufe mit 24V gepulst anzusteuern, liegt ja entweder voll 24V auf der einen Hinleitung oder eben PWM, was soll da übersprechen. Einen schönen Abend und herzlichen Dank für die Mühe. Grüsse Axel
Axel Ro. schrieb: > OK, nachdem ich jetzt damit begonnen habe: > Möchte aus dem Keller des Hauses via Hausautomatisierung in den > darüberliegenden Stockwerken jeweils einen Schaltkasten mit Koppelrelais > 24V,900-1100 Ohm ansteuern. [...] > Hinweise willkommen. Hallo Axel, ich will Deinen Tatendrang ja nicht bremsen und ich weiß auch nicht genau, was Du automatisieren willst, möchte dir aber zu bedenken geben, dass so eine Hausautomatisierung ein Projekt ist, das typischerweise über Jahre bis Jahrzehnte möglichst stressfrei funktionieren soll - und zwar unabhängig davon, was privat in Deinem Leben gerade so abgeht. Wenn das System halbwegs wichtig ist wie z.B. Raumbeleuchtung, Heizung, ..., dann muß es so robust sein, dass es innerhalb von wenigen Stunden mit Sicherheit wieder arbeitet - entweder durch ein Redundanzsystem oder durch Modultausch. Aus diversen Gründen hat man manchmal über viele Tage keine Zeit, sich so intensiv wie nötig um die Fehlersuche zu kümmern... Wie Tolerant ist Deine Frau/Freundin/Familie oder wer auch immer, wenn das System ausfällt und Du für die nächsten zwei Wochen geschäftlich weg bist? Worst-Case ist wenn das System computerbasiert ist (PC) und schon 5 Jahre stressfrei lief. Wenn dann etwas nicht mehr funktioniert und ein neuer Rechner her muß - und/oder ein anderes Betriebssystem, dann dauert das bis alles wieder so läuft wie gewohnt ... Dito bei Controllern: Sind die passenden Programmieradapter noch vorhanden/laufen sie noch auf dem aktuellen Betriebssystem/gibt es noch Rechner mit den passenden Schnittstellen? Gibt's die Controller noch? Mein Tipp: Möglichst robust und nur mit absoluten Standardbauelementen aufbauen. Einen 7805 gibt's auch in 10 Jahren noch. Standard-Mosfets und Bipolartransistoren auch. Einen besonderen Schaltregler-IC oder einen speziellen Relais-Treiber vermutlich nicht. Am besten gleich doppelt aufbauen, damit das System im "Fall der Fälle" durch Tauschen wieder läuft. Gruß, Bernd
Wie wäre es mit einem Buskonzept: Im Keller sitzt die Steuerung, die über PC & Co so eingestellt werden kann, wie gewünscht. Über RS485 o.ä. sind die Relais-Module der einzelnen Stockwerke angeschlossen. Zu den Stockwerken müsstest du dann nur eine Netzwerk-/Telefonleitung und am besten noch 2,5mm² grün/gelb für den Potentialausgleich der Elektronik legen. In jedem Schaltkasten sitzt dann eben ein eigenständiges 24V-Netzteil für die Relais. 230V wirst du in dem Verteiler wohl finden ;-) Dadurch müsstest du nur eine Busleitung legen und könntest die Relais-Anzahl später beliebig erweitern, ohne weitere Adern ziehen zu müssen. Sofern nicht die zentrale Steuerplatine ausfällt, wäre das System so auch relativ sicher. Ein abgebrannter Busteilnehmer lässt sich in der Software einfach ausblenden. Noch ein Tipp: Reihenklemmen! Spart dir einige Arbeit, wenn du mal etwas ändern willst. Die starren Adern enden an den Klemmen und bekommen PE + N von Sammelschienen. Du kannst dann mit flexibler Litze im Schrank verdrahten, später mal was ändern etc. ohne dir Sorgen machen zu müssen, dass die starren Leitungen zu kurz werden. So eine Klemme kann man locker 10-20 mal neu verdrahten, wenn nicht sogar öfter. Auch die sinnvolle Anforderung von bitshifter kannst du so erfüllen. Schau dir mal die Beispiele bei z.B. Wago an. Wenn du die Klemmen geschickt anordnest, kannst du beim Ausfall deiner Steuerung einfach eine handvoll Brücken einstecken und so z.B. die Lichtschalter funktionsfähig machen. Außerdem solltest du dir mal von den diversen Anbietern Platinen-Steckverbinder ansehen. Auf solche Stecker führst du die Litzen im Schaltkasten. Deine Platine kommt auf einen Hutschienen-Clip. Wenn mal was mit der Platine sein sollte, ziehst du einfach die Stecker, clippst eine neue auf die Schiene und weiter gehts. Strombelastbarkeit etc. ist heute kein Problem mehr. Wenn du eine endgültige Version entwickelt hast, solltest du dir 1-2 Platinen fertig ins Regal legen. Im Fall der Fälle kann dann auch mal ein Elektriker etc. so eine Karte tauschen, wenn du selber nicht dazu kommst.
Um ganz ehrlich zu sein, ich würde niemals soetwas machen. Nur mal sone Frage: wie oft denkt ihr werdet ihr einmal die installation in eurem haus ändern oder sonst was? und wenn sind das sachen, wie umbau usw. wo mann dann sowiso alles neu machen muss, weil d in 20 Jahren keinen blassen schimmer mehr davon hast, was du da genau gebaut hast. Wenn man schon sowas haben will, dann würde ich EIB nehmen. Und ich weiss das das Arsch teuer ist, aber man muss ja auch nicht jede Steckdose schalt oder gar dimmbar haben ;-)
Hallo Gustav, na ja, der Faszination kannst Du Dich aber auch nicht entziehen, oder ? Sonst würdest Du kaum um 1:21 im Hausautomatisierungsforum umschauen. Natürlich hast Du recht - rational betrachtet. Könnte das auch konventionell machen und alles würde funktionieren. Aber ich will halt - und es macht mir Spass. Mit KNX hat alles begonnen - ich war fasziniert, habe dann aber schnell festgestellt, dass ich hier gut 15-20kEUR investieren müsste, was mir für einen Spleen definitiv zu viel war. Hallo Bernd, Gast, Gustav und alle, wirklich nett, Eure langen Beiträge. Da lasse ich mich gerne mal etwas weiter über das Konzept aus und über die Dinge, über die ich mir noch unsicher bin. Background: Wir bauen, schätze mal, es wird noch 9-12 Monate dauern. KNX schied a) aus Kostengründen und b) aus Lust am Selbermachen aus. Überlegung: 1) eine oder mehrere Mikrocontrollerboards mit Ethernetanschluss und Bootloader. im Moment NET-IO von Pollin, könnte aber auch jeder andere Stamp oder Devboard sein (der in ein Hutschienengehäuse passte). Diese agieren als Controller. Software ist eine modifizierte Version der Ulrich Radig-Webserver Software sowie ein Ethernet bootloader. Der macht nichts ausser die Logik + siehe unten Punkt 5) und Kommunikation zu PC's, Internet, Sensoren, Aktoren. Prototypisch funktioniert das schon mal, auch wenn noch viel zu tun ist. 2) Sensoren und Aktoren als eigentständige Mikrocontrollerboards. Konkret bis jetzt Binäreingang und Binärausgang. Prototypisch habe ich bisher einen Binäreingang und einen Binärausgang prototypisch realisiert - mit jeweils 30 Eingängen und 24 Ausgängen in einem Gehäuse. Diese kommunizieren seriell mit dem Mikrocontrollerboard - im Moment noch direkt, 5V, von uC UART zu uC UART, da direkt im selben Schaltschrank. Die Kommunikation ist aber noch ein Fragezeichen - Alternativen wären RS485 oder CanBus ala HAP. Das ganze im Hutschienengehäuse. 3) Die Aktoren sind mit 4 ULC2803a Treiber ausgestattet zum Schalten von Koppelrelais ala Finder o.ä. Hier bin ich allerdings am Überlegen, ob ich nicht Relaisboards ala HAP oder freebus.org aufbaue mit je 6 Relais - das käme mich günstiger als Koppelrelais (mal von der Arbeit abgesehen). 4)Die Binäreingänge sind auf 12-24V Schaltspannung ausgelegt - d.h. alle Zustände (Schalter, Fensterschalter, Bewegungsmelder, etc. müssen diese Spannung ausgeben. Die Eingänge habe ich bisher mit einem Spannungsteiler von 33kOhm zu 10kOhm direkt auf die Mikrocontroller-Pins des Binäreingangsmoduls gelegt. Die Überlegung ist, alle Schalter und Geräte mit Ethernetkabel anzufahren und mit 24V über Vorwiderstand (zur Kurzschlusssicherung) zu Beaufschlagen. Bei allen diesen Geräten dürfte natürlich keine Netzspannung in der gleichen Unterputzdose, etc. liegen. (Damit wäre natürlich die oben angesprochene Ausfallsmöglichkeit über Wagoklemmen nicht mehr gegeben (halt, doch - wäre denkbar, diese mit Ihren 24V auf die Koppelrelais zu legen). 5) Der uC Controller würde weiterhin einen Onewire Bus für DS18S20 Thermometerbausteine bedienen - ca. 10 Stück würden in den Lichtschaltern mit verbaut (Funktioniert). Weiterhin soll ein FS20 Funkmodul angebaut sein, welches Kommandos von einer Fernbedienung und die Meldungen der Wetterstation aufnimmt (Funktioniert noch nicht richtig). 6) Visualisierung und Fernsteuerung Einmal über PC's über die Software IP-Symcon - nimmt Kommandos via Ethernet entgegen oder sendet sie an das uC Modul (funktioniert prototypisch). Ein Asus eeePC mit Touchscreen wäre in Küche/WZ vorhanden und natürlich jeder andere PC im Haus auch. Diese sind aber nicht erforderlich - d.h. es soll auch ohne die Stromfresser gehen bzw. diese sollen über Wake on Lan über das uC Board geweckt werden, wann gewünscht. und weiterhin 3 Bedienboards in der Wand. Hier habe ich mir einmal ein Mini2440 Linux embedded board mit 7" LCD bestellt, welche entweder über den uC Webserver oder über eigene GUI's die wichtigsten Schaltfunktionen ausführen könnten. 7) Darüberhinaus habe ich reichlich überlegt, welche anderen Gimiks man noch alles vorsehen könnte, von Alarm zu Lüftung zu Heizungssteuerung zu weiss nicht was. Bzgl. Heizung dachte ich mir, da Fussbodenheizung und eh sehr träge, diese eher autark, aber vielleicht Regler an den einzelnen Heizkreisen, um Temperaturen z.B. im Hobbyraum, Gästezimmer, etc. runterfahren zu können. 8) Wenn ich sagte, prototypisch geht, dann heisst dass, die prinzipielle Logik geht (z.B. Taster schaltet ein Demo-Relais erfolgreich via Binäreingag zu uC zu Binärausgang zu Koppelrelais). Aber sicher ist noch viel Logik zu implementieren. Apropo Logik: Da gibts die schönsten Sachen. Muss alles aber gar nicht sein. Meine Überlegung war, alles in einem C-Header und File und dann mit If then else oder switch command - wenn irgendwas neu rein soll (z.B. Scenario), dann wird das uC Programm neu übersetzt und via Bootloader geladen. 9) Zur Redundanz würde je ein Extragerät oder zumindest ein geflashter Mikrocontroller pro Gerät vorgehalten, wenn dann je mal ein Sensor/Aktor oder Controller kaputtgeht, dann sollte der Austauch einigermassen schnell gehen. Ausserdem sollen schon auch noch Taster im Haus sein, so dass alle kritischen Funktionen im Notfall auch konventionell geschaltet werden könnten. Gast, bzgl. der Installation - alles im Netzspannungsbereich soll der Elektriker machen, hoffe mal stark, dass der auch Wago-Klemmen benutzt. Bzgl. der Verdrahtung der 24V Sensor- und Aktor Spannung habe ich an extra LSA Anschlussleisten gedacht sowie auch, die ganze Steuerung aus dem Hauptschaltschrank rauszuhalten und über die oben genannten Steuerkabel reinzubringen. Sicher noch eine Menge Arbeit - da wird halt am unproduktiven Fernsehschauen abgeknappst, bzg. es muss ja auch nicht alles am Tag 1 funktionieren. Bitte sagt mir mal Eure Meinung - noch ist vieles im Fluss und einige Unsicherheiten existieren. Grüsse Axel
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Hui, das hört sich nach viel Arbeit an. Eines vorweg, ich will die Leute nicht schlecht machen. Es gibt einige, die machen wirklich gute Arbeit, aber leider auch viele schwarze Schafe. Deswegen mein Rat: Suche dir einen Elektriker, der sich darauf einlässt und das wirklich genau nach deinen Vorgaben installiert. Eventuell überlässt er dir auch einen Teil der Arbeit. Schau dir mal ein paar Bilder von Verteilungen an, dann weißt du, wie der 0815-Elektriker arbeitet. Das wäre ziemlich an deinem Konzept vorbei. Ich habe dir mal ein Beispiel angehängt, wie so ein Schaltkasten aussehen kann. Rechts sitzt der Leistungsteil mit den Relais, LSS etc. Dann geht es nach links rüber auf die I/O Module, unten sitzt dann ein Netzteil. An deiner Stelle würde ich allerdings die Schalter nicht mit Netzwerkleitung anfahren. Das kann arge Probleme geben, vor allem weil die Klemmen eigentlich für Massivleiter 1,5-2,5mm² ausgelegt sind. Die Schalter und Geräte würde ich konventionell installieren, also mit 1,5 oder 2,5mm² (je nach Länge), dann aber nicht in einer UP-Dose verklemmen, sondern alles im Verteiler auflegen. Hier wäre sicherlich ein Verteiler pro Stockwerk ratsam. Dadurch hättest du die besten Möglichkeiten, später etwas zu ändern. Wenn du mal das Haus verkaufst, kannst du so auch einfach deine Geräte ausbauen und auf "normalen Betrieb" umklemmen. Mit Netzwerkleitungen wäre das schlicht unmöglich. Die Sensoren kommen dann in eine eigen UP-Dose. Es gibt Dosen, die innen breiter werden. (Irgendwo bei Conrad glaube ich) In diese Dosen kannst du dann bequem eine Kabelschlaufe und deine Platine legen. Hier spricht sicher nichts dagegen, die Dose mit einem Deckel zu verschließen und einfach die Tapete drüberzukleben. Auch hier solltest du Steckverbinder vorsehen. Es gibt einzelne RJ45-Buchsen mit LSA-Leisten hinten dran. Diese werden normalerweise in ein leeres Patchpanel eingeclipst. Eine solche Buchse könntest du an die Netzwerkleitung anschließen und mit Schrumpfschlauch fixieren. Deine Sensorplatine hat dann selber auch eine RJ45-Buchse und wird mit einem kurzen Patchkabel (5cm Telefonkabel z.B.) angeschlossen. So lässt sich das wesentlich einfacher austauschen und die Leitung wird nicht beschädigt. Die Koppelrelais (bzw. bei großen Geräten Schütze) solltest du beibehalten, am besten komplett mit Sockel und EMV-Modul. Kurzum, je mehr Geld du jetzt in eine sinnvolle und erweiterbare Verkabelung (Netzwerk nicht vergessen!) investierst, desto einfacher kannst du später irgendwelche Funktionen ergänzen. Nach 2 Jahren die Wände aufstemmen wäre extrem ärgerlich und ist sicher vermeidbar, setzt aber eine recht aufwendige Planung voraus. (Voraus nur mit einem R?!) Lass dich nicht entmutigen ;)
wow, der schaltschrank schaut gut aus (im gegensatz zu meinem ;-) (aber bei mir ist immerhin jedes kabel/litze beschriftet ;-) ) allerdings glaub ich, dass es bei einer "echten" installation etwas schwieriger ist, dass so schön hinzubekommen.. (aus platzmangel usw. ) bei mir werden z.b 17 rollo geschalten ca. 55 "normale" ausgänge (licht hauptsächlich) + ein paar eingänge (bewegungsmelder, rauchmelder, wind, sonne, usw) + die buskabel von den schaltern (pro stock 2) dazu noch die türspechanlage, der fingerprint, 9 koaxkabel für sat in den räumen, 8 zur satschüssel, 8 zum nachbarn, netzwerkkabel (um die 10-15 stück) das ganze kommt alles in schläuchen in einem schacht in den keller.. (ziemlich unsortiert..)
Hallo Gast, das ist ja ein Schmuckstück, dieser Schaltkasten. Ich zeig Dir lieber nicht, wie man Prototypenkästchen aussieht :-). Genau diese "Elektromechanik" ist es, die für den Laien nicht ganz einfach erlernbar ist. Ein vernünftiges Gehäuse um die uC's zu bauen, ist für mich mehr Aufwand als das Ding zu programmieren. Ja, der Elektriker wird strickt danach ausgesucht, dies alles mitzumachen. Schaltkasten pro Stockwerk sind schon fast 100% sicher - nur eben mit der Logik im Keller und anfahren mit dem besagten Steuerkabel. Deinen Hinweis bzgl. 1.5 an die Schalter nehme ich dankend auf - macht es in der Tat flexibler. Und dann vielleicht noch eine weitere U-Putz-Dose nebendran für die Thermometer und einen Blinddeckel drauf, wenn's sowas gibt. Zutapezieren wiederstrebt mir - man mag da doch mal dranwollen. Die Idee mit den RS45 Buchsen mit LSA gefällt mir - das sollte die Installation vor Ort erheblich vereinfachen. Grüsse und Dank Axel
Das Foto stammt auch garnicht von mir, das habe ich aus einem Prospekt rauskopiert. In der Praxis gelingt das natürlich nicht so gut, wie auch. Wenn es die Zeit zulässt, kann man solche Verteiler aber bequem in der Werkstatt vorverdrahten und legt nurnoch die Reihenklemmen auf. Den Prototypen würde ich trotzdem gerne mal sehen :) Reichelt hat diese RJ45-Module auch im Programm: http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=80291;PROVID=2402 (Schau besser selber mal ins Datenblatt, ob das passt)
Müsste passen - nur leicht überdimmensioniert. Cat6 für Onewire :-) Danke und Grüsse Axel
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