Hallo Zusammen,
Ich verwende an drei Stellen im Haus eine elektrische Heizung mittels
230V Heizband (von der Art her eine Rohrbegleitheizung, es wird aber
kein Rohr beheizt), die im Interesse eines geringen Stromverbrauches
jeweils auf einen individuellen Temperatur Sollwert geregelt werden
soll. Die maximale Leistung pro Heizband beträgt etwa 60W. Die
Impulsantwort des Regelkreises liegt im Bereich von Stunden.
Zur Regelung möchte ich einen zentral verbauten Raspberry Pi B
verwenden. Die Kabellänge zwischen Raspberry und 1-wire Temp.sensoren an
den Heizstellen beträgt bei Sternverkabelung ca. 15..20m. Als
Temperatursensoren kommen die üblichen 1-wire Typen DS18S20 zum Einsatz.
Für die Steuerung der Heizbandleistung überlege ich, welches die
aufwandsärmste Lösung wäre. Ich sehe folgende Möglichkeiten:
Direkte Ansteuerung eines Halbleiter Relais (SSR, z.B. Carlo Gavazzi,
RP1A23D3:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C300/RP1A48D5%28280207%29.ger.pdf)
mittels eines PWM-artigen Triggersignals, wobei die Periodendauer im
Bereich von ein paar Sekunden liegen könnte, so dass sich
Ungenauigkeiten (hoffentlich nur im <500ms Bereich) durch das sonst
nicht PWM geeignete RPi OS nicht nennenswert auswirken.
Ansteuerung eines Dimmers, z.B. dieses Exemplar:
https://www.voelkner.de/products/82930/Dc-Gesteuerter-Dimmer-Bs.html
Hierzu müßte ich entweder eine PWM vom RPi tiefpaß filtern oder ich
müßte einen DAC ansteuern.
Da die Leistungssteller (Dimmer / SSRs) nahe der beheizten Stellen
liegen, stellt sich die Frage, wie das Steuersignal vom zentral
gelegenen RPi zu den Stellern kommt. Wegen der relativ langen
Leitungslänge und dem resultierenden Störeinfluß möchte ich ungern am
RPi eine Gleichspannung erzeugen und diese dann bis zu den Dimmern
übertragen. Hier sehe ich bisher folgende Möglichkeiten:
1. One-wire Bus: Der wird wegen den Temp.sensoren ohnehin schon zu den
Heizstellen geführt. Hier könnte ich den DS2408 8-port Switch verwenden,
der anscheinend vom RPi bzw. dem Modul w1-ds2408.c unterstützt wird. Mit
dem DS2408 ließe sich ein einfacher DAC aufbauen gemäß dieser
Application Note von Maxim:
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4627
Mit dem ließe sich der o.g. Dimmer steuern. Nachteil dieser Lösung sind
die höheren Kosten für den Dimmer und die Notwendigkeit, eine Schaltung
und Stromversorgung für den DS2408 zu entwerfen und aufzubauen sowie
eine Pegelanpassung zwischen dem DS2408 (5V) und dem Dimmer (12V).
2. Niederfrequente PWM: Bei einer PWM mit einer Periodendauer im
Bereich von sagen wir mal 2..3s dürfte die mögliche Störabstrahlung über
die ca. 15..20m Kabellänge bis zu den SSRs m.E. nach keine Rolle
spielen.
Vorteil: Geringere Kosten für die SSRs im Vergleich zum Dimmer, kein
nennenswerter HW Entwicklungsaufwand. Nachteil: Zusätzliches Kabel oder
zusätzliche Adern im Kabel zum Leistungssteller erforderlich. Außerdem
muß der RPi permanent Steuersignale zu den Stellgliedern aussenden. Das
würde für die Lösung (1) entfallen, weil nur Änderungen signalisiert
würden.
Ich tendiere momentan, vor allem aus Zeitgründen, zu (2). Sieht jemand
weniger aufwändige oder insgesamt bessere Lösungen oder gibt es mit (2)
Probleme, die ich bisher nicht erkannt habe?
Danke und Grüße
Thomas