ich muss meine alte Solarthermie-Steuerung an ein neues System anpassen. Die ursprüngliche Steuerung hat einen NTC20K verbaut (Kollektorfühler auf dem Dach). Die neue will aber einen 10k NTC.
Den Fühler kann ich nicht ohne erheblichen Aufwand austauschen.
Wie kann ich es erreichen, dass der am Eingang der Steuerung gemessene Wert des NTC20k der Kennlinie des NTC10k entspricht?
Im Prinzip so:
Widerstandwert des NTC20 messen (z.B. 38.5 kOhm, entspricht 10°C)
Entsprechenden Wert des NTC10 simulieren (10°C entsprechen beim NTC10: 19,9 kOhm)
Für die Steuerung sieht es so aus, als wäre es ein NTC10.
Die einfache Parallelschaltung von 10kOhm gibt ja nur bei 25°C einen korrekten Wert. Ich hätte aber zumindest annähernd eine korrekte Kennlinie.
Wie kann ich das anstellen?
Hoffe, jemand versteht, was ich meine:-)
Kannst du die Steuerung modifizieren? Der NTC wird mit einem Festwiderstand einen Spannungsteiler bilden. Wenn du den Festwiderstand identifizieren und verdoppeln kannst, müsste es wieder stimmen.
In die Nähe bzw. "thermisch ähnlichen Ort" einen zweiten NTC20k parallel schalten.
Hängt aber extrem von den Gegebenheiten ab, kann also ein total blöder Vorschlag sein.
Meßumformer sind in der industriellen Prozesssteuerung gang und gäbe. Je nach Ausführung können die Dinger "alles in alles andere" verwandeln.
Allerdings werden dort für Temperaturmessungen eher PT100(0) oder Thermoelemente verwendet weshalb man einen geeigneten Meßumformer für NTC lange wird suchen müssen.
Kannst du die Steuerung modifizieren? Der NTC wird mit einem
Festwiderstand einen Spannungsteiler bilden. Wenn du den Festwiderstand
identifizieren und verdoppeln kannst, müsste es wieder stimmen.
Sicher ein guter Ansatz. Allerdings handelt es sich bei der neuen Steuerung um eine komplett neue Wärmepumpensteuerung (noch garnicht in Betrieb) und das wäre ein Garantieverlust. Das Risiko ist mir zu hoch.
In die Nähe bzw. "thermisch ähnlichen Ort" einen zweiten NTC20k
parallel
schalten.
Hängt aber extrem von den Gegebenheiten ab, kann also ein total blöder
Vorschlag sein.
Auch ein Ansatz, allerdings komme ich an den Montageort nicht ran, ohne erheblichen Schaden an der Verkleidung. Sonst hätte ich den Fühler ja austauschen können.
Am liebsten wäre mir eine Art Blackbox: Zwei Drähte vom 20kNTC rein, Wert vom 10kNTC auf zwei Drähten raus.
Das ist aber nicht trivial. Der Sender ist ein dummer NTC Widerstand bei dem der Spannungswert bei gegebener Temperatur durch den angeschlossenen Eingang der Steuerung bestimmt wird (also der dortigen Pull-up Widerstände etc.)
Wie soll eine vorgeschaltete Blackbox wissen welchen Wert die nachgelagerte Steuerung erwartet? Im besten Fall kann man einen µP mit einer schaltbaren Widerstandsdekade vorsehen der jedem Eingangswert einen programmierbaren Ausgangswiderstandswert zuordnet.
Du schreibst Solartherme und Steuerung in WP
Was macht die Steuerung überhaupt genau?
Sie hat vermutlich einen weiteren Sensor für den WW-Boiler da man für Solarthermie meist einen weiter unten sitzenden nimmt?
Evtl. diesen auch gegen einen NTC20 tauschen?
Oder einfach eine gebrauchte Steuerung wie Resol kaufen?
Widerstand der 20 k NTC mit Mikrokontroller auslesen. Mikrokontroller errechnet den noetigen Wert in 10 k und stellt ein Digitalpotentiometer entsprechend ein.
Falls 10k und 20 k den gleiche Tepmeraturkoeffizienten haben, muss der gelesene Wert nur halbiert werden...
Das Digitalpotentiometer ist nicht potenialfrei. Also Masseverkabelund durchdenken!
10k Digitalpotis gibt es mit 10 Bit Auflösung.
Vielleicht laesst sich auch noch mit einem 5k oder niederohmigen Digitalpoti und Festwiderstaenden eine bessere Auflösung erreichen.
Was ich mich gerade frage: Wenn man die Schaltung 2x "symmetrisch" aufbaut und den Z5 dann zwischen beiden Haelften statt gegen Masse anschliesst - ob sich damit dann auch Widerstaende nicht gegen Masse nachbilden lassen? Ich fuerchte nur, das koennte dann etwas instabil werden. Ist mir aber grad viel zu heiss, um's mal in echt auszuprobieren...
Das soll ja auch möglichst 20 Jahre halten. Wenn man sich da jetzt eine Konverterbox zusammenbastelt ist das Wissen um diese Box nach spätestens 5 Jahren komplett vergessen (Möglichkeit des eigenen Ablebens auch nicht vergessen dabei)
Wenn es eine Fachfirma macht würde ich die das entscheiden lassen, denen fällt aus der täglichen Praxis oft eine überraschend pragmatische Lösung ein. Oft erlebt. Jaja, da gibt es gelegentlich auch Pfusch, aber dafür ist dein Sachverstand ja da.
Du schreibst Solartherme und Steuerung in WP
Was macht die Steuerung überhaupt genau?
Sie hat vermutlich einen weiteren Sensor für den WW-Boiler da man für
Solarthermie meist einen weiter unten sitzenden nimmt?
Es handelt sich um eine alte Heizungssteuerung (Honeywell Braukmann) mit Solarthermie für einen 500l Trinkwasserspeicher. Ja, es gibt einen zweiten Fühler am Speicher. Im Prinzip misst die Steuerung die Temperatur am Kollektor und am Speicher und entscheidet danach, ob sie die Pumpe anschalten soll oder nicht. Der Kesselfühler hat auch 20k.
Die neue Steuerung (proprietär von Viessmann) hat auch schaltbare Ausgänge (z. B. für eine Pumpe) und Thermofühlereingänge (für 10k Fühler)
Ich hätte die alte Mimik gerne in die neue intergriert (ohne die Honeywell-Steuerung) und ohne Tausch der Fühler.
Stell dir vor, er geht kaputt, dann musst du das auch.
Ja genau! Wenn er kaputt geht mache ich das auch. Aber solange er nicht kaputt ist, reiße ich nicht meine Verkleidung und meine Untersparrendämmung auf, um den Sensor a. zu suchen und b. auszutauschen, obwohl er noch geht!
Wenn es eine Fachfirma macht würde ich die das entscheiden lassen, denen
fällt aus der täglichen Praxis oft eine überraschend pragmatische Lösung
ein. Oft erlebt. Jaja, da gibt es gelegentlich auch Pfusch, aber dafür
ist dein Sachverstand ja da.
Nö, ich mache das selber, leider keine Fachfirma:).
Ich werde aber trotzdem mal einen Fachmann fragen, ob es eine pragmatische Lösung gibt. Hatte gehofft, die hier zu finden.
Mein Plan B ist aber möglich (ein völlig autarkes System ohne die elektronische Anbindung an die WP-Steuerung und --HILFE OMG -- ohne Verbindung zur Viessmann-App):
Ein kleiner ESP32 misst den NTC vom Dach aus, errechnet nach der Kennlinie seine Temperatur, gleiches mit dem Kesselfühler und ich entscheide dann anhand dieser Werte, ob die Pumpe laufen soll oder nicht (inkl. Hysterese selbstverständlich). Ansteuerung der Pumpe dann halt mit einem kleinen Relais. So macht es die Honeywell-Schaltung auch.
Masse der neuen Steuerung suchen.
10k Ohm statt NTC anklemmen und beide Pole Spannung gegen Masse messen.
Wenn einer der Anschlüsse auf Masse liegt und an der anderen Seite ungepulstes DC, dann kann man dort ersatzweise eine Spannung einprägen.
Jetzt noch Strom mittels Poti messen, um zu bestimmen, ob der NTC in einen Spannungsteiler an einer festen Spannung betrieben wird, oder mittels Stromquelle versorgt wird.
Dann den 20k NTC mit gleicher Topologie, aber nur halben Strom extern versorgen und seine dann einem 10k NTC entsprechende Ausgangsspannung mit einem OP entkoppeln. Dieser puffert an seinem Ausgang den Meßstrom der neuen Steuerung weg und prägt dort die zu einem 10k NTC passenden Spannungswert ein.
Widerstand der 20 k NTC mit Mikrokontroller auslesen. Mikrokontroller
errechnet den noetigen Wert in 10 k und stellt ein Digitalpotentiometer
entsprechend ein.
Falls 10k und 20 k den gleiche Tepmeraturkoeffizienten haben, muss der
gelesene Wert nur halbiert werden...
Das Digitalpotentiometer ist nicht potenialfrei. Also Masseverkabelund
durchdenken!
10k Digitalpotis gibt es mit 10 Bit Auflösung.
Vielleicht laesst sich auch noch mit einem 5k oder niederohmigen
Digitalpoti und Festwiderstaenden eine bessere Auflösung erreichen.
Der Ansatz ist auch nach meinem Geschmack! Das probier ich mal aus.
Vielleicht mit einem MCP4151? Die 8Bit Auflösungen sollten auch reichen.
Nicht potentialfrei heisst? Wenn ich P0A auf ein Potential lege ist der Widerstandwert an P0B eingestellt zu P0A? Was muss ich da beachten?
Ich sehe da nur eine graphische Darstellung eines Pixelarray, das nicht einmal eine Kurve darstellt.
Unter einer Kennlinie erwartet man einen Kurvenverlauf.
Da wäre es doch wohl sinnvoll, die Kurven zu zeigen und die Wertetabelle in Datenform anzuhängen. Die Zeiten, wo man Hex-Dateien aus Zeitschriften abtippt, sind doch wohl seit fast einem halben Jahrhundert vorbei - sorry.
Ich sehe da nur eine graphische Darstellung eines Pixelarray, das nicht
einmal eine Kurve darstellt.
Unter einer Kennlinie erwartet man einen Kurvenverlauf.
Da wäre es doch wohl sinnvoll, die Kurven zu zeigen und die Wertetabelle
in Datenform anzuhängen. Die Zeiten, wo man Hex-Dateien aus
Zeitschriften abtippt, sind doch wohl seit fast einem halben Jahrhundert
vorbei - sorry.
Danke für deinen Beitrag und die Belehrungen Rainer. Kleine Korrektur: Das ist überhaupt keine graphische Darstellung sondern lediglich eine Tabelle mit Kennlinienwerten. Mir war nicht bekannt, dass diese Zeiten tatsächlich vorbei sind, aber danke für den Hinweis zur Lösung meines Problems. Die Zahlenkolonnen hat mir übrigens eine KI ausgespuckt...
Der NTC10k hat ja keine Widerstandswerte genau zwischen 0 und 10k! Er schwankt zwischen 390 Ohm und 667 Kilo Ohm. Man könnte also einen NTC10k Widerstand besorgen und den in eine isolierte Blackbox unterbringen und die Temperatur vom Hausdach mit einem 10R/4W Widerstand an regelbaren 5V nachbilden. Die Regelung sollte mit einem Operationsverstärker mit nachgeschaltetem Transistor bewerkstelligt werden können. Der 4 Watt Heizwiderstand und der 10k NTC-Widerstand müssen natürlich Face to Face thermisch massiv gekoppelt werden!
Nachtrag: Mir fällt gerade ein, dass auch kältere Temperaturen unter 20° nachgebildet werden müssen. Das könnte man zwar mit einem Peltierelement machen, aber ich glaube das wird dann doch zu kompliziert.
Motorpoti aus einem Verstärker, angesteuert durch den vorhandenen NTC mit OP Schaltung. Das wäre zumindest potentialfrei, erfordert aber auch eine aktive Kennlinienanpassung.....
Der NTC10k hat ja keine Widerstandswerte genau zwischen 0 und 10k! Er
schwankt zwischen 390 Ohm und 667 Kilo Ohm. Man könnte also einen NTC10k
Widerstand besorgen und den in eine isolierte Blackbox unterbringen und
die Temperatur vom Hausdach mit einem 10R/4W Widerstand an regelbaren 5V
nachbilden. Die Regelung sollte mit einem Operationsverstärker mit
nachgeschaltetem Transistor bewerkstelligt werden können. Der 4 Watt
Heizwiderstand und der 10k NTC-Widerstand müssen natürlich Face to Face
thermisch massiv gekoppelt werden!
Nachtrag: Mir fällt gerade ein, dass auch kältere Temperaturen unter 20°
nachgebildet werden müssen. Das könnte man zwar mit einem Peltierelement
machen, aber ich glaube das wird dann doch zu kompliziert.
Danke für diesen Beitrag. Das einem die besten Lösungen nicht selbst einfallen... Ich werde das mal so probieren!
den 20k NTC mit gleicher Topologie, aber nur halben Strom extern
versorgen und seine dann einem 10k NTC entsprechende Ausgangsspannung
Tut mir leid, ich sehe gerade, dass das mit den vom OP gezeigten
Wertetabellen nicht funktioniert, weil es nicht einfach nur ein Faktor 2
ist.
Richtig, angehängt mal Widerstandsverlauf der beiden NTC und deren Verhältnis zueinander über die Temperatur.
Bevor man sich Gedanken über eine externe Ersatzgeschichte überlegt, sollte man man auch mehr über den Sensoreingang des neuen Steuergerätes wissen, also welcher Innenwiderstand liegt dort vor, welche Spannung und Ströme ergeben sich bei Simulation durch Widerstände/Potis für die unterschiedlichen Temperaturen.
20k NTC auf einer Platine potentialfrei anbringen, thermisch gut gekoppelten Widerstand daneben. Dritten NTC ebenfalls thermisch gut gekoppelt daneben.
Mit dem Controller den Heizwiderstand so lange bestromen, bis der Messwiderstand den gleichen Temperaturwert liefert wie der NTC auf dem Dach.
Könnte man wohl auch komplett analog aufbauen, aber ich würde einen Controller nehmen.
Setzt voraus, dass es am Aufstellort des Konverters auch so kalt (oder etwas kälter) wird wie auf dem Dach, da keine Kühlung des 20k NTC vorgesehen ist.
Möglicherweise wahlweise sehr träge oder sehr energieverschwenderisch, je nachdem wie gut das ganze isoliert ist.
Wenn man die NTC-Werte schon linear darstellt, wäre es ausgesprochen hilfreich, für die rechte Skala die selben Teilstriche zu nutzen, wie für die linke.
Bei höheren Temperaturen lässt sich mit der linearen Skalierung der Darstellung der Widerstandswerte allerdings sowieso nichts anfangen.
Von der Teilung der X-Achsen reden wir besser gar nicht erst.
mit einem OP entkoppeln.
hab ich auch erst angeschaut, da der 20K NTC aber einen anderen beta-Wert hat, ist er im oberen Temperaturbereich, da wo man ihn benötigt viel ungenauer.
Blau Ideal
orange: OPV
grün: 20k NTC parallel
Solange man von dem verbauten NTC nicht mehr weiß als "20k", ist ein paralleler Festwiderstand genau genug :( Wenn die Honeywell die Temperatur anzeigen kann, würde ich die echte Kennlinie aufnehmen, am besten heute oder morgen, zwecks 140°C. Also morgen früh bis Nachmittags gelegentlich die Temperatur ablesen und den Widerstand messen.
Im Plot gibt's die Kennlinien von 20k-NTCs mit unterschiedlichem Beta. Bei 1 kΩ kommt eine Temperatur von knapp 100°C bis gut 140°C raus. Der mit B=3950 ist ein Buderus, die beiden extremen sind hoffentlich nicht so handelsüblich. Andererseits geht es um ein altes Teil vom Temperatur-Spezialisten Honeywell...
Die lila Kurve ist die, die sich die KI ausgedacht hat, man beachte den kleinen Knick in der Mitte :)
Mal ein anderer Lösungsansatz:
Bist du auf biegen und brechen auf den Regler festgelegt? Die ganze Geschichte hört sich doch an als würde im Zuge einer Sanierung bzw. Umbau auf Wärmepumpe die thermische Solaranlage in die neue Heizung eingebunden. Der Solarregler läuft autark zum Rest und der Kollektorfühler nicht zugänglich ist.
Die 20k NTC sind mir noch von alten Centra Reglern die braunen Brotkästen) in Erinnerung. Da gab es von Centra offiziell umgelabelte EBV Regler als Nachfolger ohne Fühlerwechsel.
Darum:
Es gibt z. B. von EBV Elektronikbau oder TA Regler bei denen relativ viele alternative Fühler zur Auswahl stehen die nur per Konfiguration festgelegt werden. Vielleicht findet sich da etwas das plus & play passt.
Danke für die vielen Antworten. Von meiner Seite aus möchte ich das Thema hier beenden.
Ich suchte eine einfache Lösung, einen Steuereingang für einen 10K NTC mit einem schon verbauten 20K NTC zu bedienen und trotzdem einigermaßen vernünftige Temnperaturwerte zu bekommen.
Bevor man sich Gedanken über eine externe Ersatzgeschichte überlegt,
sollte man man auch mehr über den Sensoreingang des neuen Steuergerätes
wissen, also welcher Innenwiderstand liegt dort vor, welche Spannung und
Ströme ergeben sich bei Simulation durch Widerstände/Potis für die
unterschiedlichen Temperaturen.
Solange man von dem verbauten NTC nicht mehr weiß als "20k", ist ein
paralleler Festwiderstand genau genug
Das scheint mir die momentan beste Lösung zu sein. So werde ich es
probieren.
Ich möchte es dabei belassen. Für die akademische Aufarbeitung überlasse
ich euch dann anderen....
Das hat nicht mit akademisch zu tun, sondern mit dem, was deine Steuerung aus den Werten ableitet.
Entsprechend der Abweichung der Kennlinie von NTC20K||20kΩ zu NTC10K wird deine Solarthermie-Steuerung eben mit falschen Temperaturwerten versorgt. Es kommt dann auf den genutzten Temperaturbereich an, wie kritisch das ist. Insbesondere unterhalb von 20°C steigen die Fehler kräftig an. Egal wie kalt es ist, wird die Steuerung keine Werte unter +10°C verstehen. Bei hohen Temperaturen interpretiert die Steuerung die Werte aus der Parallelschaltung als etwas niedriger (bspw. 70°C als 65°C).
Solange man von dem verbauten NTC nicht mehr weiß als "20k", ist ein
paralleler Festwiderstand genau genug
Das scheint mir die momentan beste Lösung zu sein. So werde ich es
probieren
Lustig wie Laien immer zielgenau den Vorschlag aufgreifen, der nach dem geringsten Aufwand aussieht, aber falsch ist.
Wie schon deine Tabelle zeigt, kann man mit 20k Festwiderstand zwar bei 25 GradC 10k machen, wird aber niemals weniger als 10 GradC zur Anlage melden, egal wie kalt es in Wirklichkeit ist. Und statt 60 GradC werden 50 GradC gemeldet.
Da vermutlich der andere Sensor korrekte Temperaturen meldet, wird die Entscheidung wann welche Pumpe läuft ggf. kontraproduktiv falsch sein.
Wie schon deine Tabelle zeigt, kann man mit 20k Festwiderstand zwar bei
25 GradC 10k machen, wird aber niemals weniger als 10 GradC zur Anlage
melden, egal wie kalt es in Wirklichkeit ist.
Wenn ich´s nicht gerade vorher geschrieben hätte ...
Inzwischen finde ich die brutal-digitale Methode am einfachsten. Mit 14 Relais und 14 Widerständen bleibt der Fehler zwischen -23 und +111°C unter 0.5 Grad. Man könnte bei den kleinsten Werten sparen oder an beiden Enden noch einen weiteren Widerstand spendieren. Es bleibt überschaubar. Und es ist praktisch selbst-funktionierend.
Parallel zum 20k NTC Widerstand könnte man temporär erst einmal versuchen, einen 15k Festwiderstand zu schalten, damit man auch die 60 °C noch einigermassen abgedeckt hat. Bei 70 °C kommen dann die ersten Ungenauigkeiten zum Vorschein. Unter 10 °C ist der Widerstandwert sowieso uninteressant, weil da die meisten Solarthermieanlagen nicht mehr genügend warmes Wasser erzeugen können!
Solange man von dem verbauten NTC nicht mehr weiß als "20k", ist ein
paralleler Festwiderstand genau genug
Das scheint mir die momentan beste Lösung zu sein. So werde ich es
probieren.
Du hast eingangs eine Tabelle mit Werten gezeigt. Da ist es einfach, den 20k plus Widerstand als weitere Spalte darzustellen und sich die Abweichung anzusehen.
Für die akademische Aufarbeitung überlasse
ich euch dann anderen....
Blödsinn, hier hat niemand vier Nachkommastellen und Integralrechnung präsentiert oder die Alterung des NTC hochgerechnet. Eine rechnerische Betrachtung ist unvermeidbar, Mißerfolg zu vermeiden.
Damit erhält der NTC die doppelte Spannung, die das Ohmmeter zum Messen anlegt, weil diegleiche Spannung, aber negativ aus dem OP-Amp herauskommt.
Der NTC darf keine Verbindung zu Masse haben.
Je nach Operationsverstärker kann die Versorgung statt +15V und -15 vielleicht aus +5V und -5V sein. Oder zwei billige Steckernetzteile.
Geregelt brauchen die Netzteile nicht sein, aber gesiebt sollte schon sein.
Damit erhält der NTC die doppelte Spannung, die das Ohmmeter zum Messen
anlegt, weil diegleiche Spannung, aber negativ aus dem OP-Amp
herauskommt.
Das würde nur etwas nützen, wenn die Kennlinien (bis auf einen Faktor 2) gleich wären - sind sie aber nicht. Die Abweichungen im Temperaturbereich [0..120°C] liegen bei bis zu 45 Prozent. Der Faktor 2 zwischen NTC10K und NTC20K besteht nur bei 25°C.
Ich würde das mit einem einfachen AVR lösen:
Statt eines 10K-NTCs eine Spannungsvorgabe über PWM machen.
Dazu den Vorwiderstand und Versorgungsspannung des 10K-NTCs über Anschluss eines 10k Festwiderstands bestimmen.
Aus der 10k-Tabelle (oder Funktion) wird die Spannung U=f(t) berechnet.
Mit dem AVR die Temperatur des 20K-NTCs messen. Aus der NTC-Tabelle ergeben sich die Spannungswerte, die ausgegeben werden müssen.
Ich habe nicht alles gelesen, vielleicht hat das schon einer ähnlich geschrieben.
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