bei einer Heizungsbrennersteuerung möchte ich den Außentemperaturfühler mit einem PTC-Widerstand durch eine Mikrocontroller-Steuerung nachbilden. Also anstelle des Außentemperaturfühlers an der Steuerung soll eine Schaltung angeschlossen werden, bei der per Vorgabe ein Widerstand erzeugt wird.
Wichtig ist mir, dass der Widerstand potenzialfrei bzw. galvanisch getrennt ist. Die Steuerung der Heizung kenne ich nicht im Detail, sodass z. B. ein direkter DAC vom Mikrocontroller keine Option ist, um die Spannung anstelle des Widerstandes zu erzeugen.
Bei digitalen Potenziometern bin ich nicht fündig geworden. Die Widerstandswerte sind zu hoch bzw. die Anzahl der Schritte zu klein.
Ich brauche einen Bereich von 400 Ohm bis 600 Ohm, um übliche Temperaturen abzubilden.
Meine Idee ist nun, an digitale Outputs eines Mikrocontrollers Optokoppler anzuschließen, die an ein R2R-Netzwerk angeschlossen werden.
Hat jemand Erfahrungen mit einen solchem Konstrukt für den Anwendungsfall?
Danke für Deine Anregung. Bei den Motorpotis ist das Problem, dass es keinen Nullpunkt gibt. Zumindest bei denen, die in Stereoanlagen zur Lautstärkesteuerung verwendet werden. Und ich würde gerne auf mechanische Teile verzichten. Ich habe auch schon an ein Potenziometer, das mit einem Servo gesteuert wird, gedacht. Das war mir dann aber zu bastelig.
Die Steuerung der Heizung kenne ich nicht im Detail,
sodass z. B. ein direkter DAC vom Mikrocontroller keine Option ist, um
die Spannung anstelle des Widerstandes zu erzeugen.
Falsche Schlussfolgerung - du könntest es rausfinden.
Miss die Spannung an den beiden Abschlüssen des PTC gegen Masse und du könntest schlauer werden.
Alleine schon um die erforderliche Belastbarkeit eines ersatzweise einzubauenden Widerstandes festzulegen, solltest du dir die Spannungen angucken.
Meine Idee ist nun, an digitale Outputs eines Mikrocontrollers
Optokoppler anzuschließen, die an ein R2R-Netzwerk angeschlossen werden.
Viel zu kompliziert. Lass den PTC drin und wickle etwas Heizdraht o.ä. drum. Die Heizleistung des Drahtes steuerst du über PWM von deinem µC.
Oder: du schaltest hinter einem 200 ohm Widerstand Widerstände mit Werten 1,2,4,8,16,32,64,128,256 ohm parallel. Der Mikrocontroller müsste dann die einzelnen zusätzlichen Widerstände zuschalten.
Die Steuerung der Heizung kenne ich nicht im Detail,
sodass z. B. ein direkter DAC vom Mikrocontroller keine Option ist, um
die Spannung anstelle des Widerstandes zu erzeugen.
Falsche Schlussfolgerung - du könntest es rausfinden.
Miss die Spannung an den beiden Abschlüssen des PTC gegen Masse und du
könntest schlauer werden.
Alleine schon um die erforderliche Belastbarkeit eines ersatzweise
einzubauenden Widerstandes festzulegen, solltest du dir die Spannungen
angucken.
Klar, das ist sicherlich hilfreich. Wobei ich die Belastbarkeit schon über den PTC-Widerstand habe. Was mich allerdings bei der direkten DAC-Variante stört, ist die fehlende galvanische Trennung.
Meine Idee ist nun, an digitale Outputs eines Mikrocontrollers
Optokoppler anzuschließen, die an ein R2R-Netzwerk angeschlossen werden.
Viel zu kompliziert. Lass den PTC drin und wickle etwas Heizdraht o.ä.
drum. Die Heizleistung des Drahtes steuerst du über PWM von deinem µC.
Das ist eine originelle Idee... ;-) Wie schon von Hardy geschrieben, ist es allerdings nicht einfach, die Temperatur unter die Umgebungstemperatur zu senken. Außerdem müsste ich mich dann um eine Kalibrierung kümmern.
Habe etwas ähnliches seit Jahren in Betrieb. Benutze aber Reed-Relais
statt Optokoppler.
Ein Reed-Relais ist auch eine interessante Option. Hast Du welche gefunden, die schon mit 3 V schalten und direkt an digitalen Outputs von Mikrokontrollern wie einem Raspberry Pico oder ESP32 betrieben werden können?
Funktioniert einwandfrei, aber Heizungssteuerung mit Raspi war keine so
gute Idee. 2-3 mal im Jahr muss man den Rechner neu booten.
Ich würde dafür etwas Kleineres als einen Raspberry Pi nehmen... :-)
Oder: du schaltest hinter einem 200 ohm Widerstand Widerstände mit
Werten 1,2,4,8,16,32,64,128,256 ohm parallel. Der Mikrocontroller müsste
dann die einzelnen zusätzlichen Widerstände zuschalten.
Hab es zwar nicht ausprobiert, aber vielleicht ist ja auch sowas wie ein NSL-32SR2 etwas?
Zwischen 0-2mA scheint ja der für den TO interessanten Bereich zu sein.
Ich würde Mal ausprobieren ob man mit richtigem Vorwiderstand und PWM den gewünschten Bereich abgedeckt bekommt.
Ein Reed-Relais ist auch eine interessante Option. Hast Du welche
gefunden, die schon mit 3 V schalten und direkt an digitalen Outputs von
Mikrokontrollern wie einem Raspberry Pico oder ESP32 betrieben werden
können?
Noch weitere Träume? Ein Transistor samt Basiswiderstand pro Relais ist kein erwähnenswerter Aufwand.
Mal die Realität abchecken, die Außentemperatur muß nicht auf zehntel-Grad genau simuliert werden. Für eine doofe Heizung reichen 5°C locker hin, der Bereich ist begrenzt - das geht mit wenigen Schritten.
Wenn die Heizungsanlage nicht gerade einen modulierenden Brenner hat, kennt sie aber sowieso nur zwei Zustände: Brenner läuft und Brenner läuft nicht. Dafür kann man auch ein Relais parallel zum Schornsteinfegerschalter hängen.
Details wie Vorlauftemperaturen der einzelnen Heizkreise werden nur gedämpft an die Außentemperatur angepaßt. Da gibt's die tollsten Kurven zum Einstellen, bei den Siemens RVL gab es sogar ein rotes Stäbchen, das man über ein Diagramm verschieben konnte und dessen Position über zwei Schieberegler ermittelt wurde. Man faßte die Heizkennlinie direkt an. Nur Biegen ging nicht, obwohl man dazu auch nur zwei Potis mehr um die Drehachse der Aufhängepunkte gebraucht hätte. :)
Am Ende passiert aber erstmal (eine unbekannte Zeit lang) gar nichts, wenn Du von -10 auf +20 Grad simulierter Außentemperatur gehst. Weil sonst würde jedesmal, wenn die Sonne auf den Fühler scheint die Heizung ausgehen. Genauso springt bei einer kalten Augustnacht, die für eine halbe Stunde unter dem Schwellwert liegt nicht die Fernwärme für eine ganze Siedlung an. (Allerdings hätte ich in so einer Siedlung schonmal gerne ein Peltierelement zum Kühlen des Fühlers drangehängt, weil der Betreiber extrem mit der Vorlauftemperatur geizt, solange es keine fetten Minusgrade hat.)
Das scheint mir hier die Frage nach einem Feuerzeug zu sein, obwohl ein Flaschenöffner gebraucht wird.
Und das ganze im Tiefkühlschrank, oder wie soll die Temperatur kleiner
werden?
Bei halbwegs aktuellen Heizungssteuerungen kann man die Heizkurve einstellen (Offset und Steigung). Was willst du da mit einem Tiefkühlschrank - komm mal aus deiner Box raus.
Ansonsten kann man statt des Heizdrahtes auch ein kleines Peltier-Element an den Sensor ankoppeln. Das kann Plus- und Minustemperaturen. Galvanisch getrennt wäre es auch.
Wahrscheinlich zu teuer fuer deine Anwending aber es konnte dich vielleicht ideeen geben. Es steuert von Microcontroller bistabile relais an. Die schalten widerstaende im R2R network.
Die Leuten die 1/2/4/8 ohm vorschlagen moechte ich einladen zu argumentieren warum diesen statt ein R2R schaltung, schon vorgeschlagt vom TopicOwner.
Eine andere loesung ist vielleicht LDR mit LED oder gluhlampe zu nutzen sowie das fruher bei Volume/EffektPedale von elektrische gitarren ueblich war. Wenn ich mich nicht irre liegt der widerstand von LDR im bereich von deine Anwending. Nur kann es sein das der viel temperatur-abhangig ist.
Meine Idee ist nun, an digitale Outputs eines Mikrocontrollers
Optokoppler anzuschließen, die an ein R2R-Netzwerk angeschlossen werden.
R2R kann nur Spannungen teilen, aber keinen Widerstand nachbilden.
Du brauchst schon entsprechend gestufte Widerstände, die man über Foto-MOS (AQY212) schaltet. 64 Stufen (6 Bit) sollten für eine Heizung reichen.
Wie schon von Hardy geschrieben, ist
es allerdings nicht einfach, die Temperatur unter die
Umgebungstemperatur zu senken.
Dann nimmst Du einfach einen anderen PTC (oder NTC) der den interessanten Widerstandsbereich in einen leicht erzeugbaren Temperaturbereich (z.B. 30-60°) mappt.
Alternativ einen LDR und mit einer PWM-gesteuerten LED beleuchten; das ganze in ein lichtdichtes Röhrchen verpacken. Hat gegenüber der PTC-Beheizung den Vorteil, daß Du Fremdeinflüsse leichter abschirmen kannst.
Das schon erwähnte Motorpoti wäre die nächst aufwendigere Variante.
Alles andere wird - jedenfalls wenn Du auf galvanischer Trennung bestehst und von der Heizung auch keine Hilfsspannung abzweigen willst, deutlich aufwendiger: 'n Haufen Rs, die Du - wie auch immer umschaltest; wobei da ohne Versorgung auf der Heizungsseite die Auswahl auch recht begrenzt ist, da Du ja auch den Innenwiderstand der Schaltelemente bedenken mußt, bei Halbleitern außerdem noch die Spannung die am PTC anliegt.
64 Stufen (6 Bit) sollten für eine Heizung reichen.
Ich würde auf 3 Bit und 8 Stufen tippen. Wenn man die Stufen geschickt wählt, kann man damit immerhin von -15°C bis 20°C in 5K Schritten abdecken. Und arg viel mehr dürfte eine Heizung im realen Leben nicht interessieren.
64 Stufen (6 Bit) sollten für eine Heizung reichen.
Für 'ne Außentemp.sensor-Simulation sollten eigentlich sogar 5 Bit reichen; unterteilt den Bereich von -10 bis +22° in 1° Schritte. Ein an der Hauswand montierter Außenfühler liegt deutlich mehr daneben, eher so 2°, aber eben Temp.abhängig.
Aber dem TO reichen ja noch nichtmal die Abstufungen von Digitalpotis.
Ein Reed-Relais ist auch eine interessante Option. Hast Du welche
gefunden, die schon mit 3 V schalten und direkt an digitalen Outputs von
Mikrokontrollern wie einem Raspberry Pico oder ESP32 betrieben werden
können?
Noch weitere Träume? Ein Transistor samt Basiswiderstand pro Relais ist
kein erwähnenswerter Aufwand.
Mit einem Treiberelement wäre dann wieder ein konventionelles Relais die günstigere Option. Es gibt ja fertige Relaiskarten für Mikrocontroller.
Nach meinen ersten Recherchen ziehen Reed-Relais auch zuviel für einen direkten Anschluss an einen Mikrocontroller.
Widerstandswerte sind zu hoch bzw. die Anzahl der Schritte zu klein.
Dann kombiniere mehrere davon oder bau eine diskrete Bereichsumschaltung
dazu.
Das ist aber ein Denkfehler. Du brauchst mehrere parallel, damit der Widerstand geringer wird. Dadurch bleiben die Schritte aber gleich groß. Also brauchst du noch mehrere hintereinander, dann aber noch mehr parallel...
Alternative Physik?
Die Basics wie man beliebig fein abgestufte Widerstände in jeder beliebigen Größe durch Verschaltung erhält muss ich hier jetzt nicht in epischer Detailversessenheit erklären.
Alternative Physik?
Die Basics wie man beliebig fein abgestufte Widerstände in jeder
beliebigen Größe durch Verschaltung erhält muss ich hier jetzt nicht in
epischer Detailversessenheit erklären.
Lies genau. Es geht um digitale Potentiometer. Wenn die 20 Ohm-Schritte haben, bekommst du durch Parallel Schaltung auch nicht genauere Schritte. Aber erst mal rummosern.
Oder mit der von mir vorgeschlagenen Bereichsumschaltung:
1R, 2R, 4R, 8R, 16R ... 1024R über Fet geschaltet parallel zum Digitalpoti = JEDER Bereich in JEDER Auflösung wenn man mit den Grundlagen Elektrotechnik nicht auf Kriegsfuss steht.
Danke für die Erklärung.
Wie sähe dann die Formel aus, um mit x 10k Widerständen auf 430 Ohm zu kommen? Einteilung 256 Stufen je Widerstand.
Edit: also eine Formel, um aus lauter 40 Ohm Widerständen durch Kombination aus Reihen und Parallelschaltung auf einen bestimmten Wert zu kommen (beste Annäherung)
Maximale 256 in Reihe
Maximal 6 Reihen
Gibt doch da bestimmt schon einen fertigen Algorithmus/ Formel
Wie sähe dann die Formel aus, um mit x 10k Widerständen auf 430 Ohm zu
kommen? Einteilung 256 Stufen je Widerstand.
Aus Sicht der Heizungsbrennersteuerung dürfte ein 256-Stufensteuerung akademischer Firlefanz sein.
Ich habe das Gefühl, dass sich der TO etwas sehr auf die digitale Nachbildung eines Widerstandes versteift hat.
Was passiert, wenn man der Steuerung einen PWM-getakteten 400Ω Widerstand oder eine Spannung anbietet?
So viele Möglichkeiten gibt es doch gar nicht, um in der Heizungsbrennersteuerung einen PTC auszuwerten. Vielleicht kann man gar einen vorsichtigen Blick in die Steuerung werfen und sich die Schaltung am PTC-Eingang ansehen oder wenigstens messen, was dort passiert.
Wie sähe dann die Formel aus, um mit x 10k Widerständen auf 430 Ohm zu
kommen? Einteilung 256 Stufen je Widerstand.
Aus Sicht der Heizungsbrennersteuerung dürfte ein 256-Stufensteuerung
akademischer Firlefanz sein.
Das mag sein. Mir geht es aber um eine allgemeine Lösung, die je nach Anforderung gestaltet werden kann. Bei einigen Anwendungen mag eine höhrere Auflösung notwendig sein, bei anderen reicht eine geringere.
Ich habe das Gefühl, dass sich der TO etwas sehr auf die digitale
Nachbildung eines Widerstandes versteift hat.
Das ist die Aufgabe: Ein potenzialfreier digital steuerbarer Widerstand, der von der Steuerung galvanisch getrennt ist.
Was passiert, wenn man der Steuerung einen PWM-getakteten 400Ω
Widerstand oder eine Spannung anbietet?
So viele Möglichkeiten gibt es doch gar nicht, um in der
Heizungsbrennersteuerung einen PTC auszuwerten. Vielleicht kann man gar
einen vorsichtigen Blick in die Steuerung werfen und sich die Schaltung
am PTC-Eingang ansehen oder wenigstens messen, was dort passiert.
Das kann ich Dir nicht beantworten. Mutmaßlich funktionert der Ansatz, eine Spannung einzuspeisen. Das wäre zu probieren. Ohne die Schaltung genau zu kennen, ist es aber ein gewisses Risiko.
Meine Idee ist nun, an digitale Outputs eines Mikrocontrollers
Optokoppler anzuschließen, die an ein R2R-Netzwerk angeschlossen werden.
R2R kann nur Spannungen teilen, aber keinen Widerstand nachbilden.
Du brauchst schon entsprechend gestufte Widerstände, die man über
Foto-MOS (AQY212) schaltet. 64 Stufen (6 Bit) sollten für eine Heizung
reichen.
Das ist ein wichtiger Punkt. Ein reiner potenzialfreier Widerstand ist ein R2R-Netzwerk nicht. Ich denke zwar, dass ein R2R-Netzwerk bei dem konkreten Anwendungsfall funktionieren würde, aber die Anforderungen erfüllt es streng genommen nicht...
Bei der Version mit den abgestuften Widerständen brauche ich doch einen Umschalter, oder?
Ich habe mal eine Variante erstellt. Zur Schonung der Nerven einiger im Forum habe ich nur 3 Bit genommen... ;-)
Mutmaßlich funktionert der Ansatz,
eine Spannung einzuspeisen. Das wäre zu probieren. Ohne die Schaltung
genau zu kennen, ist es aber ein gewisses Risiko.
Deshalb wäre es an der Zeit, erstmal zu MESSEN.
Oder eben doch das Motorpoti. Und selbst dafür müsste man MESSEN, um mit der Leistungsklasse nicht zu sehr daneben zu liegen.
bei einer Heizungsbrennersteuerung möchte ich den Außentemperaturfühler
mit einem PTC-Widerstand durch eine Mikrocontroller-Steuerung
nachbilden. Also anstelle des Außentemperaturfühlers an der Steuerung
soll eine Schaltung angeschlossen werden, bei der per Vorgabe ein
Widerstand erzeugt wird.
Eine solche Steuerung kann normalerweise keine Widerstände direkt
messen. Entweder wird der Widerstand über eine Konstantstromquelle
betrieben und dann wird die Spannung gemessen oder der Fühler wird
über einen Widerstand an eine konstante Spannung angeschlossen und
dann die Spannung am Widerstand gemessen. Du solltest einfach mal
einmal einen 400 Ohm-Widerstand anstelle des Fühlers anschliessen
und die Spannung an ihm messen. Das gleiche machst Du mit einem
600 Ohm-Widerstand. Dann brauchst Du nur noch eine einstellbare
Spannungsquelle, deren Spannungswert zwischen den beiden ermitt-
elten Werten verändert werden kann. So wird Deine Schaltung stark
vereinfacht. Das ganze wird mit 90%-iger Sicherheit funktionieren.
Das ist ein wichtiger Punkt. Ein reiner potenzialfreier Widerstand ist
ein R2R-Netzwerk nicht. Ich denke zwar, dass ein R2R-Netzwerk bei dem
konkreten Anwendungsfall funktionieren würde, aber die Anforderungen
erfüllt es streng genommen nicht...
Blödsinn, ganz großer. Solange die Widerstände nur an der Heizung hängen und per Relais geschaltet werden, sind sie gegenüber der Steuerung potentialfrei.
Bei der Version mit den abgestuften Widerständen brauche ich doch einen
Umschalter, oder?
Irgendwo im Internet habe ich mal gelesen, dass man Widerstände auch parallel schalten könne. Falls das stimmt, würden einfache Schließerkontakte genügen.
Ein sich ändernder Widerstand hat ein kostante Führungsgröße und eine, sich im Resultat ändernde, Größe die von ihm beeinflusst wird. Am ihm wird also etweder an eine konstatnte Spannung hängen oder er mit einem konstanten Strom beaufschlagen. Beides lässt sich messen. Da wird ja sicher irgendwo ne D-Sub oder eine Netzwerkbuchse vorhanden sein, wo man sich aud die Gerätemasse beziehen kann. Auch ist davon auszugehen, dass ein Bein vom PTC/NTC(?) auf eben jenem Massepotenzial liegt. Warum muss das unbedingt galvanisch getrennt sein? Die OBD2-Buchse am Auto ist auch nicht potenzialgetrennt und da geht man auch einfach mit dem VCDS oder Forscan drauf, obwohl das KFZ ja deutlich teurer sein dürfte. Oder ist eine Heizungssteuerung Voodoo odersowas? Warum soviel "Bammel"?
Das habe ich noch mit auf dem Schirm. Allerdings ist dafür ein wenig F&E erforderlich, um die richtigen Parameter zu bestimmen, um auf den notwendigen Widerstandsbereich zu kommen.
Ich sammele ja erstmal Ideen, die von euch ja netterweise zahlreich kommen. :-)
Kann man die Heizungssteuerung denn nicht einfach mal öffnen und
schauen
wie der Temperatursensor angebunden ist?
Man könnte das z.B. mit einem ESP-8266 machen - dann ist halt WIFI die
galvanische Trennung
Und den ESP versorgst du dauerhaft mit Batterien?? 🪫
Vielleicht wäre es aber doch sinnvoll wenn Du sagst was Du genau
vorhast?
Evtl. gibt es eine viel einfachere Lösung für das generelle Problem....
Es gibt vorstellbare Situationen, wo die Fragestellung schon das generelle Problem beschreibt. Wer halt nur an den Aussenfühler herankommt…
Warum auch immer, das ist hier nicht die Frage.
Es gibt vorstellbare Situationen, wo die Fragestellung schon das
generelle Problem beschreibt. Wer halt nur an den Aussenfühler
herankommt…
ich gebe Dir Recht, aber oft sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht....
Für viele Anwendungen reicht es bei solchen Tricksereien z.B. einen einzigen Widerstand per Relais in Reihe oder parallel zu schalten um der Steuerung eine höhere / niederere Temperatur vorzugaukeln
Ich habe hier bei einer Wärmepumpe z.B. die AT-geführte Steuerung komplett abgeschaltet, gebe Ihr den Soll-VL von extern vor
So, nun habe ich die Steuerung (Viessmann Vitotronic 200 KW2) mal freigelegt und ein wenig gemessen. Bei abgezogenem Außentemperaturfühler liegt eine Spannung von 4,2 V zwischen den beiden Klemmen für den Außentemperaturfühler an. Eine Klemme liegt auf GND. Dann habe ich mittels einer Messplatine mit Potentiometer einige Widerstände (R in der Tabelle) vorgegeben, den Spannungsabfall über den Widerstand gemessen (Uab in der Tabelle) und den Strom gemessen, der durch den Widerstand fließt (I in der Tabelle). Zur Konsistenzprüfung habe ich in der Tabelle noch Rb = Uab / I eingetragen. Der Strom I verändert sich etwas mit dem angelegten Widerstand.
Habt ihr damit einen Vorschlag für eine Schaltung für einen Mikrocontroller?
Kann man die Heizungssteuerung denn nicht einfach mal öffnen und schauen
wie der Temperatursensor angebunden ist?
Geöffnet habe ich die Steuerung. Was da hinter dem Außentemperatursensor hängt, kann ich ohne Schaltplan nicht sagen. Die Steuerung ist eine Viessmann Vitotronic 200 KW2.
Man könnte das z.B. mit einem ESP-8266 machen - dann ist halt WIFI die
galvanische Trennung
Vielleicht wäre es aber doch sinnvoll wenn Du sagst was Du genau
vorhast?
Evtl. gibt es eine viel einfachere Lösung für das generelle Problem....
Das Anliegen ist recht profan: Ich möchte die Außentemperatur an die Brennersteuerung kabellos übertragen. Das vorhandene Kabel für den Außentemperatursensor will ich für etwas anderes verwenden. Ein weiteres Kabel zu verlegen ist leider nicht trivial: Kernbohrung durch eine Außenwand. Daher meine Idee, den Außentemperatursensor (PTC-Widerstand) durch eine Schaltung mit Mikrocontroller zu ersetzen.
Aus U0=4,2V und der Messtabelle errechne ich einen R nach + von 2k2.
Bitte die Messung wiederhoen und dabei die angezeigte Aussentemperatur dazuschreiben, Aufruf siehe Viessmannmanual.
Dann die R und die U0 Messung widerholen mit 100µF Elko parallel zum Spannungsmessgerät, dann erkennt man, ob es reines DC, oder irgendwas gepulstes ist.
Ein weiteres > Kabel zu verlegen ist leider nicht trivial:
Kernbohrung durch eine Außenwand.
Kernbohrung mit Diamantbohkrone für ein vielleicht D=6mm Kabel? Wieso das?
Selbst bei einer 48cm Betonwand oder 30cm Dämmung reicht ein 1mx10mm SDD Bohrer für wenig Gelg von der Norma, wenn man mit einem kürzeren 10mm SDS anfängt.
Ich "liebe" Zahlen im PNG-Format.
Irgendeinen Vorschlag, wie man damit weiterarbeiten soll - OCR?
und den Strom gemessen
Und das Messgerät hatte welchen Innenwiderstand?
Der Strom I verändert sich etwas mit dem angelegten Widerstand.
Soll er wohl.
Ich lehne mich mal aus dem Fenster und behaupte, dass am Eingang ein Spannungsteiler aus einem 2,2kΩ Widerstand und dem Temperaturfühler sitzt. Der Spannungsteiler bekommt eine Referenzspannung von 4.2V
Wenn du am Eingang an Stelle des PTC gegen Gnd eine Spannung von 0,65V anlegst, solle eine Außentemperatur entsprechend einem Widerstand von 403Ω angezeigt werden.
So, nun habe ich die Steuerung (Viessmann Vitotronic 200 KW2) mal
freigelegt und ein wenig gemessen.
Habt ihr damit einen Vorschlag für eine Schaltung für einen
Mikrocontroller?
Ja. Anfänglich hast Du gesagt, Du willst den Widerstand zwischen
400 und 600 Ohm ändern. Das entspricht etwa einer Spannung zwischen
600 und 900 Millivolt. Also brauchst Du einen DA-Wandler, der eine
Spannung zwischen 600 und 900mV ausgibt, die Du dort anschliesst,
wo bislang der Temp-Fühler angeschlossen war. Dein µC sollte da mit
einem galvanisch getrennten Netzteil versorgt werden.
Habt ihr damit einen Vorschlag für eine Schaltung für einen
Mikrocontroller?
GPIO über Widerstand an Klemme ?, Gnd an Klemme ?, Kondensator 100µF parallel zu Klemme a/b ('?' durch passende Klemmenbuchstaben ersetzen).
Der Widerstand hängt davon ab, ob du nun zwischen 200 und 600 Ω oder zwischen 400 und 600 Ω emulieren willst.
Ein µC kann dann z.B. über einen Open-Drain Ausgang PWM ausgeben.
p.s.
Deine Werte bei 202 Ω und 492 Ω liegen ein klein wenig daneben, sonst lägen alle Fehler unter 0,1 Prozent ;-)
Ich "liebe" Zahlen im PNG-Format.
Irgendeinen Vorschlag, wie man damit weiterarbeiten soll - OCR?
Wie hättest Du die Daten gerne?
und den Strom gemessen
Und das Messgerät hatte welchen Innenwiderstand?
Der Innenwiderstand ist mit 10 MOhm angegeben.
Der Strom I verändert sich etwas mit dem angelegten Widerstand.
Soll er wohl.
Ich lehne mich mal aus dem Fenster und behaupte, dass am Eingang ein
Spannungsteiler aus einem 2,2kΩ Widerstand und dem Temperaturfühler
sitzt. Der Spannungsteiler bekommt eine Referenzspannung von 4.2V
Der Spannungsteiler so wie im Anhang meinst Du?
Wenn du am Eingang an Stelle des PTC gegen Gnd eine Spannung von 0,65V
anlegst, solle eine Außentemperatur entsprechend einem Widerstand von
403Ω angezeigt werden.
Ok, aber wie bekomme ich es schaltungstechnisch hin, die Potentiale zu entkoppeln bzw. anzugleichen. Der Mikrokontroller kann eine ganz andere "Vorstellung" davon haben, was GND ist, als die Steuerung der Heizung. Das ist mein Problem bei der Umsetzung.
Der AT-Fühler bei Viessmann ist ein ganz normaler PT-500
Aber wie andere hier auch sagen - es muss doch eine Möglichkeit eben hier ein Loch nach draussen zu bohren?
Evtl. hängt der fühler halt nachher woanders....
Der Mikrokontroller kann eine ganz andere
"Vorstellung" davon haben, was GND ist, als die Steuerung der Heizung.
Nicht, wenn du den Gnd vom µC mit dem Gnd der Heizung verbindest
Das ist mein Problem bei der Umsetzung.
Erstmal ging es nur darum, zu prüfen, ob die Heizung das versteht.
Bevor man die Gnds verbindet, könnte man erstmal prüfen, ob eine Spannungsdifferenz besteht. Du könntest auch gucken, ob Gnd der Heizung mit PE verbunden ist.
Wenn du PWM verwendest, könntest du zwischen µC und Heizungssteuerung einen Photo-FET schalten und hättest dann eine galvanische Trennung.
Der Mikrokontroller kann eine ganz andere
"Vorstellung" davon haben, was GND ist, als die Steuerung der Heizung.
Nicht, wenn du den Gnd vom µC mit dem Gnd der Heizung verbindest
Das ist mein Problem bei der Umsetzung.
Erstmal ging es nur darum, zu prüfen, ob die Heizung das versteht.
Bevor man die Gnds verbindet, könnte man erstmal prüfen, ob eine
Spannungsdifferenz besteht. Du könntest auch gucken, ob Gnd der Heizung
mit PE verbunden ist.
Das hatte ich schon bei meinen ersten Überlegungen getestet. Da gibt es eine Potentialdifferenz. Am einfachsten wäre noch den Mikrocontroller über die Heizungssteuerung zu versorgen. Dann hätte ich die gleichen Potentiale bei GND. Man kann bei der Brennersteuerung noch einige aktive Komponenten anschließen. Die werden ja auch ein bisschen Strom brauchen.
Es ist schade, dass Viessmann die Schaltpläne nicht veröffentlicht.
Wenn du PWM verwendest, könntest du zwischen µC und Heizungssteuerung
einen Photo-FET schalten und hättest dann eine galvanische Trennung.
Den Sensor durch 600R ersetzen, parallel 100µF, parallel ein billiger Optokoppler in Reihe mir 200R. Der Koppler wird vom Mikrocontroller PWM angesteuert.
Billig Optokoppler verwenden als Photodetektor meist einen BJT. Die Kennlinie der Steuerung kann dann wegen der V_CE_sat ein bisschen krumm werden, insbesondere falls es um den Bereich ab 200Ω (350mV) gehen soll.
Mit einem Photo-MOS hätte man das Thema nicht.
Kernbohrung mit Diamantbohkrone für ein vielleicht D=6mm Kabel? Wieso
das?
Selbst bei einer 48cm Betonwand oder 30cm Dämmung reicht ein 1mx10mm SDD
Bohrer für wenig Gelg von der Norma, wenn man mit einem kürzeren 10mm
SDS anfängt.
Die
Kennlinie der Steuerung kann dann wegen der V_CE_sat ein bisschen krumm
werden, insbesondere falls es um den Bereich ab 200Ω (350mV) gehen soll.
dafür könnte man im Microcontroller eine Art Look-Up-Table hinterlegen
Man kann ja an der Viessmann-Steuerung die ungedämpfte Temperatur
abfragen
Die 15, 20 relevanten Stufen könnte man wohl auch mit einem (nicht Heb-)Drehwähler-Relais mit passenden Festwiderständen abbilden. Die Steuerung zeigt nur ganzzahlige Temperaturen, glaube nicht, daß die intern feiner rechnet. Also einmal den Sensor und dessen abgeleitete Spannung durch alle Temperaturen durchmessen, und das später mit einer entsprechenden Schaltung einspeisen.
Ich könnte mir vorstellen, daß in Heizungsforen schon ähnliche Probleme diskutiert und gelöst wurden. Viele Leute werden ihren alten Reichsbrenner mit modernem IOT-Kram verbinden wollen. Eventuell gibt es auch Lösungen auf höherer (ISO/OSI-Schichtenmodell-)Ebene als beim Analog-Signal, aber vermutlich ist diese Steuerung noch nicht modern genug dazu. Es gibt aber Zusatzkarten, die Steuerspannungen verarbeiten können.
Die 15, 20 relevanten Stufen könnte man wohl auch mit einem (nicht
Heb-)Drehwähler-Relais mit passenden Festwiderständen abbilden.
In einer formschönen Glasvitrine eingebaut, kann man dann bei geschickter Widerstandswahl mit ein bisschen Übung auch direkt die Außentemperatur ablesen ;-)
Also einmal den Sensor und dessen abgeleitete
Spannung durch alle Temperaturen durchmessen, und das später mit einer
entsprechenden Schaltung einspeisen.
ich würds noch viel einfacher machen:
der Heizung verschieden PWM-Frequenzen über die hier vorgeschlagenen Optokopler-Lösungen einspeisen - schauen was sie anzeigt
Dann ist es halt am Ende eine Liste mit Werten von -15 bis +20° - für jedes Grad ein PWM-Wert
So was könnte man übrigens mit 2 x ESP8266, ESPEasy und paar Rules sehr einfach bauen - falls man keine Lust auf groß programmieren hat oder sich nicht all zu sehr auskennt
Auch Schnickschnack wie 7segment, OLED usw - kein großer Aufwand
In dem Bereich geht es auch super mit PhotoMos ICs anstelle der Optokoppler, unter 100Ohm wirds kniffliger, da helfen dann nur reedrelais
Ich hatte mir damals auch sowas selber bauen müssen
In dem Bereich geht es auch super mit PhotoMos ICs anstelle der
Optokoppler, unter 100Ohm wirds kniffliger, da helfen dann nur
reedrelais
Digikey alleine listet 174 PhotoMOS mit unter 10 Ω, bis max. 1 Ω immer noch 67 Typen. Da wird doch wohl etwas dabei sein.
Ein Reed mit PWM von mehreren 100 Hz zu triezen, will wohl sowieso niemand
Ein weiteres
Kabel zu verlegen ist leider nicht trivial: Kernbohrung durch eine
Außenwand.
wieso tauschst du nicht das Kabel mit mehr Adern?
So, wie das Kabel verlegt ist, lässt es sich nicht tauschen. Das wäre effektiv eine Neuverlegung. Das vorhandene Kabel möchte ich für Wechselspannung mit 230V nutzen. Die Signalleitungen könnte ich dann nicht im gleichen Kabel führen.
Kernbohrung mit Diamantbohkrone für ein vielleicht D=6mm Kabel? Wieso
das?
Selbst bei einer 48cm Betonwand oder 30cm Dämmung reicht ein 1mx10mm SDD
Bohrer für wenig Gelg von der Norma, wenn man mit einem kürzeren 10mm
SDS anfängt.
Der Bohrer oder die Bohrkrone verlegt das Kabel leider nicht komplett... ;-) Natürlich wäre es mal sinnvoll, eine größere Durchführung nach außen zu machen und Kabel in Kanälen zu verlegen. Das wurde damals aber nicht gemacht und der Anlass ist mir dafür zu klein, um dafür größere Arbeiten zu machen.
Die Lösung "Mikrocontroller an Brennersteuerung" gibt auch mehr Möglichkeiten. Wie weiter oben schon erwähnt worden ist, kann die Außentemperatur höher oder niedriger gesetzt werden, um es kälter oder wärmer im Haus zu bekommen.
kann die Außentemperatur höher oder niedriger gesetzt werden,
um es kälter oder wärmer im Haus zu bekommen.
Ohne automatische aussentemperaturabhängige Steuerung dürfte das nicht mehr erlaubt sein. Das muss man bei der nächsten Feuerstättenschau vor dem Bezirksschornsteinfeger verbergen.
Viel zu lesen hier, aber
wer kennt noch
Energieerhaltungssatz
....
Du sparst dir nicht viel.
Alles andere ist komfort Regelung
Aber heute gehe ich nicht mehr ins Detail darauf ein.
kann die Außentemperatur höher oder niedriger gesetzt werden,
um es kälter oder wärmer im Haus zu bekommen.
Ohne automatische aussentemperaturabhängige Steuerung dürfte das nicht
mehr erlaubt sein. Das muss man bei der nächsten Feuerstättenschau vor
dem Bezirksschornsteinfeger verbergen.
Hast Du Referenzen für mich? Auf die Schnelle hat eine Recherche meinerseits nichts zutage gefördert. Es gibt auch noch Nachbar:innen, die keinen Außentemperaturfühler haben. Das wäre dann auch für die ein Thema... Ja nach Definition in einer Verodnung wäre ja die Frage, ob man an die Steuerung überhaupt ran darf.
Neben der Austauschpflicht von bestimmten Heizkesseln, dem Einbau von >Effizienzpumpen ab 25 kW
War es nicht Standard 24 kw bei solchen Heizungen. 25 KW erscheint mir so als ob die 24 KW extra erlaubt wurden.
Lass mal die Kirche im Dorf. Zumindest unter GEG § 61 (1) ist im ersten
Satz zu lesen: "(1) Wird eine Zentralheizung in ein Gebäude eingebaut ...
Weiterlesen:
(2) Soweit die in Absatz 1 Satz 1 geforderte Ausstattung bei einer Zentralheizung in einem bestehenden Gebäude nicht vorhanden ist, muss der Eigentümer sie bis zum 30. September 2021 nachrüsten.
§108:... die Ordnungswidrigkeit kann geahndet werden...mit einer Geldbuße bis zu fünfzigtausend Euro,
Nach euren vielen Anregungen wollte ich nochmal eine Zusammenfassung meiner Versuche kundtun.
Als erste Variante habe ich mit einer pulsweitenmodulierten LED einen Fotowiderstand bestrahlt. Den Aufbau habe ich mit einem Gehäuse vom Umgebungslicht abgeschirmt. Durch Messungen habe ich die Kennlinie (brightness -> Widerstand) bestimmt. Die Heizungssteuerung hat leider bei einer gegebenen brightness stark schwankende Temperaturen angezeigt. Damit habe ich die Variante nicht weiter verfolgt.
Nach einem Digipot habe ich noch ein wenig recherchiert. Die kleinsten Widerstandswerte liegen bei 1000 Ohm. Ohne Zusatzschaltung war mir die Auflösung zu gering. Zur Erinnerung: Ich brauche einen Widerstand von 400 Ohm bis 600 Ohm. D. h. einen regelbaren Widerstand von 0 Ohm bis 200 Ohm und einen Widerstand von 400 Ohm in Reihe. Eine einfache Parallelschaltung eines Widerstandes zum Digipot hätte auch nichts verbessert, da der Gesamtwiderstand nicht linear zum Widerstand des Digipots ist.
Todesmutig habe ich danach den DAC eines ESP32 direkt an den Eingang für den Außentemperaturfühler der Heizung angeschlossen. Selbst ein einem Spannungsbereich, der passen müsste, hat die Heizung eine Störung gemeldet.
Nun ist es die Variante mit einer Relaiskarte und Widerständen mit R1*2^n geworden. Die Steuerung mit Homeassistant und ESPHome funktioniert seit ein paar Tagen gut. Lediglich die Kennlinie muss ich nochmal anpassen. Obwohl ich die Kennlinie eines Ni500 recht gut mit einem Polynom 3. Grades approximiert habe, gibt es noch Abweichungen bei der Temperatur am Brenner. Ich werde noch ein Optolink-Interface bauen und dann die Kennlinie ausmessen.
Vielen Dank jedenfalls für die vielen Anregungen und die rege Diskussion zu dem Thema. 😊
Nun ist es die Variante mit einer Relaiskarte und Widerständen mit
R1*2^n geworden. Die Steuerung mit Homeassistant und ESPHome
funktioniert seit ein paar Tagen gut. Lediglich die Kennlinie muss ich
nochmal anpassen. Obwohl ich die Kennlinie eines Ni500 recht gut mit
einem Polynom 3. Grades approximiert habe, gibt es noch Abweichungen bei
der Temperatur am Brenner. Ich werde noch ein Optolink-Interface bauen
und dann die Kennlinie ausmessen.
Hallo Franz,
kannst du etwas genauer erklären, welche Relaiskarte du genutzt hast und wie du die Widerstände verschaltet hast? Würde das gerne ähnlich nachbauen!
Nun ist es die Variante mit einer Relaiskarte und Widerständen mit
R1*2^n geworden. Die Steuerung mit Homeassistant und ESPHome
funktioniert seit ein paar Tagen gut. Lediglich die Kennlinie muss ich
nochmal anpassen. Obwohl ich die Kennlinie eines Ni500 recht gut mit
einem Polynom 3. Grades approximiert habe, gibt es noch Abweichungen bei
der Temperatur am Brenner. Ich werde noch ein Optolink-Interface bauen
und dann die Kennlinie ausmessen.
Hallo Franz,
kannst du etwas genauer erklären, welche Relaiskarte du genutzt hast und
wie du die Widerstände verschaltet hast? Würde das gerne ähnlich
nachbauen!
Danke!!
Nach diesem Schaltbild mit acht Relais habe ich eine Schaltung aufgebaut:
was spricht dagegen diese Leistungsrelais zu verwenden?
Die sind nicht schlecht und kommen ohne Ruhestrom aus. Allerdings brauchst Du auch hiervon acht Stück.
Eine Alternative wären Reedrelais', die im eingeschalteten Zustand den zugehörigen Widerstand überbrücken. Stromlos ist der simulierte Widerstand auf dem größten Wert, was nicht verkehrt wäre. Für 12 V gäbe es diesen Typ mit eingebauter Diode: https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/reedrelais_12v_1_schliesser_mit_diode_1a-27673
Alternativ dazu könnte ich Dir bis zu 20 x SIL-Reedrelais' Günther 3570 1331 123 anbieten - ebenfalls für 12 V mit Diode für 1 Euro. das Stück.
Ungeeignet, das sind Leistungsrelais, keine Signalrelais.
Blöd gefragt: wo liegt da das große Problem?
Die Leistungsrelais haben üblicherweise weniger Schaltzyklen und ne höhere Leistungsaufnahme.
Kontaktwiderstand wird mit der Zeit auch höher als bei Signalrelais.
Das ist bei Reihenschaltung und LSB mit 1 Ohm natürlich ein Problem.
Aber wenn man das ganze als Parallelschaltung von 600 Ohm fix zu - grob - 2.4k, 4.8k, 9.6k, ... macht? Dann sollten da auch 20 Ohm Kontaktwiderstand reichlich egal sein. Oder wird der Kontaktwiderstand noch mehr?
Kennlinie ist dann halt nicht so schön linear, aber das kann man rausrechnen.
Ungeeignet, das sind Leistungsrelais, keine Signalrelais.
Blöd gefragt: wo liegt da das große Problem?
Ein Leistungsrelais ist für hohe Schaltströme ausgelgt, wobei die Kontakte 'frittiert' werden: https://de.wikipedia.org/wiki/Frittspannung
Bei kleinen Strömen wird u.U. nicht zuverlässig geschaltet.
Signalrelais' haben andere Kontaktmaterialien, die nicht 'frittiert' werden dürfen.
Muss ich mal bei meinen Eltern nachmessen. Da werkelt so ne Chinarelaisplatine seit grob 10 Jahren in der Heizung und schaltet auch Kleinsignale, wie die Eingänge für Raumthermostat und Brauchwasserthermostat. Dürfte irgendwas zwischen 5 und 24V bei minimalen Strömen sein. War ein Umbau für Nahwärmeversorgung der Gasheizung.
Zumindest gabs da bis jetzt keine Klagen.
Weiterhin sind die Widerstandswerte eines NTC 10K, NTC 100K, Pt100, Pt500 und Pt1000 hinterlegt und können mittels Temperaturvorgabe eingestellt werden. Mithilfe der PC-Software kann man zusätzlich noch ein eigenes Temperatur-Widerstands-Profil hinterlegen. Insgesamt sind so 11 Betriebsmodi inkl. Ferneinstellung via PC verfügbar.
Widerstandseinstellung von 1 Ω bis 8.388.607 Ω, manuell frei einstellbar oder aus den Reihen E6/12/24 wählbar
Emulation von Temperatur-Widerstands-Kennlinien, d.h. durch die Vorgabe einer Temperatur wird ein bestimmter Widerstandswert ausgegeben. Kennlinien des NTC10K, NTC100K, Pt100, Pt500 und Pt1000 im Gerät hinterlegt
Per PC-Software sind selbst definierte Temperatur-Widerstands-Profile erstellbar, die in der EWD 100 hinterlegt und abgefragt werden können
Einfache Bedienung mit Unterstützung durch ein 2-zeiliges LC-Display
Passende PC-Software für Widerstandseinstellung, Erzeugung eines zeitgesteuerten Widerstandsprofils und Bildung einer individuellen Temperatur-/Widerstands-Kennlinie verfügbar
