Der GRADMESSER …8fach-Temperaturmessung im ganzen Haus
Verfasst: 19.04.2020, 18:12
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1 Warum dieses 8-fach-Temperatur-Messmodul?
Temperatursensoren für die Hausautomation gibt es zuhauf. Allerdings meist nur als Einfach- oder Zweifach-Sensor. Um die Wärmeverteilung im ganzen Haus oder die Wärmeverteilung in einer Heizungstherme genauer zu analysieren, zu kontrollieren und Steuerungsmaßnahmen abzuleiten, ist eine Vielzahl von Temperatursensoren im ganzen Haus notwendig. Das ist mit diesem Modul einfach möglich, denn hiermit können insgesamt 8 hochgenaue Temperaturssensoren angeschlossen werden. Und das Gute daran, die 3-poligen Leitungen (normale NYM-Kabel) zu den jeweiligen Sensoren können ohne Probleme 50m (getestet) und länger sein. Damit ist eine Smarthome-Anwendung nahezu in jedem Einfamilienhaus unproblematisch möglich.
Ein anderer Anwendungsfall: Wer seine Heizungstherme überwachen und optimieren möchte oder zumindest die Funktion besser analysieren möchte, der kann die Sensoren an den wichtigen Stellen im Heizungssystem platzieren wie z.B. Vorlauf- und Rücklauftemperatur, Warmwasserspeicher-Temperatur, Radiatorenvorlauf- und Rücklauftemperatur und Fußbodenheizung Vorlauf- und Rücklauf usw. Mit insgesamt 8 anschließbaren Temperatursensoren vom Typ DS18B20 kann man ohne zusätzliche Eichung hochgenaue Temperaturmessungen und mit der integrierten Datenlogger-Funktion auch Aufzeichnungen durchführen.
Im Gegensatz zu vielen einfachen Anwendungen mit dem ESP8266 wird hier ein spezielles IC verwendet, welche den Prozessor von allen zeitkritischen Aufgaben entlastet. So ist insbesondere bei langen Leitungen ein stabiler Betrieb möglich!
2 Das kann der GRADMESSER
Der GRADMESSER ist die Fortsetzung einer Reihe von Sensor- und Aktor-Modulen ( die WIFFIs), die hauptsächlich zur Erweiterung und Ergänzung der Hausautomation mit der Homematic konzipiert sind. Diese Module sind allesamt Funkmodule , die das in nahezu jedem Haushalt vorhandene gesicherte WLAN-Funknetz verwenden, um mit der Homematic-CCU zu kommunizieren.
Der GRADMESSER hat diese herausragenden Eigenschaften:
> 8 hochgenaue Temperatursensoren vom Typ DS18B20 anschließbar
> Verwendung des 1Wire- Spezial-ICs DS2482-800 und damit …
> lange 3-adrige Zuleitungen (getestet mit NYM-Kabel) bis 50m und mehr möglich
> Platine geeignet für Hutschienenmontage
> einfache WLAN-Einbindung ins Heimnetz
> WLAN-Zugangsdaten werden einmalig im Hotspotmodus eingegeben
> Vergabe einer festen IP-Adresse optional möglich
> „Anlernen“ an die Homematic mit einem „Klick“ oder manuell CCU-Systemvariablen anlegen
> automatische zyklische Messwertübertragung an die Homematic oder andere Homeserver
> Übersichtliche Messwertdarstellung auf eigener Webseite mit Browser
> Einstellung und Administration auf Webseite mit Browser
> komfortables Update über WLAN, kein Zugang zum Modul notwendig!
> einfacher Datenlogger im EEPROM mit bis zu 100 x 8 Temperaturwerten integriert
> komfortabler Download der Temperaturenals Excel csv-File
> stand-alone Betrieb möglich oder …
> automatische Datenübertragung zur Homematic-CCU oder …
> automatische Datenübertragung per JSON zu Datenserver
> optionales Mini-OLED-Display 0.96“ 128×64
> Stromverbrauch ca. 100mA bei 5V, „gutes“ Netzteil 5V/1A empfohlen
Die Datenübertragung erfolgt zuverlässig und sicher mit dem hauseigenen WLAN. Dabei arbeitet die Datenübertragung zur Homematic völlig automatisch im Hintergrund, indem die Daten regelmäßig oder nur bei Änderung auf entsprechende CCU-Systemvariable abgebildet werden. Für die Verwendung in Verbindung mit ioBbroker oder anderen Hausautomationssystemen kann der GRADMESSER anstatt zur CCU auch JSON Daten an die entsprechende programmierbare Serveradresse versenden. Und natürlich kann man den GRADMESSER auch ganz ohne Hausautomation verwenden: dafür hat der GRADMESSER sogar seine eigene Webseite, womit die Temperaturdaten im Heimnetz mit jedem üblichen Browser einfach dargestellt werden können. So hat man die aktuellen Temperaturen jederzeit auch auf dem Tablet oder Smartphone im Blick..
Das Erscheinungsbild könnte man zwar mit einer App graphisch aufpeppen, aber der Aufwand war mir einfach zu groß. Schließlich steht die Funktionalität an erster Stelle und die ist mit der aktuellen Webseite voll erfüllt. Mit dem integrierten Datenlogger kann man wie mit einem einfachen Tonaufzeichnungsgerät auch die Temperaturen aufzeichnen. Unten im oberen Bild sieht man die „Bedienungstasten“ . Mit „STOPP“, „PAUSE“ und „AKTIV“ wird die Aufzeichnung der Temperaturen einfach gesteuert Den Zeitabstand bzw. das Messintervall kann man von 1min bis x-Minuten nahezu beliebig einstellen. Die Messdaten werden dauerhaft im EEPROM abgelegt, so daß sie auch bei Spannungsausfall nicht verloren gehen. Insgesamt können die gemessenen 8 Temperaturen jeweils mit bis zu 100 Messwerten gespeichert werden. Das erlaubt sehr komfortabel, sich einen Überblick über die Temperaturverläufe zu verschaffen. Mit einem Klick auf den csv-export-Link kann man sogar die Daten im Excel-csv-Format herunterladen und auf dem heimischen PC ansehen bzw. verarbeiten. Das folgende Bild zeigt die entsprechende Datenlogger-Webseite des GRADMESSER.
Mit dem optionalen 0.96′-Mini-Display ist auch eine Anzeige der aktuellen Temperaturen direkt am GRADMESSER-Modul möglich. Dieses Modul wird einfach auf den WeMos-Controller aufgesteckt. Das folgende Bild zeigt diese Lösung. Mit Buchsenleisten wird das Modul soweit „aufgestockt“, daß das Display direkt am Kopf des Hutschienengehäuses anliegt:
3 Nachbau leicht gemacht
Den GRADMESSER gibt´s nur als Bausatz. Der Nachbau ist auch für den weniger versierten Elektroniker möglich, denn mit dem angebotenen Bausatz des GRADMESSERS muß man eigentlich nur die mitgelieferte Platine bestücken und sauber verlöten. Der Mikrocontroller WeMos mini wird bereits komplett programmiert geliefert, so daß man sich nicht mit der Arduino-Entwicklungsumgebung oder sonstigen Programmierarbeiten „auseinander setzen“ muß. Aber man sollte schon etwas Erfahrung mit dem Zusammenbau und Inbetriebnahme von elektronischen Modulen haben! Mit der Bauanleitung für den GRADMESSER kann eigentlich wenig „schief “ gehen, wenn man sorgfältig alle Schritte ausführt, über etwas Löterfahrung und ein Multimeter verfügt.
Die sog. 1Wire-Temperatursensoren vom Typ DS18B20 werden mit 3 Drähten angeschlossen, weil damit die Störsicherheit einfach besser ist. Üblicherweise sind die Sensorchips in einer Edelstahlhülse „verpackt“, so daß mit Schlauchschellen etc. die Montage an Rohren etc. eigentlich kein Problem sind. Der Anschluss der Sensoren erfolgt an den Schraubklemmen der GRADMESSERplatine entsprechen dem obigen Schemabild:
Als Verbindungskabel zu den Sensoren können alle handelsüblichen Installationsleitungen verwendet werden. Die maximale Länge ist schwer abzuschätzen, da insbesondere die Leitungskapazität die begrenzende Größe ist. Ich selbst habe mit einer 50m-Rolle-NYM-Kabel problemlos die Tests durchführen können. Wahrscheinlich sind noch längere Leitungen möglich, aber für typische Anwendungen im Eigenheim ist das sicher mehr als ausreichend. Im Vergleich zu einfachen Lösungen nur mit einem Mikrocontroller ist hier die Verwendung des zugegeben relativ teuren Chips DS2482-800 sehr lohnend, weil die Zuverlässigkeit gerade bei längeren Leitungen nach meiner Erfahrung deutlich besser ist.
Das Modul baut man in das optional erhältliche Hutschienengehäuse ein. Beim (Stecker) -Netzteil (5V/1A) sollte man auf ordentliche Qualität achten, da bei billigen Netzteilen oft Störimpulse zu seltsamen Fehlern führen können.
1 Warum dieses 8-fach-Temperatur-Messmodul?
Temperatursensoren für die Hausautomation gibt es zuhauf. Allerdings meist nur als Einfach- oder Zweifach-Sensor. Um die Wärmeverteilung im ganzen Haus oder die Wärmeverteilung in einer Heizungstherme genauer zu analysieren, zu kontrollieren und Steuerungsmaßnahmen abzuleiten, ist eine Vielzahl von Temperatursensoren im ganzen Haus notwendig. Das ist mit diesem Modul einfach möglich, denn hiermit können insgesamt 8 hochgenaue Temperaturssensoren angeschlossen werden. Und das Gute daran, die 3-poligen Leitungen (normale NYM-Kabel) zu den jeweiligen Sensoren können ohne Probleme 50m (getestet) und länger sein. Damit ist eine Smarthome-Anwendung nahezu in jedem Einfamilienhaus unproblematisch möglich.
Ein anderer Anwendungsfall: Wer seine Heizungstherme überwachen und optimieren möchte oder zumindest die Funktion besser analysieren möchte, der kann die Sensoren an den wichtigen Stellen im Heizungssystem platzieren wie z.B. Vorlauf- und Rücklauftemperatur, Warmwasserspeicher-Temperatur, Radiatorenvorlauf- und Rücklauftemperatur und Fußbodenheizung Vorlauf- und Rücklauf usw. Mit insgesamt 8 anschließbaren Temperatursensoren vom Typ DS18B20 kann man ohne zusätzliche Eichung hochgenaue Temperaturmessungen und mit der integrierten Datenlogger-Funktion auch Aufzeichnungen durchführen.
Im Gegensatz zu vielen einfachen Anwendungen mit dem ESP8266 wird hier ein spezielles IC verwendet, welche den Prozessor von allen zeitkritischen Aufgaben entlastet. So ist insbesondere bei langen Leitungen ein stabiler Betrieb möglich!
Der GRADMESSER ist die Fortsetzung einer Reihe von Sensor- und Aktor-Modulen ( die WIFFIs), die hauptsächlich zur Erweiterung und Ergänzung der Hausautomation mit der Homematic konzipiert sind. Diese Module sind allesamt Funkmodule , die das in nahezu jedem Haushalt vorhandene gesicherte WLAN-Funknetz verwenden, um mit der Homematic-CCU zu kommunizieren.
Der GRADMESSER hat diese herausragenden Eigenschaften:
> 8 hochgenaue Temperatursensoren vom Typ DS18B20 anschließbar
> Verwendung des 1Wire- Spezial-ICs DS2482-800 und damit …
> lange 3-adrige Zuleitungen (getestet mit NYM-Kabel) bis 50m und mehr möglich
> Platine geeignet für Hutschienenmontage
> einfache WLAN-Einbindung ins Heimnetz
> WLAN-Zugangsdaten werden einmalig im Hotspotmodus eingegeben
> Vergabe einer festen IP-Adresse optional möglich
> „Anlernen“ an die Homematic mit einem „Klick“ oder manuell CCU-Systemvariablen anlegen
> automatische zyklische Messwertübertragung an die Homematic oder andere Homeserver
> Übersichtliche Messwertdarstellung auf eigener Webseite mit Browser
> Einstellung und Administration auf Webseite mit Browser
> komfortables Update über WLAN, kein Zugang zum Modul notwendig!
> einfacher Datenlogger im EEPROM mit bis zu 100 x 8 Temperaturwerten integriert
> komfortabler Download der Temperaturenals Excel csv-File
> stand-alone Betrieb möglich oder …
> automatische Datenübertragung zur Homematic-CCU oder …
> automatische Datenübertragung per JSON zu Datenserver
> optionales Mini-OLED-Display 0.96“ 128×64
> Stromverbrauch ca. 100mA bei 5V, „gutes“ Netzteil 5V/1A empfohlen
Den GRADMESSER gibt´s nur als Bausatz. Der Nachbau ist auch für den weniger versierten Elektroniker möglich, denn mit dem angebotenen Bausatz des GRADMESSERS muß man eigentlich nur die mitgelieferte Platine bestücken und sauber verlöten. Der Mikrocontroller WeMos mini wird bereits komplett programmiert geliefert, so daß man sich nicht mit der Arduino-Entwicklungsumgebung oder sonstigen Programmierarbeiten „auseinander setzen“ muß. Aber man sollte schon etwas Erfahrung mit dem Zusammenbau und Inbetriebnahme von elektronischen Modulen haben! Mit der Bauanleitung für den GRADMESSER kann eigentlich wenig „schief “ gehen, wenn man sorgfältig alle Schritte ausführt, über etwas Löterfahrung und ein Multimeter verfügt.
Das Modul baut man in das optional erhältliche Hutschienengehäuse ein. Beim (Stecker) -Netzteil (5V/1A) sollte man auf ordentliche Qualität achten, da bei billigen Netzteilen oft Störimpulse zu seltsamen Fehlern führen können.
