http://homematic-forum.de/forum/viewtop ... turmessung
zeigen, daß preisgünstige sog. 1-wired Sensoren ideal wären, aber leider die Integration mit Homematic-Modulen zumindest bei der heutigen Entwicklungsgeschwindigkeit von ELV in nächster Zeit nicht zu erwarten ist.
Das Wired 12/14 IO-Modul hat mit 6 analogen Eingängen gute Möglichkeiten, analoge Temperatursensoren auszuwerten. Das Problem ist nur, dass geeignete preiswerte Sensoren für den Eingangspannungsbereich 0 bis +10V nicht erhältlich sind bzw. nur in Verbindung mit einer geeigneten und dementsprechend teuren Anpasselektronik funktionieren. Insbesondere bei der Regelung von Heizungen werden fast ausschließlich NTC-Widerstände als Temperatursensoren eingesetzt. Der Nachteil einer nichtlinearen Widerstandcharakteristik fällt dabei kaum ins Gewicht, weil die Steuerungen mit geeigneten Algorithmen die Temperaturen aus dem Widerstandswert einfach berechnen können. Eigentlich könnten wir in der Homematic auch eine Berechnung mittels Skript durchführen, das Problem ist nur, dass die Widerstandscharakteristik exponential bzw. logaritmisch ist und solche mathematische Funktionen in der Skript-Sprache m.W. leider nicht verfügbar ist. Also kam nur eine Berechnung mit den vier Grundrechenarten in Frage.
Für die Steuerung einzelner Heizungskomponenten (Umwälzpumpen etc. ) benötigte ich mehrere Temperatursensoren mit möglichst weitem Temperaturbereich, weshalb ich die nachfolgend beschriebene Lösung entwickelt habe:
Verwendet wird ein preiswerter NTC und ein zusätzlicher Vorwiderstand. Das ist alles! Das nachfolgende Bild zeigt die Schaltung.
Ich habe einen 10KOhm NTC von Reichelt für 0,36€ verwendet, wie er so ähnlich in vielen Heizungen eingesetzt wird.
http://www.reichelt.de/Sensoren/HYG-NTC ... SEARCH=NTC
Das Datenblatt mit der Widerstandskennlinie gibt´s da auch unter "Datenblätter und Downloads".
Die gekrümmte Kennlinie habe ich nun abschnittsweise durch Geradenstücke ersetzt. Im für mich besonders wichtigen Bereich nahe Raumtemperatur und wegen der dort stärkeren Krümmung der Kennlinie wurden hier mehr Geradenstücke zur Linearisierung eingesetzt als in den Randbereichen. Mit einer Excel-Tabelle wurden die einzelnen Kennwerte der Geradenstücke (Steigung m und T-Abschnitt n ) aus der Werteliste des NTC berechnet. Diese Werte werden in einem einfachen Skript verwendet, um die Temperaturwerte aus der Eingangsspannung Ut zu bestimmen.
Damit das Ganz nicht zu kompliziert wird hier mein "Kochrezept":
1. Auswahl eines geeigneten NTC-Widerstandes möglichst im Bereich um 10KOhm oder am besten den oben vorgeschlagenen Widerstand nehmen.
2. Vorwiderstand 100KOhm anschließen lt. Schaltplan. Achtung, da die 24V.Spannung als Referenzspannung dient, sollte sie auch möglichst genau 24V sein. Überprüfen!
3. Mit der NTC-Werteliste und dem nachfolgendem Excel-Berechnungsprogramm die Parameter der Geradengleichungen berechnen.
4. Systemvariable für die Temperatur definieren, z.B. "NTC_Temp" , Variablentyp "Zahl", Maßeinheit "Celsius"
5. WebUI-Programm erstellen, wobei der Messwert z.B. alle 3 Minuten berechnet wird. (Zeitabstände möglichst groß, um di CCU nicht zu sehr zu belasten!)
Code: Alles auswählen
!Berechnung Temperatur aus NTC Widerstandswert 10KOhm
!Wert vom analogen Eingang holen
real Ut = dom.GetObject("BidCos-Wired.IEQ0525027:26.VALUE").Value();
!lgeeignete linearisierte Kennlinie aussuchen und Temperatur berechnen
real Temp = -999; !NTC hat Kurzschluss
if (Ut >10.0) {Temp = 126.310 - (0.859*Ut);}
if (Ut>77.2) {Temp = 92.426 - (0.420*Ut);}
if (Ut>112.9) {Temp = 76.264 - (0.277*Ut);}
if (Ut >167.1) {Temp =65.700 - (0.214*Ut);}
if (Ut >190.5) {Temp =60.915 - (0.189*Ut);}
if (Ut >217.0) {Temp =56.340 - (0.167*Ut);}
if (Ut >246.8) {Temp = 51.926 - (0.150*Ut);}
if (Ut >280.3) {Temp = 46.342 - (0.130*Ut);}
if (Ut >357.4) {Temp = 39.291 - (0.110*Ut);}
if (Ut >900) {Temp = 999;} !kein NTC angeschlossen
!Temperatur auf Systemvariable speichern
dom.GetObject("NTC_Temp").State(Temp);
dom.GetObject("Kennlinie").State(kennlinie);
Die Auflösung in den einzelnen Arbeitsbereichen ist unterschiedlich. Wie man in dem Excel-Berechnungsprogramm in der Spalte "Auflösung/oC" sieht, nimmt die Auflösung zu den hohen Temperaturen ab ( weil beim NTC dort die relative Widerstandänderung immer kleiner wird). Insgesamt ist aber für meine Heizungsanwendungen die Auflösung im Temperaturbereich von -15oC bis 100oC völlig ausreichend.
Die Genauigkeit ist schwieriger abschätzbar. Sie hängt davon ab, wie genau der NTC die Datenblattangaben einhält. Auch ist wichtig, dass die Referenzspannung 24V möglichst genau eingehalten wird und daß natürlich die anderen Widerstände möglichst genau sind.
Anmerken möchte ich noch, daß diese Methode natürlich auch bei anderen nichtlinearen Sensoren ( z.B. Fotowiderstand, Hall-Element, etc. )geeignet ist, das Signal zu linearisieren und auszulesen. Da ist noch viel Platz für eigene Projekte!
Viel Spass beim Nachbau!