Hardware

Die Hardware ist zu großen Teilen vorgegeben : die installierte Heizung.

Elektrisch ansteuerbare Aktoren : Brenner,  Pumpen, Mischer, Ventile (für Heizkreise und Heizkörper)

Sensoren : diverse Temperaturfühler

In der Regel läuft die Heizung ja "so ein bischen". Bei dem Abenteuer "eigene Steuerung" sollte man in neue Temperatursensoren investieren, und nicht die bereits verbauten Sensoren nehmen. Nimmt man 1Wire Sensoren, kostet das einen sehr niedrigen einstelligen Eurobetrag pro Sensor, plus ca. 20 Euro bis 30 Euro für einen 1Wire zu USB Umsetzer. Im Bild zu sehen ist links der USB nach 1Wire Umsetzer "LinkUSB" (ibuttonlink.com) und zwei RS232 zu 1Wire Umsetzer (Link45 von ibuttonlink und der "Original" DS9097U). Die zwei gesockelten 1Wire Temperatursensoren (DS18B20, DS1820, DS18S20, o.ä.) auf dem Bild Mitte rechts (parasitäre Versorgung mit zwei Kupfer Adern) sind über ein Telefonkabel an einen RJ 45 Stecker angeschlossen, der seinseits in alle drei Adapter gesteckt werden kann.

Etwas Aufwand sollte man in die Aktoren investieren. Sie sollten zwischen alter und neuer, eigener Steuerung umschaltbar sein. Entweder manuell, über Schalter oder Stecker, oder über Umschaltrelais. Ich habe mich für Umschaltrelais entschieden, siehe nächstes Bild. Dokumentation und Schaltplan sind vorhanden, ;-). Und dazu ein kleines gesockeltes Relaisgrab auf einer Hutschiene (Relais-Schiene) zusammen mit einem Steckernetzteil im Heizkessel versenkt. Ferner ist unten die Rückseite der "alten" Steuerung zu sehen. Die Relais-Schiene und die Verkabelung liegt zwischen dem Anschluß "X3" und den Aktoren. Damit ist ein eventueller Total-Rückbau ziemlich einfach.

Von der Relais-Schiene wird dann ein Kabel über die graue DSUB-25 Buchse (oben links) nach aussen geführt. Wenn kein Stecker in der DSUB-25 Buchse steckt, läuft die alte Steuerung. Mit der rein passiven externen HS1-Steuerbox können jetzt alle Aggregate (Brenner, Pumpen, Mischer, ...) einzeln angesteuert werden, wenn der oberste Schalter ("Remote") auf "An" steht und damit die Umschaltung aktiviert ist :

In der oben zu sehenden HS1-Steuerbox sind einpolige Umschalter mit Mittelstellung installiert. An der oberen Seite der Box steckt das Kabel mit dem 25-poligen Stecker des Heizkessels, an der unteren Seite schaut auch eine DSUB 25 Buchse heraus. Diese wird mit einem Kabeladapter auf eine DSUB-9 Buchse verjüngt und an eine 8-fach Relaiskarte angeschlossen :

Die Relaiskarte Vellemann K8056 (Segor, Reichelt, Conrad, ca. 40 Euro) wird in diesem Fall über eine serielle RS232 Schnittstelle (linkes schwarzes DSUB-9 Weibchen mit zwei Drähten, grün und rot) an die neue Steuerung (PC, Rasberry Pi, ...) angeschlossen. An dem rechten grauen DSUB-9 Männchen sind die Relaiskontakte angeschlossen, die in diesem Fall nur Niedervolt schalten. Statt der Hardware-Relais kann man natürlich auch Schalttransistoren (zweite Stufe) oder Leistungshalbleiter (erste Stufe) nehmen. Relais mit ihrer offensichtlichen galvanischen Trennung sind aber irgendwie beruhigender, insbesondere bei Einzelstückzahlen.

Beim nächsten Mal hätte die HS1-Steuerbox vermutlich einheitliche DSUB-9 Buchsen/Stecker. Dann könnte man die HS1-Steuerbox noch offensichtlicher optional zwischen Kessel und neue Steuerung stecken (geht ja jetzt auch). Die Optionalität der HS1-Steuerbox war ursprünglich auch tatsächlich so geplant. Über die 9 DSUB-9 Pole kann man 8 Relais schalten (Masse fehlt, +12 Volt, 8 mal direkte Relais-Ansteuerung). Urprünglich war geplant, über eine 25-polige Verbindung noch andere Signale (Temperatursensoren, Schalter, ...) nach aussen zu führen.

Der derzeitige (alte) PC als Steuerzentrale soll abgelöst werden durch einen Raspberry Pi .

Der hier abgebildete Raspi ist in einem transparentem Gehäuse, so daß man die LEDs auf der Platine sehen kann. Die Stromversorgung erfolgt über die Mini-USB Buchse auf der oberen Seite des Gehäuses. Alle anderen Anschlüsse erfolgen auf der gegenüberliegenden Seite. Die Temperatursensoren sind über den Adapter LinkUSB angeschlossen. Das Netzwerk erreicht den Raspi kabelgebunden über das grüne Netzwerkkabel. Die oben abgebildete Relaiskarte K8056 wird über den 5 Euro USB zu RS232 Adapter (rechts) erledigt, bei dem die Wandlung im Stecker erfolgt. Da auf dem Raspi ein Server läuft, wird weder ein Bildschirm (Monitor), noch eine Tastatur oder eine Maus benötigt. Zur Not kann man sich auch per SSH einloggen. Die Hardware und die Software drehen, sobald die Versorgungsspannung an ist. Während der Entwicklung kann man über HDMI einen Monitor, über einen 4-fach USB-Hub neben Tastatur und Maus auch noch WiFi anschliessen. Jetzt muß "nur" noch die HS1 Regler Software umziehen, ;-) .

Die hier abgebildete Raspi Lösung ist seeeehr preiswert. Sie hat obendrein den Vorteil, nur Bauteile zu verwenden, die es schon einige Zeit gibt, und vermutlich auch noch länger geben wird. 

Verbesserungspotential & Alternativen :

Es sollte noch das Gehäuse für die Relaisplatine (Hutschiene) angeschafft werden. Das wurde beim Bestellen entweder nicht gefunden, oder übersehen. 

Der SPS Logo Baustein von Siemens (ca. 120 Euro) wäre auch statt der Relaiskarte sehr nett. Der paßt auch auf eine Hutschiene.

Statt der Relaiskarte könnte man vielleicht ein Piface und einige Relais mit Hutschienenmontage nehmen. Allerdings schlägt ein Piface mit ca. 30 Euro zu Buche (Reichelt, etc.), plus Relais. Freilaufdioden für die Relais sind schon auf dem TI Treiberbaustein auf dem PiFace integriert.

Unendlich viele Möglichkeiten also auch bei der Hardware, nicht nur bei der Software.