Das 24 Volt Haus

STROMPREIS HALBIEREN mit dem „24 Volt HAUS“.

Atomstrom abschalten und Windenergie ausbauen ändert unsere Energieversorgung dramatisch.

Nur mit zusätzlicher Speicherkapazität sind die kommenden Energieprobleme zu meistern.

Solarertrag per 1.7.2011

Hallo Freunde,
nach längerer Pause bin ich wieder da.
Inzwischen habe ich meine Heizung von Öl- auf 14 kW Luft-Wasser- Wärmepumpe umgebaut. Das läuft seit Oktober 2010 mit Nachbesserungen seit Mai 2011. Demnächst erscheit hier eine Tabellenkalkulation über die Wirtschaftlichkeit, ÖL durch WP zu ersetzen.
Außerdem stelle ich meine ganze Hauselektronik um von CONRAD- C-Control auf die Mikroprozessoren der AVR Reihe um, hauptsächlich auf ATMEGA 32, ein Mikroprozessor der mit 32k Flash, 1024 EEprom, 2* 8 Bit Timer/Counter, 1* 16 Bit, 8* 10 Bit ADC, I²C, SPI, Rs232 alles kann, was man im Haus braucht, dazu kostet er nur 5,35 € (REICHELT # ATMEGA 32-16 DIP) und es gibt ihn noch im 40 pol DIL Gehäuse, also ohne SMD- LÖT-Einrichtung. Veröffentlichungen demnächst.
Internet kontakte: www.atmel.com/AVR , Forum: www.mcselec.com, Programmierumgebung BASCOM

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Mechatronik- Tricks

In der Mechatronik hat die Elektronik kein eigenes Gehäuse, sondern sitzt im Sensor- oder Aktorgehäuse.

Die damit verbundenen erhöhten Anforderungen an Temperatur- und mechanischer Belastung werden u.A. mit folgenden Maßnahmen gelöst:

Ausgewählte Beispiele für Schaltungen, Anordnungen und Dimensionierungen:

Autarkes 24 Volt = Netz im Haus

Der Jahresstromverbrauch setzt sich aus den Leistungsverbrauchern wie Herd, Waschmaschine, Schleuder, Wasserkocher, Bügeleisen, Kühlschrank etc. und den Kleinleistungsverbrauchern wie Radio, Uhr, Telefon, Computer etc. zusammen.

Multi- Raumsensor

Im Projekt „Intelligentes Haus“ sollten für jeden Raum folgende Informationen verfügbar sein:

Temperatur, Helligkeit, Anwesenheit einer Person und Schaltzustand des Raumthermostaten.

Damit sind folgende Funktionen möglich:

Temperatur Sensor Interface

Diese Schaltung linearisiert die Kennlinie der Temperatursensors auf einen Fehler kleiner 5 %, das heißt, die Anzeige ist um maximal 1 Digit falsch.

Die beste Genauigkeit ist zwischen +10° und +30°.
Eigentlich ist der Fehler nur bei Minusgraden größer als 1,5%. Voraussetzung dafür sind natürlich die angegebenen Widerstandswerte (am besten aus >100 Stück 5 % Sortiment ausmessen).

Der Operationsverstärker muss am Eingang und Ausgang linear auf 0 Volt herunter funktionieren. Ein 741 oder LM 324 kann das nicht!

Bezugsquelle:

z.B. reichelt.de (Katalog 06/2007 Lieferprogramm)

• TLC274 DIL: Preis 0,32€ /Stck. (Vierfach OP in 14 PIN Gehäuse, Anschlüsse wie LM 324)
• Temperatur Sensor KTY 81-210 : Preis 0,61 € / Stck. (2000 Ohm bei +25°, +/- 1%)
• Widerstände (1/4 Watt, 0,0033€ pro Stck.):
  • 1x 334Ω
  • 1x 1,0 kΩ
  • 1x 1,5 kΩ
  • 1x 2,7 kΩ
  • 1x 3,9 kΩ
  • 2x 82 kΩ
  • 1x 100 kΩ
  • 1x 330 kΩ
• Zenerdiode ZF 5,1 (0,03€)
• Kondensator X7R 2,5 100N (0,12 €)

Gesamtpreis Material für 4 Kanäle mit Leiterplatte (H25PR050 5x10cm: Preis 0,63 €) kleiner als 5,0 € !

Eine EXCEL- Tabelle zur Kontrolle der Linearisierung und eigener Dimensionierung:
Download:  (69 kB – ® Microsoft Excel Tabelle)

Die Schaltung ist optimal auf A/D Wandler mit 5,0 Volt Referenzspannung ausgelegt.

Wichtige Eigenschaften:

Der A/D Eingang wird auch bei Sensor Bruch oder Kurzschluss nicht außerhalb seiner Spezifikation angesteuert. Auch die Referenzspannung aus dem A/D Wandler wird nur mit ca. 5 mA belastet.

Schaltbild:

KTY Schaltbild

Heizungssteuerung auf Basis C-Control-Station 2.0

Ein Heizungssystem für ein Einfamilienhaus (200 qm) mit vier verschiedenen Wärmequellen:

• Ölbrenner 17,5 kW     seit 2000 in Betrieb
• Brauchwasser Solar 8 qm ~= 7 kW     seit 2000 in Betrieb
• Kaminwärmetauscher 7 kW     seit 2007 mit Mischerkreis
• Wärmetauscher von 36 qm Photovoltaik Rückseite    seit 2007 in Planung

Elektronische Steuerung :

Heizungssteuerung eingebaut

Block 1: rechts oben

• C-Control Station 2.0
• Produktlink bei Conrad Electronic

Block 2: links oben

• Eigenbau Interface für Temperatursensoren, Mischerpotis und Anzeigeeinheiten

Block 3: unten

• Eigenbau Umschaltmöglichkeit – konventionelle Regelung / eigene Regelung

PS: der Kabelsalat über der C-Control ist nur zum Programmieren da, sonst nicht !

Interfacebox zu allen Verbrauchern mit Umschaltmöglichkeit zwischen der gelieferten Ansteuerung (drei getrennte Regler ohne Datenaustausch) und der Eigenbaulösung mit Temperaturmessung und I²C- Bus Ansteuerung der Interfacebox und Eigenentwickelter Software.

Derzeitiger Entwicklungsstand:

Messung von 11 Temperaturen und zweier Stellpoti’s, Steuerung von Solar und Kaminwärmetauscher, Speicherladepumpe und Zirkulationspumpe laufen, Steuerung Ölbrenner und gegenseitige Optimierung in Vorbereitung.

Ungelöste Probleme:

• Wärmebedarfssimulation des Hauses
• Schichtspeicher: temperaturähnliche Zu- und Abfuhr von Wärmeenergie
• Grafische Anzeige aller Daten in 12 Minuten Intervallen
• Bilanzierung Primär- Regenerativ Energieverbrauch, daraus weitere Optimierung
• Wärmespeichermanagement für PV Rückseitengenerator (geplant 8000 Ltr !)

Steuerung eines Gewächshaus – Giebelfensters

Die Ansteuerung erfolgt  direkt aus zwei Ports der C-Control I, Station 2.0 auf dem 5 Volt Pegel.
Die Rückmeldung des automatisch abgeschalteten Motors, dass das Fenster entweder auf Anschlag (richtige, stabile Montage der Endschalter vorausgesetzt) ganz zu oder ganz auf ist, kann über die gleichen Ports zurück gelesen werden.

Über „deact“ wird der Spannungswert 12 V * (2,2 k // 8,2k) / (18k + 2,2k //8,2k) = Logisch High eingelesen.

Sicherheitshalber könnte man noch eine 5,1 Volt Zenerdiode (ZF 5,1) parallel zu den Eingängen schalten, falls die „12 Volt“  über 15 Volt ansteigen können. Die C-Control Spezifikation für Porteingänge erfordert für Log. High Pegel mindestens 3,5 Volt, dies ist ab 10,0 Volt Betriebsspannung eingehalten.

Wertetabelle:

Ubatt:	Ui/o:
10,0 V	3,6 V
12,0 V	4,2 V
14,0 V	4,8 V

Schaltbild:

Dachsteuerung

Temic Technologie – PLD

PLD – Diesel Einspritz-Elektronik

Einbauort: direkt auf den Diesel-Motorblock montiert

TEMIC Planar-Technologie – ERM

ERM - Der erste ABS-Regler in Planar-Technologie