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

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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 !)