Sensoren-Manipulator2017-08-22T16:23:41+00:00

Grundlegende Idee

Einige Wärmeerzeuger haben keine Möglichkeit, sich von einer externen Steuerung beeinflussen zu lassen. Zudem sind die notwendigen Zusatzmodule der Hersteller oftmals sehr teuer. Um Ihre Heizung trotzdem effizienter zu machen, haben wir einen Gerät entwickelt, das den Außentemperatursensor und den Warmwassersensor manipuliert. So wird es möglich, über intelligente Regelmodule in Smart-Heat OS Einfluss auf den Wärmeerzeuger zu nehmen.

Der Sensoren Manipulator wird zwischen dem Temperatursensor und der bestehenden Heizungssteuerung geklemmt. Von dort aus manipuliert er den Widerstand (also die Temperatur) des Temperatursensors. Dieser meldet also bei Bedarf (entschieden durch Smart-Heat-OS) entweder die richtige Temperatur an die bestehende Heizungssteuerung, oder eine manipulierte Temperatur. Über diese Manipulation kann Ihr Controme System dann ganz einfach und intelligent in Ihre Heizung eingreifen und ist nicht auf Schnittstellen, spezielle Eingänge oder ähnliches angewiesen.

Über die Trimpotis und die Dip-Switches auf dem Sensoren-Manipulator kann im Prinzip für jeden gängigen analogen Temperatursensor die gewünschte Manipulation eingestellt werden.

Konfiguration in Smart-Heat-OS

Außentemperatur-Manipulation

Alle Relais (am Heizungsregler PRO oder MINI) zum Ansteuern der Manipulator-Kanäle, die den Außensensor der Heizung beeinflussen, werden über das Modul Raumanforderung konfiguriert.

Heizung AUS (Manipulation +30 Grad)

  1. Neue Raumanforderung anlegen, mit “Heizung AUS” benennen.
  2. Die Räume auswählen, die die Heizung freigeben dürfen.
  3. Unter “zu schaltende Ausgänge” ein freies Relais auswählen.
  4. Ausgang invertieren klicken (KEIN-Wärmebedarf = Relais EIN = Manipulation +30°C zugeschalten).

Verringerter Wärmebedarf (Manipulation +5 Grad)

  1. Neue Raumanforderung anlegen, mit “verringerter Wärmebedarf” benennen.
  2. ….
Diese Funktion wird bis Q1/2019 implementiert. Es wird für jeden Raum separat konfigurierbar sein, wann dieser einen verringerten Wärmebedarf auslöst. Sobald der verringerte Wärmebedarf für jeden Raum zutrifft, wird die Manipulation geschalten.

Heizung Boost (Manipulation -5°AT)

  1. Neue Raumanforderung anlegen, mit “Heizung Boost” benennen.
  2. ….
Diese Funktion wird bis Q1/2019 implementiert. Es wird für jeden Raum separat konfigurierbar sein, wann dieser einen verringerten Wärmebedarf auslöst. Sobald der verringerte Wärmebedarf für jeden Raum zutrifft, wird die Manipulation geschalten.

Brauchwasser-Manipulation

Insbesondere, wenn Controme zusätzlich zu einer bestehenden Wärmeerzeuger-Regelung installiert wird, ist zur Steuerung des Brauchwassers der Sensoren-Manipulator oftmals die beste Option. Infos zur Konfiguration sind in nachfolgendem Link beschrieben:
http://support.controme.com/brauchwasser/

Anschluss

Spannungsversorgung

Der Manipulator kann über die RJ45 Buchse direkt an einen Anschluss des Sensorenverteilers (Out 1 oder Out 2) angebunden werden. Alternativ kann die Spannungsversorgung an den Schraubklemmen GND und +5V angeschlossen werden.

ACHTUNG: Die Patchkabel haben nichts mit einem normalen LAN-Netzwerk zu tun. Die Spannungsversorgung kann also nicht über den Netzwerkanschluss ihres Routers hergestellt werden.

Bestehenden Temperatursensor anschließen

Bei dem Manipulator spielt es keine Rolle welchen Sensortyp sie beeinflussen wollen. Die Platine wird immer wie auf der folgenden Abbildung angeschlossen:

  • Die ursprüngliche Verbindung zwischen der Heizung und dem Sensor der Heizung muss aufgetrennt werden und über den Manipulator geführt werden.
  • An den Klemmen auf der Unterseite des Manipulators kann der Sensor der Heizung und eine Leitung die zur Heizung führt angeschlossen werden.
  • Über einen Relaiskontakt eines Gateways wird dann bei Bedarf der manipulierte Wert des Sensors hinzugeschalten.

Relaisanschluss

Der jeweilige Kanal wird über die beiden Anschlüsse “Relais IN” EIN- und AUSgeschalten. Sind die Anschlüsse gebrückt, ist der Kanal EIN. Sind die beiden Anschlüsse offen, ist der Kanal AUS.

Damit kann der Kanal durch ein potentialfreies Relais (Schließerkontakt) der Controme Regelung EIN- und AUSgeschalten werden. Das Relais ist hierbei potentialfrei (also ohne Spannung) zu verdrahten.

siehe:
https://youtu.be/EQqvaCpEtL0?t=4m23s

Achtung: Die Ausgänge der Fussbodenheizungs-Regelungen dürfen nicht verwendet werden. Sie sind nicht potentialfrei und würden 230V auf die Manipulator-Platine schalten.

PTC-Sensor

Der PTC (Positive Temperature Coefficient) ist ein Temperatursensor der bei steigender Temperatur einen steigenden Widerstand annimmt.
Das bedeutet also dass bei steigender Temperatur der strom schlechter durch den Widerstand fließt. Wenn Sie also mit einem Multimeter den Widerstandswert des Sensor messen, so müsste dieser sich erhöhen wenn Sie den Sensor erwärmen.

PTC-Sensor

Typische Beispiele für PTC-Sensoren:

Pt100
Ein Pt100 Sensor hat bei 0°C einen Widerstand von 100 Ohm und bei 20°C einen Widerstand von ungefähr 107 Ohm.

Pt1000
Der Pt1000 hat bei einer Temperatur von 0°C einen Widerstand von etwa 1000 Ohm. Bei einer Temperatur von 20°C hat er ungefähr 1078 Ohm.

Ni und KTY Sensoren sind zwar eher seltener, sind aber auch PTC Sensoren

NTC- Sensor

Ein NTC (Negativ Temperature Coefficient) ist ein so genannter kaltleiter und hat bei steigender Temperatur einen sinkenden Widerstand. Das bedeutet also dass bei steigender Temperatur der strom leichter (also genau umgekehrt zum PTC) fließen kann. Wenn Sie den NTC erwärmen und mit einem Multimeter den Widerstand messen, dann müsste bei steigenden Temperaturen der Widerstand fallen.

Typische Beispiele für NTC-Sensoren:

NTC5kOhm
Der NTC 5kOhm Widerstand hat bei einer Temperatur von 0°C einen Widerstand von etwa 16325 Ohm und bei 20°C einen Widerstand von ungefähr 6247 Ohm.

NTC20kOhm
Ein NTC 20kOhm Sensor hat bei 0°C einen Widerstand von 70,20 Ohm und bei 20°C einen Widerstand von ungefähr 25,53 Ohm.

Ermittlung des verwendeten Sensors

Bevor die Einstellungen am Manipulator vorgenommen werden können, muss erst ermittelt werden, welche Art und Typ Sensor Ihre Heizung verwendet. In den meisten Fällen finden Sie den Sensortyp im Handbuch der Heizungsanlage. Ist das nicht der Fall, muss mit einem Multimeter der Widerstandswert des Sensors ermittelt und Anhand der untenstehenden Tabellen der Sensor ermittelt werden. Wir empfehlen dies auch zur Kontrolle.

Vorgehensweise:
Schalten Sie Ihre Heizung während der Arbeiten ab. Klemmen Sie den Sensor der Heizung an der Heizung ab.

Achtung: Arbeiten Sie nur an einer stromlosen und ausgeschalteten Heizung!

Messen Sie mit einem Multimeter den Widerstand des soeben abgeklemmten Sensors.
Vergleichen Sie den Wert mit der unten stehenden Tabelle.
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1lHtEQu2B-bLd_ONMKYJAF9lMTHvb5lulYgOQZF4VBj4/edit#gid=743575402

Sofern Sie sich noch nicht sicher sind, um welchen Sensortyp es sich handelt, nehmen Sie den Sensor in die Hand und erwärmen Sie Ihn.

Überprüfen Sie den Widerstandswert des Sensors erneut. Vergleichen Sie auch hier nochmals das Ergebnis mit der Tabelle und bestimmen Sie Ihren Sensor.

Einstellungen am Sensoren-Manipulator

DIP Schalter

Damit der Sensoren Manipulator auf den jeweiligen Anwendungsbereich eingestellt werden kann, hat jeder der vier Kanäle vier DIP- Schalter, über die eine serielle oder parallele Beschaltung des Sensors gewählt werden kann.

Für die unterschiedlichen Anwendungsfälle und Sensoren gelten folgende Regeln:

Parallele Stellungen der DIP- Schalter

Die parallele Einstellung schaltet einen Widerstand parallel zum eigentlichen Sensor der Heizung.
Diese Einstellung wird verwendet um

  • bei einem NTC Sensor eine höhere Temperatur vorzutäuschen
  • bei einem PTC Sensor eine niedrigere Temperatur vorzutäuschen

Serielle Stellung der DIP- Schalter

In der seriellen Stellung wird der Widerstandswert der Manipulators in Reihe geschalten und der Widerstand so erhöht.
Diese Einstellung wird verwendet um:

  • bei einem NTC Sensor eine niedrige Temperatur vorzutäuschen
  • bei einem PTC Sensor eine höhere Temperatur vorzutäuschen

Einstellung von Widerstandswerten

Mithilfe der Potis kann ein beliebiger Widerstandswert und somit Temperaturwert eingestellt werden, um diesen anschließend auf den Sensor hinzu oder weg zu schalten. Um den Widerstand einstellen zu können, muss vorerst mit dem Multimeter der Wert des Widerstandes gemessen und justiert werden. Über Kanal 4 des DIP-Switches kann der jeweilige Kanal manuell zum Testen aus und eingeschalten werden. 

  1. Zum Einstellen des Widerstandswertes muss der Sensoren-Manipulator mit Spannung versorgt sein. Die DIP-Switches müssen auf “parallel” gestellt sein.
  2. Mit dem Multimeter zwischen Klemme “Sensor OUT” und “Sensor OUT” messen. (Es darf hier noch keine Heizung auf dem Manipulator angeklemmt sein)
    Den 4. DIP-Schalter auf ON stellen.
  3. Bestimmen Sie anhand des Sensortyps und anhand der Temperatur die Sie gerne simulieren wollen den Widerstandswert den der Manipulator annehmen muss.
  4. Den Widerstandswert mit Hilfe der verstellbaren Potentiometer auf den gewünschten Wert einstellen. (Der Wert ergibt sich aus dem Sensortyp und der zugehörigen Temperatur in der Tabelle)
  5. Den 4. DIP-Schalter wieder auf OFF stellen.

Verwendung der Kanäle

Heizungsregler PRO

Der Sensoren-Manipulator ist mit 4 getrennten Kanälen bestückt, die jedoch mit den Jumpern in der Mitte des Sensorenmanipulators verknüpft werden können. Dies ermöglicht es, mit dem Heizungsregler PRO, die Außentemperatur auf 3 Arten zu manipulieren.

Die Jumper müssen hierzu wie in nachfolgendem Bild gesteckt werden (Kanäle 1-3 verbunden, Kanal 4 separat):

Der Außentemperaturfühler wird an den beiden Fühler IN Klemmen des ersten Kanals angeschlossen. Durch die gesteckten Jumper wird dieser ebenfalls auf Kanal 2 und 3 geroutet. Für den Rückkanal zur Wärmeerzeuger-Regelung sind die “Fühler OUT” Anschlüsse des Kanal 3 zu verwenden.

Kanal 1 (AT-Sensor-Manipulation) – Heizung Aus:
Der Außentemperatursensor wird bei Bedarf so manipuliert, dass der Wärmeerzeuger glaubt, es hat ca. 30° mehr Außentemperatur.

Kanal 2 (AT-Sensor-Manipulation) – verringerter Wärmebedarf:
Der Außentemperatursensor wird bei Bedarf so manipuliert, dass der Wärmeerzeuger glaubt, es hat ca. 5° mehr Außentemperatur.

Kanal 3 (AT-Sensor-Manipulation) – Heizung Boost:
Der Außentemperatursensor wird bei Bedarf so manipuliert, dass der Wärmeerzeuger glaubt, es hat ca. 5° weniger Außentemperatur.

Kanal 4 (WW-Sensor-Manipulation) – Brauchwasser:
Der Sensor im Warmwassertank wird bei Bedarf so manipuliert, dass der Wärmeerzeuger glaubt, dass die Warmwassertemperatur 30° mehr hat.

Bitte beachten:

Die Funktion der 3-Kanaligen Manipulation des Sensormanipulators ist aktuell (Stand Juni 2018) in Smart-Heat-OS noch nicht verfügbar. Die Implementation wird bis Q1/2019 erfolgen. Sie können aber bereits jetzt hardwareseitig alles verdrahten. Der Außentemperatursensor wird bis dahin nur mit Kanal 1 (Heizung Aus) über das Modul Raumanforderung manipuliert.

Heizungsregler MINI

Der Heizungsregler-Mini ist mit 2 Relais bestückt. Je nachdem, ob das Warmwasser ebenfalls manipuliert werden soll, gibt es 2 sinnvolle Konfigurationen.

Mit Brauchwassermanipulation

Hier wird der Außenfühler nur mit Kanal 1 manipuliert. Das zweite Relais des Heizungsregler MINI wird für die Manipulation des Warmwasser-Sensors verwendet.

2-fache Manipulation des Außentemperatursensors

Sofern der Warmwassersensor nicht manipuliert werden soll, können beide Relais des Heizungsregler MINI zur Manipulation des Außentemperatursensors verwendet werden.

Hier empfehlen wir nachfolgende Konfiguration.

Kanal 1 – Heizung Aus:
Der Außentemperatursensor wird bei Bedarf so manipuliert, dass der Wärmeerzeuger glaubt, es hat ca. 30° mehr Außentemperatur.

Kanal 2 – Heizung Boost:
Der Außentemperatursensor wird bei Bedarf so manipuliert, dass der Wärmeerzeuger glaubt, es hat ca. 5° weniger Außentemperatur.

Empfohlene Einstellwerte bei verschiedenen Sensoren

In der nachfolgenden Tabelle finden Sie die empfohlenen Einstellwerte bezogen auf den jeweiligen Sensor und auf die jeweilige Anwendung:
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1lHtEQu2B-bLd_ONMKYJAF9lMTHvb5lulYgOQZF4VBj4/edit#gid=577160117

Hinweis: Wir vervollständigen die Tabelle nach und nach.