Kabelgebundene digitale Sensoren

Grundlegende Informationen

Die kabelgebundenen Sen­so­ren des Con­trome Smart-Heat-Systems kom­mu­ni­zie­ren digi­tal über ein ein­fa­ches, aber den­noch leis­tungs­fä­hi­ges Bus­sys­tem, das nahezu belie­big erwei­ter­bar ist. Durch Ver­wen­dung einer Span­nung von 5VDC und einem Strom von nur weni­gen mil­li­ons­tel Ampere sind sie prak­tisch völ­lig strahlungsfrei.

Die Sensoren beinhalten bereits die Auswertung und Digitalisierung. Wegen der Digi­ta­li­sie­rung im Sen­so­r­ele­ment ent­fällt jeg­li­ches Kali­brie­ren aufgrund der Lei­tungs­länge. Zudem sind die Sen­so­ren mit +/- 0,5°C genauer als übli­che PT100– bzw. PT1000 Füh­ler und deren Aus­wer­te­elek­tro­ni­ken mit Tole­ran­zen von zumeist +/-2°C. Die Auf­lö­sung der digitalen digitalen Sen­so­ren beträgt 0,0625°C.

Die einzelnen Anschlüsse der Sensoren werden einfach unter­ein­an­der ver­bun­den. Die jeweils 3 Anschlüsse der Sensoren werden dabei untereinander einfach Farbe auf Farbe zusammengeklemmt. Durch die in jedem Sen­sor ent­hal­tene Seri­en­num­mer ist eine zwei­fels­freie Zuord­nung möglich.

Topologien

Die Sensoren können in verschiedenen Topologien verbunden werden. Im Grunde sind alle Topologien, außer ein geschlossener Ring möglich.

Die Angaben beziehen sich auf die Einhaltung der angegebenen Empfehlungen zu Installationsleitungen, Aderbelegung, Schirmung und Abstand von Störeinstrahlungen. Im Bestand können auch ungeschirmte Leitungen (z.B. NYM) verwendet werden. Hier verringert sich jedoch die Anzahl der pro Linie betreibbaren Sensoren erfahrungsgemäß auf etwa 50% im Vergleich zu einer geschirmten Leitung.

Mischstrukturen: Die Topologien können in gewissen Grenzen auch gemischt werden. Hinsichtlich der Längenempfehlungen und max. Anzahl der Sensoren sollten dann jedoch hierbei diejenigen der beteiligten Topologie mit den geringsten Angaben beachtet werden.

Stern

Art: Alle Sensorleitungen werden an einem Punkt zusammengeführt.

Zulässig: Ja, bis 60m Gesamtlänge möglich, ca. 5-10 Sensoren (pro Linie! Das Controme-Gateway stellt 5 Sensorlinien zur Verfügung).

Empfohlen: Ja. Insbesondere für die Verkabelung von Raumtemperaturfühlern zum Heizkreisverteiler.

Baumstruktur

Art: Installation als Linie mit Abzweigen.

Zulässig: Ja, bis 60m Gesamtlänge möglich, ca. 5-10 Sensoren (pro Linie! Das Controme-Gateway stellt 5 Sensorlinien zur Verfügung)..

Empfohlen: Für bestimmte Anwendungsbereiche ja (z.B. Sensoren im Heizungsraum). Raumsensoren sollten immer sternförmig verkabelt werden.

Baumstruktur mit Abzweigen

Art: Installation als Bus mit kurzen Abzweigen (einige Meter)

Zulässig: Ja, bis 80m Gesamtlänge möglich, ca. 5-12 Sensoren (pro Linie! Das Controme-Gateway stellt 5 Sensorlinien zur Verfügung).

Empfohlen: Für bestimmte Anwendungsbereiche ja (z.B. Sensoren im Heizungsraum). Raumsensoren sollten immer sternförmig verkabelt werden.

Linie

Art: Alle Sensoren hintereinander als Linie

Zulässig: Ja, bis 100m Gesamtlänge möglich, ca. 10-15 Sensoren (pro Linie! Das Controme-Gateway stellt 5 Sensorlinien zur Verfügung).

Empfohlen: Ja. Vor allem im Neubau und bei Kernsanierungen die optimale Variante.

Ring

Art: Ein Ende mit dem Anfang verbunden

Zulässig: Nein. Eine Ringtopologie funktioniert nicht.

Empfohlen: Nein. Eine Ringtopologie funktioniert nicht.

Mögliche und empfohlene Kabeltypen

Die Sen­so­ren kön­nen grund­sätz­lich über alle gän­gi­gen Instal­la­ti­ons­ka­bel ver­drah­tet wer­den. Auch ungeschirmte Leitungen, wie z.B. ein klassisches NYM Installationskabel ist möglich. Bei mehr als 5–6 Sen­so­ren pro Linie (das Controme-Gateway verfügt über 5 Sensorlinien) ist jedoch eine geschirmte Lei­tung not­wen­dig (z.B. J-Y(ST)-Y 2x2x0,8 oder Cat7).

Adernbelegung: Für maxi­male Stör­fes­tig­keit ist für die Signale ‘DATA’ und ‘GND’ ein ver­drill­tes Adern­paar zu ver­wen­den (bei J-Y(St)Y sind dies meist ent­we­der rt/sw oder ge/ws).

Das Controme-Gateway ver­fügt über 5 Sen­sor­li­nien (2 Hauptlinien mit ca. 50% mehr Kapazität auf Klemme 32 = Linie 1, Klemme 33 = Linie 2: 3 Reservelinien auf den Klemmen 29,30,31). D.h. es kön­nen mit einem Gateway 5 eigen­stän­dige Sen­sor­netz­werke auf­ge­baut werden.

Fernsprech-Installationskabel J-Y(ST)-Y 2x2x0.8mm

Das J-Y(ST)-Y ist empfohlen für die Versorgung der Sensoren in den Räumen und für die Sensorverkabelung im Heizraum, da es besser zu verarbeiten und günstiger ist als ein CAT7-Kabel.

Cat.7 Datenkabel

Sofern ein Controme-Gateway für mehrere Heizkreisverteiler bzw. Stockwerke verwendet werden soll (im Neubau häufig der Fall), hat das Cat7 gegenüber dem J-Y(ST)-Y den Vorteil, dass die Doppeladern jeweils zusätzlich geschirmt sind. Wenn in einem Kabel mehrere Sensorlinien geführt werden sollen, müssen diese gegeneinander geschirmt sein. Dies ist nur mit einem Cat7-Kabel möglich.

NYM Installationsleitung

Bei Nachrüstungen einer Multi-Zone-Regelung mit Controme sind zumeist die Leitungen vom Heizkreisverteiler zu den Thermostate als normale Installationsleitungen ausgeführt und nicht geschirmt. Bei den üblicherweise auftretenden Leitungslängen kann das Controme-Gateway in der Regel alle Sensoren abfragen, sodass die bestehenden Leitungen ohne Einschränkungen verwendet werden können.

Controme kann somit bei bestehenden Fußbodenheizungen mit installierten Thermostat-Systeme üblicherweise problemlos und ohne den Austausch der bestehenden Leitungen nachgerüstet werden.

Bei der Realisierung einer zentralen Heizungssteuerung mit Controme – also bei der Verkabelung von Sensorleitungen in Kabelkanälen im Heizraum – darf kein NYM verwendet werden, da stromführende Leitungen direkt neben den Sensorleitungen liegen. In diesem Anwendungsbereich sind zwingend geschirmte Leitungen zu verwenden.

Leistungsgrenzen und Reichweite

Die optimale Funktion des Sensornetzwerks wird von mehreren Faktoren bestimmt.

  1. Anzahl der Sensoren
  2. Summe der Länge aller Leitungen
  3. Verwendeter Kabeltyp
  4. Verwendete Topologie

Eine aus unseren Erfahrungswerten erstellte Übersicht, wie viele Sensoren unter welchen Bedingungen möglich sind, finden Sie im Folgenden unter Topologien. Das Controme-Gateway verfügt über 5 Sensorlinien, sodass die Sensoren auf die einzelnen Sensorlinien aufgeteilt werden können. Die in einem Einfamilienhaus auftreten Leitungslängen und Sensoranzahlen können von einem Gateway jedoch erfahrungsgemäß immer bewerkstelligt werden.

Insbesondere bei ungeschirmten Leitungen kann es aufgrund von externen Störeinflüssen in seltenen Fällen schon bei geringeren Sensoranzahlen oder geringeren Leitungslängen dazu kommen, dass der Temperaturwert nicht, oder nicht immer abgefragt werden kann. Im ersten Schritt kann hierzu der Sensor auf eine eigene Haupt-Sensorlinie geroutet werden. Dies schafft meist Abhilfe. Sofern der Sensor auch dann nicht abgefragt werden kann,  kann entweder auf einen Funk-Temperatursensor zurückgegriffen werden, oder der jeweilige Raum nur über einen Rücklaufsensor betrieben werden.

Digitale Sensoren direkt an die Steuerung anschließen (nicht empfohlen)

Die Controme Temperaturfühler übertragen die Daten digital über 3 Adern:

  1. GND
  2. DATA (Sensorlinie)
  3. 5V

Falls nur 2 Adern zur Verfügung stehen (z.B. bei Nachrüstungen) kann auf den separaten 5V Anschluss am Sensor verzichtet werden. Es ist also möglich, die Sensoren nur mit GND und DATA zu betrieben. In diesem Modus können ca. 20% weniger Sensoren an einer Linie betrieben werden.

Die Identifikation der einzelnen Sensoren erfolgt über eine individuelle 16-stellige ID-Nummer, über die jeder Sensor verfügt. Die Sensoren werden also nicht über deren Anschluss identifiziert, sondern über deren digitale ID-Nummer. Es werden also mehrere Sensoren „Farbe auf Farbe“ auf die gleichen Klemmen am Gateway geschlossen (siehe Bild).

Das obige Bild zeigt beispielhaft den Anschluss von 3 Sensoren. Die Datenlinie aller Sensoren ist auf Klemme 31 angeschlossen. Alle Sensoren werden somit über die selbe Sensorlinie betrieben. Pro Sensorlinie können am Gateway je nach Topologie und Leitungstyp bis zu 15 Sensoren betrieben werden.

Am Gateway stehen 5 Datenübertragungslinien zur Verfügung.

Die anzuschließenden Sensoren können auf alle 5 am Gateway vorhandenen Datenübertragungslinien aufgeteilt werden. Das folgende Bild zeigt beispielhaft die Aufteilung von 6 Sensoren auf 2 Linien.

Die Hauptlinien auf den Klemmen 32 und 33 werden über einen Spezialprozessor versorgt und können etwa 30% mehr Sensoren aufnehmen, als die Reservelinien. Eine Datenlinie kann bei durchschnittlichen Kabellängen in einem Einfamilienhaus ca. 5-10 Sensoren betreiben, sofern alle Sensoren über eine abgeschirmte Leitung versorgt werden.

Weitere Hinweise:

  • Achten Sie bei der Installation der Temperatursensoren auf die Seriennummernzuordnung! Es muss jeweils der Temperatursensor mit der richtigen Seriennummer im entsprechenden Raum installiert werden.
  • Der digitale Bus hat eine Spannung von 5V. Schließen Sie deshalb keinesfalls 230V an die Klemmen der Controme Temperaturfühler an. Dies würde das Controme-Gateway zerstören. Nehmen Sie das System zunächst nur mit einem angeschlossenen Sensor in Betrieb. Schließen Sie erst, wenn dieser Sensorwert korrekt angezeigt wird die weiteren Sensoren an.

Digitale Sensoren über Sensorenverteiler anschließen

Für die von Controme beabsichtigte optimale Regelung der Heiztechnik sind alleine für die Fußbodenheizungsregelung in einem gewöhnlichen Einfamilienhaus bereits 30-40 Temperatursensoren üblich (z.B 15 Raumtemperatursensoren, 20-25 Rücklaufsensoren). Die auf dem Sensorenverteiler befindlichen Stabilisatorenelemente stabilisieren zusätzlich die Temperaturmessung der angeschlossenen Sensoren. Diese Sensoren müssen alle mit dem Controme Gateway verbunden werden. Um das Verklemmen und das Routing der Sensoren auf die Sensorlinien so einfach wie möglich zu machen, wurde der Controme Sensorenverteiler entwickelt.

Anschluss des Sensorenverteilers an das Regelgerät (Gateway) über Adapterplatine

Die Gateway-Adapterplatine für den Sensorenverteiler routet die 5V-Spannungsversorgung und alle 5 Sensorlinien des Gateways auf 2 RJ45-Buchsen. Somit kann die Anbindung des Sensorenverteilers mithilfe gewöhnlicher Patchkabel erfolgen. Die Patchkabel und die Adapterplatine sind bereits im Lieferumfang enthalten.

Sensoren am Sensorenverteiler anschließen

Im linken Feld stehen 6 Stk. 3-polige Klemmen zur Verfügung. Dieses Feld ist für den Anschluss von Sensoren, die nicht mit einem vorkonfektionierten Stecker ausgestattet sind vorgesehen (z.B. Raumsensoren).

Am mittleren Feld können Rücklaufsensoren mit vorkonfektionierten Steckern angeschlossen werden.

Im rechten Feld kann über Steckbrücken festgelegt werden, auf welche der 5 Sensorlinien der jeweilige Sensor geroutet wird.

Über die RJ45-Buchsen IN1 und IN2 wird mit den 2 mitgelieferten Patchkabeln die Verbindung zum Regelgerät (Gateway) hergestellt. Die Buchsen OUT1 und OUT 2 dienen zum anbinden weiterer Sensorenverteiler.

Vorgehensweise

  1. Alle Sensoren an die dafür vorgesehenen Anschlussklemmen anschließen. Werksseitig ist die Steckbrücke für die Sensorplätze 1-6 auf die Hauptlinien 4 und 5 gesteckt. Deshalb bitte die ersten beiden Reihen zuerst belegen.
  2. Sollten Sensoren nicht übertragen, oder sollte es zu einer Überlastung einer Sensorenlinie kommen, dann muss die Aufteilung über die Jumper geändert werden. Hierzu kann der Jumper des Sensores der nicht überträgt einfach auf eine andere Linien gesetzt werden. Weitere Informationen zu diesem Fehlerbild finden Sie hier.

Hinweise: 

Technische Daten Sensorenverteiler

  • Betriebs­span­nung: 5VDC 50 hz +/- 10%
  • Ein­gänge für Sensoren: 15 (5VDC)
  • Span­nungs­ver­sor­gung: erfolgt über das Controme Gateway mit 5VDC
  • keine zusätzlichen Klemmen notwendig. Jeder Sensor wird einfach mit allen 3 Adern auf die Platine aufgesteckt.
  • bei Bedarf können je Klemme 2-3 Sensoren eingeklemmt werden.
  • einfachste Verbindung zum Controme Gateway über mitgelieferte Gateway-Adapterplatine und 2 x Cat7-Patchkabel.
  • Mon­tage: Hut­schie­nen­mon­tage nach DIN EN 50022,
  • Abmes­sun­gen: 123 x 90 x 24mm
  • Tei­lungs­ein­hei­ten Schaltschrank: 8 TE (1 TE ent­spricht 1/5 Zoll, also 5,08mm)
  • Schutz­art: IP30
  • Schutz­klasse: II
  • Umge­bungs­tem­pe­ra­tur: 0 … +50°C

Anschlussbelegungen der unterschiedlichen Sensortypen

Aufputz- und Unterputzsensoren

1 = GND

2 = Data

3 = +5V

Hülsentemperatursensoren mit grauer Leitung

blau = GND

weiß = Data

schwarz = +5V

Hülsentemperatursensoren mit schwarzer Leitung

schwarz = GND

gelb = Data

rot = +5V

Temperatursensor Decken- bzw. Trockenwandeinbau

Der Fühler verfügt nur über 2 Adern.

blau = GND

braun = Data

Außentemperatursensor

1 = GND
2 = Data
3 = +5V

Der Fühler verfügt nur über 2 Adern.

blau = GND

braun = Data

Verbinden mehrerer Sensorenverteiler

  • Falls mehrere Sensorenverteiler miteinander verbunden werden sollen, kann dies bequem mit 2 Stk. Cat.7 Patchkabeln erfolgen. Bitte dringend darauf achten, dass es sich um Cat.7 Patchkabel mit Gesamtschirmung UND Adernpaarschirmung handelt.
  • Sofern keine fertig konfektionierten Patchkabel verlegt bzw. eingezogen werden können, muss ein kleines Patchpanel (im Bild Sensornetzwerk-Verteiler) im Heizkreisverteiler installiert werden.

Kabelgebundene Sensoren anlegen

Alle kabelgebundenen (Raumsensoren, Rücklaufsensoren, Heizraumsensoren und Außentemperatursensoren) werden wie nachfolgend beschrieben konfiguriert.

Sofern Ihr System die Raumtemperaturen mithilfe von Funk-Sensoren misst, legen Sie laut nachfolgender Anleitung in diesem Schritt nur die kabelgebundenen Rücklauf- und Heizraumsensoren an. Für die Konfiguration der Funk-Raumsensoren finden Sie

Größere Anzahl Sensoren anlegen mit QR-Scan

Bei der üblichen Umsetzung einer Controme Installation kommen schnell 40 Sensoren und mehr zusammen. Wir haben deshalb einen einfachen Workflow entwickelt, um mehrere Sensornummern im System anzulegen.

  • iPhone: Suchen Sie mit ihrem Smartphone im App Store nach QR Code Scanner Tinylab und laden Sie die App herunter.
  • Android: Suchen Sie mit ihrem Smartphone im Play Store nach QRbot TeaCapps und laden Sie die App herunter.
  • Scannen Sie nacheinander die QR-Codes, die sich auf den Verpackungen der kabelgebundenen Sensoren befinden.
  • Klicken Sie in der App auf Verlauf –> Bearbeiten.
  • Markieren Sie alle Zeilen, klicken Sie auf Exportieren und senden Sie sich alle gescannten IDs per Email.
  • Öffnen Sie eine leere Excel-Arbeitsmappe und importieren Sie die gesendete CSV-Datei. Sie erhalten dann alle eingescannten Sensor-IDs in einer Spalte der Tabelle.

Über „Sensoren anlegen“ kann nun die generierte Liste in einem Rutsch in Smart-Heat OS eingefügt werden.

  • Rufen Sie die Benutzeroberfläche des Miniservers auf.
  • Klicken Sie im rechten Menü auf „Konfiguration“.
  • Klicken Sie auf „Haus & Geräte“.
  • Klicken Sie auf „Sensoren“
  • Klicken Sie in der Fußzeile auf die rechte Schaltfläche „Sensoren anlegen“.
  • Kopieren Sie alle Sensornummern aus der Versandinfo-Email, die Sie vor der Auslieferung Ihres Controme-Systems erhalten haben in das Feld „Sensor-IDs“
  • Klicken Sie auf „weiter mit Zuordnungen“ und folgen Sie den Anweisungen.

Einzelnen Sensor anlegen

  1. Rufen Sie die Benutzeroberfläche des Miniservers auf.
  2. Klicken Sie im rechten Menü auf „Konfiguration“.
  3. Klicken Sie auf „Haus & Geräte“.
  4. Klicken Sie auf „Sensoren“.
  5. Klicken Sie in der Fußzeile auf die linke Schaltfläche „Sensor anlegen“.
  6. Nehmen Sie die entsprechenden Einstellungen vor.
  7. Klicken Sie auf „speichern“.

Sensortypen in Smart-Heat-OS

Heizraum-Sensor

Sofern es sich bei dem zuvor eingestellten Gateway um eine zentrale Heizungsregelung handelt, wird bei „Sensortyp“ automatisch „Heizraumsensor“ vorgewählt. Alle anderen Sensortypen können frei ausgewählt werden.

Achten Sie beim Anlegen auf eine eindeutige Bezeichnung des Sensors (z.B. „Pufferspeicher oben“ oder „Heizungsmischer Ausgang“). Sie benötigen die Bezeichnungen später in den Softwaremodulen für die Zuordnung.

Raumtemperatursensor

Ein Raumtemperatursensor ist der Sensor, der in der Raumliste für den jeweiligen Raum und im Raum selbst angezeigt wird. Jedem Raum kann nur ein einziger Raumtemperatursensor zugeordnet sein.

Rücklaufsensor

Für Fussbodenheizungs-Rücklaufsensoren (nicht Rückläufe bei zentraler Heizungssteuerung!). Ein Rücklaufsensor ist ein Sensor, der an einem Rücklauf im Heizkreisverteiler installiert ist. Größere Räume haben üblicherweise mehr als eine Heizschleife.

Außentemperatursensor

Ein Außentemperatursensor wird hausweit an den entsprechenden Stellen zur Messung der aktuellen Außentemperatur verwendet. Es kann hausweit nur einen Außentemperatursensor geben.

Luftfeuchte-Sensor

Kabelgebundene Sensoren, die mit einem Luftfeuchtesensor ausgestattet sind haben 2 Identifikationsnummern. Der Sensortyp „Luftfeuchte“ wird automatisch erkannt.

Weitere Konfigurationsoptionen bei kabelgebundenen Sensoren

  • Sensor-ID: Auf jedem Sensor befindet sich die jeweilige Identifikationsnummer. Geben Sie die komplette Nummer wie im Bild links mit Unterstrichen getrennt in das Feld „Sensor ID“ ein. Die Sensornummer muss aus 8 Doppelstellen bestehen.
  • Raum: Wählen Sie den Raum in dem der Sensor installiert wird (nur bei „Raumtemperatursensor“ und „Rücklaufsensor“). Sofern es sich um einen Heizraumsensor oder einen Außentemperatursensor handelt, können Sie dieses Feld frei lassen.
  • Gateway: Wählen Sie das Gateway an dem der Sensor physisch angeschlossen ist. Diese Angabe ist nötig, um später mögliche Ausgangszuordnungen vorzuselektieren.
  • Name (optional):
    • Bei Raumtemperatursensoren und Außentemperatursensoren können Sie dieses Feld frei lassen.
    • Für Heizraumsensoren bitte unbedingt Bezeichnungen im Feld „Name (optional)“ eintragen (z.B. „Speicher unten“ / „Vorlaufsensor“). Bei diesen Heizraumsensoren ist dies sehr wichtig für die spätere Identifizierung.
    • Bei Rücklaufsensoren ist folgendes die präferierte Methode:
      • Die Heizkreisverteiler (HKVs) werden von unten nach oben nummeriert (Keller=1, EG=2, 1.OG=3 usw).
      • Die Rückläufe in den HKVs werden von links nach rechts nummeriert
      • Die Benennung erfolgt dann jeweils mit dem Nummer und „RL“ als Prefix – z.B. „2.1 RL Wohnzimmer“, „2.2 RL Wohnzimmer“, „2.3 RL Wohnzimmer“, „2.4 RL Küche“, …
  • Korrekturoffset: Manche Sensoren zeigen aufgrund äußerer Einflüsse (z.B. Zugluft oder Montage an kühler Außenwand) konstant zu hohe oder niedrige Werte. Ein Korrekturoffset wird automatisch auf jeden übertragenen Sensorwert aufgeschlagen.