Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Außenfühler, Kennlinie umsetzen


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von Wolfgang M. (wolfgam)


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Hallo,

gesucht ist eine Schaltung, die die Kennline eines Außenfühlers passend 
für eine neue Steuerung umsetzt.
(ich meine sowas schon mal gesehen zu haben, finde es aber nicht mehr)

Hintergrund:
Eine neue Heizung (Steuerung) soll mit vorhandener Solarthermie 
verbunden werden. Natürlich passt der 'alte' Aussenfühler nicht zur 
Steuerung.
Einen neuen Fühler aufs Dach zu bringen ist erstens aufwendig (Gerüst 
etc.) und dann ist noch nicht sichergestellt, dass er mech. passt...

Meine naive Idee: Eine Schaltung die z.B. NTC 1K auf NTC 10K umsetzt.
Möglicherweise mit einem kleinen Controller (Arduino) und gespeicherter 
Kennlinie.

Gruß
Wolfgam

von Mokli (Gast)


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Ja, geht. Und was ist Deine Frage?

von Stefan F. (Gast)


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Deine Angabe NTC 1kΩ bzw 10kΩ reicht nicht. Es kommt auch darauf an, wie 
stark sich der Widerstandswert zusammen mit der Temperatur ändert. Das 
ist die B-Konstante.

Es ist äußerst schwierig, einen Widerstand als zweipoliges Bauteil 
elektronisch so zu simulieren, dass alle Eigenschaften gleich sind.

Also wird man sich auf die wirklich benötigen Eigenschaften beschränken 
müssen. Welche das sind, musst du heraus finden. Hast du einen 
Schaltplan von der Platine, wo der NTC angeschlossen wird?

von Wolfgang M. (wolfgam)


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>Ja, geht. Und was ist Deine Frage?

Wenn ich das mit einem Microcontroller simuliere, brauche ich einen 
elktr. gesteuerten Widerstand.

Also 4-Pol:
Eingang: Digitalwert oder analoge Spannung aus DA-Wandler
Ausgang: verhalten eines analogen Widerstandes

Gibt es sowas?

Gruß
Wolfgang

von Cheesus (Gast)


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Ja, gibt es.
z.B. Xicor X9C103PZ

von W.A. (Gast)


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Wolfgang M. schrieb:
> Wenn ich das mit einem Microcontroller simuliere, brauche ich einen
> elktr. gesteuerten Widerstand.

Na ja - meist sitzt ein NTC in einem Spannungsteiler und dann kann man 
dort auch direkt eine Spannung zuführen, die dann lediglich nicht zu 
hochohmig sein darf.
Ein Digital-Poti geht natürlich auch, muss aber nicht sein.
In jedem Fall musst du beide Kennlinien kennen, damit du eine passende 
Übertragungsfunktion programmieren kannst.

Brauchst du eine galvanische Trennung oder darf eine elektrische 
Verbindung zwischen Simulator und Temperaturfühlereingang bestehen?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Wolfgang M. schrieb:
> Wenn ich das mit einem Microcontroller simuliere, brauche ich einen
> elktr. gesteuerten Widerstand.

Nicht nur das, sondern dieser Widerstand sollte elektrisch (galvanisch) 
mit nichts aus deiner Schaltung verbunden sein, sonst koennte es 
Probleme geben, weil dann Heizungssteuerung, Solargedoens und dein µC 
alle miteinander verbunden sind, ohne das sie dafuer ausgelegt waren.
In deinem Fall koennte man sowas wie einen Optokoppler bauen, nur mit 
anderer Transferwellenlaenge: Also einen Thermokoppler: Ein Widerstand 
heizt einen NTC auf die "richtige" Temperatur auf.
"Aussenrum" wird ein popeliger attiny13 oder sowas sicher ausreichen, 
nur muss der halt entsprechend programmiert werden; "And sere is se dog 
burried", wie der Anglophile zu sagen pflegt.

Gruss
WK

: Bearbeitet durch User
von Georg (Gast)


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Wolfgang M. schrieb:
> Ausgang: verhalten eines analogen Widerstandes

Wenn du nicht weisst, wie der Sensor angeschlossen und ausgewertet wird, 
eher nicht. Da es eine neue Heizung ist sollte das aber erforschbar 
sein.

Das einzige was problemlos und zuverlässig einen Widerstandssensor 
ersetzen kann wäre ein Motorpotentiometer.

Georg

von Stefan F. (Gast)


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Cheesus schrieb:
> Xicor X9C103PZ

Der ist nicht potentialfrei und hat nur 100 Stufen von 0 bis 10kΩ. Ich 
fürchte, das ist zu grob. Ob potentialfrei nötig ist, kann ich nicht 
einschätzen. Auf jeden Fall ist das eine wichtige Frage.

von Wolle G. (wolleg)


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M.E. müsste man zuerst die Kennlinie des vorhandenen
NTC (R = (f)Temperatur) genau kennen.

von Mokli (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Also einen Thermokoppler: Ein Widerstand
> heizt einen NTC auf die "richtige" Temperatur auf.

MC.net überrascht immer wieder mit völlig abstrusen Ideen. Und wenn die 
Heizung abschaltet, kühlt der automatisch auf den absoluten Nullpunkt, 
ja?

Der Punkt ist: ohne genau zu wissen, was Du vorhast ist alles andere 
sinnlos. Ja, man kann das simulieren, nein, es gibt keine Lösung die 
automatisch funktioniert.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Mokli schrieb:
> MC.net überrascht immer wieder mit völlig abstrusen Ideen. Und wenn die
> Heizung abschaltet, kühlt der automatisch auf den absoluten Nullpunkt,
> ja?

Das ist fuer so einen Fall lange nicht so abstrus, wie irgendwelche 
Digitalpotivorschlaege, wenn voellig unklar ist, was da zwischen den 
verschiedenen Stromkreisen fuer Potentialverhaeltnisse sind.

Klar sollte man dann auch irgendwann mal wissen, was da genau und in 
welchen Abhaengigkeiten geregelt werden koennen soll.
Aendert aber nix dran, dass ein Heizwiderstand mit 1..2 NTC in der Naehe 
ziemlich simpel aufgebaut werden kann, fast nix kostet und galvanisch 
getrennt ist. Und wahnsinnig schnelle Temperaturwechsel bei einer 
Heizungsanlage eher nicht vorkommen.

Gruss
WK

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wolfgang M. schrieb:
> NTC 1K auf NTC 10K

Oft hilft eine Typangabe der alten und vor allem der neuen 
Heizungssteuerung weiter. Manchmal gibt es auch einen 
Hilfsspannungsausgang, der ein paar mA für eine Anpassungsschaltung 
liefern kann.

von Noch ein Kommentar (Gast)


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Hatte mal ähnliches gebaut. Da ich keinen Schaltplan für die Steuerung 
fand, baute ich es mit 4 Relais und Widerständen auf. 16 Stufen reichten 
für mich aus.

Falls keiner eine bessere Idee hat - mit Relais ist es galvanisch 
getrennt und verhält sich genau so, wie ein temperaturabhängiger 
ohmscher Widerstand.

(Solltest aber kontrollieren, ob es wirklich ein Widerstand ist, kein 
Thermoelement).

Übrigens, ist dir https://heizungsbetrieb.de/de/ schon aufgefallen? Die 
kostenlosen Seiten sind genial, aber das Abo lohnt sich nicht.

Dort gab es auch den Tipp Außentemperaturfühler nach Osten in der Sonne 
montieren. Wenn tagsüber die Sonne die Wohnung aufheizen wird, schaltet 
der Fühler schon früh morgens die Heizung aus.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Es gab hier vor einiger Zeit Threads, der solche Umsetzungen für 
unterschiedliche analoge Tankanzeigen benötigte.

Ähnliches wurde mit Ultra Low Power OP gelöst. Allerdings waren die 
Anforderungen an die Genauigkeit deutlich geringer.

Beispiel eines solchen OP:
https://www.monolithicpower.com/en/mp8103.html

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Dieser blöde Tip aus dem "Heizungsbetrieb" ist nur für sauschlecht 
isolierte Wohnungen geeignet, z.B. für Holzschuppen.

Der Außenfühler ist IMMER ein NTC (alles andere wäre zu teuer), Bereich 
1-5-10 kOhm, er soll die Lufttemperatur in 2 m Höhe messen, Nordseite 
bzw. Schatten, nie am Dach.

: Bearbeitet durch User
von Mokli (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Und wahnsinnig schnelle Temperaturwechsel bei einer
> Heizungsanlage eher nicht vorkommen.

Ja ne, aber kalte Temperaturen sind bei einem Außenfühler die Regel. Das 
heißt Du kannst die allein durch Heizen normalerweise nicht simulieren. 
Wieso das potentialfrei sein muss, ist mir hingegen nicht klar. Die 
Potentialtrennung kann einfach am Netzteil der Schaltung erfolgen und 
Masse zum neuen Fühler verbunden werden.

von Noch ein Kommentar (Gast)


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> ist nur für sauschlecht isolierte Wohnungen geeignet

Umgekehrt. Früher, bei 20kW Heizung machten die 2kW Sonneneinstrahlung 
durch die Fenster keinen Unterschied. Bei den heutigen Dämmungen reichen 
die 2kW aus. Und du kannst die Heizung schon früh Morgens ausschalten.

von Mokli (Gast)


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Noch ein Kommentar schrieb:
> Bei den heutigen Dämmungen reichen

Bei den heutigen Dämmungen hat Deine Heizung aber auch einen 
Raumtemperaturfühler.

von Noch ein Kommentar (Gast)


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> Bei den heutigen Dämmungen hat Deine Heizung aber auch einen
> Raumtemperaturfühler.

Alles nicht so einfach. Du hast ja mehrere Stunden Trägheit. Eigentlich 
musst du die Vorlauftemperatur und Heizgrenzen nach dem Wärmebedarf in 
einigen Stunden einstellen. Raumtemperaturfühler reagiert zu spät.

Dann kommt noch dazu die 10% Kesselverluste beziehen sich auf die 
Nennleistung. Wenn du nur 10% der Nennleistung nutzt, bekommst du 50% 
Kesselverluste.

Du kannst etwa 20% der Heizkosten einsparen, wenn du die Heizgrenzen 
sinnvoll einstellst. Eine einfache Möglichkeit ist, Temperaturfühler im 
Osten in die Sonne hängen. Kostet nichts und bringt auch ein paar 
Prozent.

von Manfred (Gast)


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Mokli schrieb:
> Wieso das potentialfrei sein muss, ist mir hingegen nicht klar. Die
> Potentialtrennung kann einfach am Netzteil der Schaltung erfolgen und
> Masse zum neuen Fühler verbunden werden.

Solange man nicht weiß, ob oder welchen Bezug die abfragende Regelung 
hat, ist potentialfrei immer gut. Ebenso ist nicht bekannt, mit welcher 
Spannung sie arbeitet. Controller mit eigenem Netzteil, irgendwelche 
kapazitiven Kopplungen oder ein Y-Kondensator im Schaltnetzteil ...

Ich würde da nicht lange kaspern, vier oder fünf Widerstände nach 
Binärschema per Relais umgeschaltet und gut gewesen. Man müsste mal den 
Wertebereich anschauen, anstatt mechanisch könnten es vielleicht 
bidirektionale PhotoMOS werden.

von s.c.n.r. (Gast)


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Mokli schrieb:
> Ja ne, aber kalte Temperaturen

Hast du schon mal versucht, an eine Temperatur ein Thermometer ran zu 
halten?
Oder wie willst du sonst feststellen, ob eine Temperatur kalt oder warm 
ist?

von Dergute W. (derguteweka)


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Mokli schrieb:
> Ja ne, aber kalte Temperaturen sind bei einem Außenfühler die Regel. Das
> heißt Du kannst die allein durch Heizen normalerweise nicht simulieren.

Natuerlich waere es bekloppt, wenn man das so aufbaut, dass man da 
heizen und kuehlen koennen muesste, um das gewuenschte Verhalten 
abzubilden. Aber gluecklicherweise gibt's NTCs mit allen moeglichen 
Widerstaenden bei einer bestimmten Temperatur. Also auch andersrum: 
Verschiedene NTCs koennen bei einem bestimmten Widerstandswert auf ganz 
unterschiedlichen Temperaturen sein.

> Wieso das potentialfrei sein muss, ist mir hingegen nicht klar.
Muss vielleicht nicht - aber schaden kanns nicht. Insbesondere, wenn man 
keine Ahnung von den jeweils verbauten Innereien der bestehenden 
Installationen hat.
Und im Zweifelsfall wirst du's schon riechen (und spaeter 
reparieren/zahlen) koennen, wenn Potentialtrennung wichtig gewesen 
waere...

Gruss
WK

von Alfred B. (alfred_b979)


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s.c.n.r. schrieb:
> Mokli schrieb:
>> Ja ne, aber kalte Temperaturen
>
> Hast du schon mal versucht, an eine Temperatur ein Thermometer ran zu
> halten?
> Oder wie willst du sonst feststellen, ob eine Temperatur kalt oder warm
> ist?

Erst mal ein Buch über Kältelehre suchen, kaufen, lesen?
Zuvor ist jegliche Feststellung von Kälte ausgeschlossen.

(Umgangssprache ist... der größte Feind der Wissenschaft.)

: Bearbeitet durch User
von Holger R. (holgerr)


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Wolfgang M. schrieb:
> Eine neue Heizung (Steuerung) soll mit vorhandener Solarthermie
> verbunden werden. Natürlich passt der 'alte' Aussenfühler nicht zur
> Steuerung.
> Einen neuen Fühler aufs Dach zu bringen ist erstens aufwendig (Gerüst
> etc.) und dann ist noch nicht sichergestellt, dass er mech. passt...

Das wird nie was.
Wenn die Heizungsanlage den Widerstand mißt und nicht die Spannung
sondern den Strom haßte verloren.
So viele Relais und Widerstände kannst Du nicht einbauen,
in der geforderlichen Toleranz.
Ich denke das Gerüst ist billiger.
Und wieso ist der Fühler am Dach, normmaler ist die doch an der 
West-oder Nordseite am Gebäude.
HolgerR

von oszi40 (Gast)


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Holger R. schrieb:
> Und wieso ist der Fühler am Dach, normmaler ist die doch an der
> West-oder Nordseite am Gebäude.

Es ist wahrscheinlich 10x einfacher einen neuen Sensor an den richtigen 
Fleck zu montieren, als eine neue Kennlinie zu simulieren. Wieso muß der 
Sensor auf das Dach???

von HildeK (Gast)


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oszi40 schrieb:
> Wieso muß der Sensor auf das Dach???

Die Kollektoren erwärmen sich durch die Sonne. Wenn deren Temperatur 
z.B. 10°K höher ist als das, was am Wärmetauscherausgang im Boiler 
gemessen wird, dann schaltete die Pumpe ein. Und wenn die Differenz nur 
noch wenige °K ist, wieder aus.
Wo sonst willst du denn messen, wann genügend warme Flüssigkeit im 
Kollektor ist?

Meiner Ansicht nach ist dieser Vorschlag bisher noch am besten:
Dergute W. schrieb:
> Also einen Thermokoppler: Ein Widerstand
> heizt einen NTC auf die "richtige" Temperatur auf.
> "Aussenrum" wird ein popeliger attiny13 oder sowas sicher ausreichen,
> nur muss der halt entsprechend programmiert werden;

Dazu muss man 'nur' noch wissen, bei welcher Temperatur der alte NTC 
welchen Widerstandswert hat.

von Dirk St (Gast)


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Mit Gruss zum Morgen

Als regelbaren Wärme-Widerstand
 kann man
  auch einen BJT (Transistor) verwenden ((+) ATTiny,o.-mega, PWM, 
Kondensator + R).
BC547(BC107) bis BD24x z.B., je nach dem
( dabei den entsprechenden Temperaturbereich einhalten).
So etwas machen ich gerade
um einen Halbleiter-Temperatur-Sensor auszumessen.
Kühlung und Relation sind mit Erweiterungen auch messbar.

Dirk St

von Strom (Gast)


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Einen geeigneten Temperatursensor nahe dem Kollektor am Vorlaufrohr 
montieren.
Man weiß ja wenn die Sonne scheinen kann.
Während dieser Zeit kannst Du die Pumpe solange einschalten, bis das 
warme Wasser am Sensor ankommt und softwaremäßig prüfen ob das Wasser 
warm genug ist. Wenn zu kalt, wieder abschalten, ein paar Minuten 
warten, wieder zur Prüfung einschalten.

von Thomas R. (thomasr)


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Zitat/Ausschnitt von der Vaillant Seite. Hätte mich auch gewundert wenn 
es so etwas nicht schon gäbe. Der Empfänger muß das NTC Signal 
nachbilden können.

Ein Umsetzer von ALt auf Neu wird wegen unbekanntem B-Wert nicht so 
einfach, zumindest wird es vermutlich kein Hersteller anbieten (weil dem 
Vorwurf der schlechten Umsetzung ausgesetzt)

"Bei einer witterungsgeführten Heizungsregelung wie dem Systemrelger 
multiMATIC 700 / 700f wird die erforderliche Heizleistung abhängig von 
der Außentemperatur angepasst. Die Messung der Außentemperatur kann 
durch einen Funk-Außenfühler erfolgen. Die Daten werden per Funk an die 
Regelung übermittelt. Durch Einsatz des Funk-Außenfühlers entfällt bei 
einer Heizungsmodernisierung oder Nachrüstung der Aufwand für die 
Durchdringung der Außenwand und die Kabelverlegung von der Regelung zum 
Außenfühler. Der Vaillant Funk-Außenfühler ist zur unabhängigen 
Energieversorgung mit einer Solarzelle ausgerüstet. Die Solarzelle 
versorgt einen Energiespeicher, sodass die Stromversorgung während der 
Dunkelheit überbrückt werden kann."

von Thomas R. (thomasr)


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Nur eine Idee!!

In Prozesskalibratoren ist eine Schaltung enthalten, die einen 
vorgegebenen Temperaturwert in einen entsprechenden Widerstandswert am 
Ausgang wandelt.

Derselbe Kalibrator kann auch einen beliebigen NTC auslesen und als 
Temperaturwert anzeigen.

Zwei Prozesskalibratoren zusammenschalten? Der eine liest den 1kOhm, der 
andere gibt dafür die Kennlinie eines 10kOhm aus?

Wäre mit Kanonen auf Spatzen geschossen aber einfache Kalibratoren gibt 
es aus CN für kleines Geld.

von Stefan F. (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> Der eine liest den 1kOhm, der
> andere gibt dafür die Kennlinie eines 10kOhm aus?

Von welchen NTC genau? Es gibt diese wie gesagt mit unterschiedlichen 
B-Konstanten. Das ist wichtig, ohne diese Werte kann man nichts 
passendes bauen.

von Thomas R. (thomasr)


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Stefan F. schrieb:
> Thomas R. schrieb:
>> Der eine liest den 1kOhm, der
>> andere gibt dafür die Kennlinie eines 10kOhm aus?
>
> Von welchen NTC genau? Es gibt diese wie gesagt mit unterschiedlichen
> B-Konstanten. Das ist wichtig, ohne diese Werte kann man nichts
> passendes bauen.

Ja doch, aber das muß der TO bei jeder Lösung leisten.


Wenn er nicht aufs Dach will muß er diverse Außentemperaturen abwarten 
und jedes Mal den zugehörigen Widerstandswert messen. Oder er besorgt 
sich den gleichen Sensor noch einmal und mißt auf der Werkbank.

Da fände ich eine völlig unabhängige Lösung wie die von Vaillant 
praktischer. Den Sender muß man nur einmal aufs Dach bringen.

von Holger R. (holgerr)


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Das wird nie was.
Wer in der Lage ist meinen Viessman Brennwertkessel und die damit 
verbundene Fußbodenheizung zu 100% zu meiner Zufriedenheit einzustellen, 
bekommt vom mir 99 Jungfrauen und das ewige Leben im Paradies.
Wer Ironie gefunden hat, kann sie behalten.
Fast vergessen, meine Schwiegermutter auch.
Mal sehen o der Beitrag den Moderatoren schmeckt.

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


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Holger R. schrieb:
> Das wird nie was.
> Wer in der Lage ist meinen Viessman Brennwertkessel und die damit
> verbundene Fußbodenheizung zu 100% zu meiner Zufriedenheit einzustellen,
> bekommt vom mir 99 Jungfrauen und das ewige Leben im Paradies.
> Wer Ironie gefunden hat, kann sie behalten.
> Fast vergessen, meine Schwiegermutter auch.
> Mal sehen o der Beitrag den Moderatoren schmeckt.

Das Problem liegt aber wohl nicht in der Regelung :-))

von Thomas R. (thomasr)


Angehängte Dateien:

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Holla die Waldfee, so ganz simpel ist ein Prozeßkalibrator wohl eher 
nicht!

Hier das Innenleben meines chinesischen LB02. Sind das alles 
Optokoppler??

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