Forum: Haus & Smart Home Fussbodenheizung über Raspberry pi


von Alexander T. (mr-t)


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Hallo,
 ich möchte meine Fussbodenheizungstellwerke über das Raspberry PI GPIO 
interface regeln. Grundsätzlich werde ich zwei stromkreisläufe haben. 
Einen Für den Raspberry und einen für das Stellwerk. Der Raspberry 
steuert dann einen Volt-Regulator über GPIO, der variabel Spannungen 
zwischen 0-24V (Max 400ma) durchlässt. Kennt ihr ein Raspberry(GPIO) 
fähigen microcontroller der meinen Stellwerkstromkreis variabel steuern 
kann?

Besten Dank im voraus,
Mr-t

von Dominik L. (Gast)


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Hallo Alexander,
ich hab das mit meiner Fußboden Heizung ähnlich gemacht allerdings als 
PWM gelöst.
Schau mal hier:
http://www.horter-shop.de/de/home/93-bausatz-i2c-analog-input-modul-5-kanal-10-bit-4260404260752.html
Die Module waren per I2C über den GPIO angesprochen. Lässt sich 
sicherlich auch einfach auf 24V modifizieren. Das Programm könnte ja 
über Python und die I2C-Libs laufen. Ich habe dafür allerdings die 
kostenpflichtige Codesys Runtime im Einsatz.
Gruß Dominik

von omg (Gast)


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Alexander T. schrieb:
> ich möchte meine Fussbodenheizungstellwerke über das Raspberry PI GPIO
> interface regeln.

overkill

von Alexander T. (mr-t)


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Hi Dominik,
 wow danke für die schnelle Antwort. Ich hätte evtl noch dazu schreiben 
sollen, dass ich Informatiker bin, und das löten eigentlich vermeiden 
wollte. ;) Falls es nicht anders geht muss ich natürlich zum Lötkolben 
greifen.

Ein schon fertig (gelöteter) Controller, mit dem man einen Stromkreis 
zwischen 0-24V steuern kann, wäre natürlich das Beste. Falls Ihr 
hinsichtlich dessen noch Tip habt, würde ich mich freuen.

P.S manche Stellwerke laufen auch von 0-240V was würdet ihr hier 
empfehlen evtl. 8 Relais mit gewissen Widerständen in Reihe schalten, 
oder wie macht man das?

@overkill -> zwei Stromkreise :)

von Flip B. (frickelfreak)


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Thermische stellantriebe arbeiten doch nur binär!?

von Mitlesa (Gast)


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Dominik L. schrieb:
> Re: Fussbodenheizung über Raspberry pi

Also ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen dass ein
Raspberry Pi soviel Leistung herbringt dass man damit einen
Fussboden sinnvoll heizen könnte.

von Alexander T. (mr-t)


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Flip B. schrieb:
> Thermische stellantriebe arbeiten doch nur binär!?

http://www.cosmo-info.de/fileadmin/user_upload/DL/COSMO-Fussbodenheizung/COSMO-Fussbodenheizung-verdrahtet/COSMO-CST230-CST24.pdf

Die hier sind verbaut. Ich habe angenommen, dass die Spannung variabel 
geschalten wird da ja auch das Raumthermostat unterschiedliche 
Einstellungsstufen (0-6) hat. -> Daher meine Vermutung das eine variable 
Spannung anliegt und somit die den Öffnungsgrad des Ventils bestimmt.

: Bearbeitet durch User
von Alexander T. (mr-t)


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Wenn Sie binär arbeiten wäre das natürlich eine Erleichterung :). Ich 
werde mich auch gleich mal informieren.

von oszi40 (Gast)


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Schließzeit 2...3 Minuten sagt Dein Datenblatt.

Frage ist eher, ob Du später als Opa mit 80 Jahren Deine Anlage noch 
voll im Griff hast oder ein daher gelaufener Elektriker dann alles 
rausreißen wird und in jeden Raum ein simples Thermostat mit Bimetall 
einbaut.

Übrigens werden die Ventile nach Jahren manchmal undicht und das Wasser 
spitzt dann in die Stellantiebe. Man sollte also auch an solche Fälle 
denken.

von Alexander T. (mr-t)


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@oszi40 nicht pessimistisch, bis 80 ist noch ein bisschen hin und die 
Teile halten einiges aus. Hoffe ich zumindest ;)

@frickelfreak Danke für deine Antwort. Die Stellwerke arbeiten 
tatsächlich binär und der Durchlauf wird durch "rhythmisches" Ein- und 
Ausschalten kontrolliert.
Zitat:
"Stellantrieb für Edelstahl-Verteiler
Jede Abweichung vom Sollwert der Raumtemperatur veran- lasst den 
Stellantrieb, eine entsprechende Hubbewegung an das Ventil 
weiterzugeben. Regler und Stellantrieb arbeiten nach dem 
„AUF/ZU“-Prinzip. Variables rhythmisches Öffnen und Schliessen, abhängig 
vom Wärmeleistungsbedarf, bewirkt außerdem ein stetigähnliches 
Regelverhalten."

@Dominik und frickelfreak Danke für Eure schnellen Antworten, Ihr habt 
mir sehr weitergeholfen.

Schöne Woche Euch beiden.

von Mani W. (e-doc)


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Alexander T. schrieb:
> ich möchte meine Fussbodenheizungstellwerke über das Raspberry PI GPIO
> interface regeln. Grundsätzlich werde ich zwei stromkreisläufe haben.

Warum umständlich, wenn es einfacher geht...

oszi40 schrieb:
> Frage ist eher, ob Du später als Opa mit 80 Jahren Deine Anlage noch
> voll im Griff hast oder ein daher gelaufener Elektriker dann alles
> rausreißen wird und in jeden Raum ein simples Thermostat mit Bimetall
> einbaut.

Eben!


Ich verstehe nicht, wozu immer ein Mikrocontroller oder ähnliche Dinge
benutzt werden wollen, abgesehen von der Stromversorgung...


Ist die Einfachheit nicht einfach genug?

Man kann ja alles "Verschlimmbessern", ist es aber notwendig, wenn es
einfachere, sichere Möglichkeiten gibt?

von Alexander T. (mr-t)


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Mitlesa schrieb:
> Dominik L. schrieb:
>> Re: Fussbodenheizung über Raspberry pi
>
> Also ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen dass ein
> Raspberry Pi soviel Leistung herbringt dass man damit einen
> Fussboden sinnvoll heizen könnte.

@Mitlesa -> Es existieren zwei Stromkreise. Einer für den Stellentrieb 
(der Laststromkreis) und einer für den Raspberry (Steuerstromkreis). Der 
Raspberry steuert dann, über einen Mikrocontroller, den Stromfluss im 
Laststromkreis also die Stellwerke und durch den Wasserfluss durch die 
Stellwerkventile auch die Heizung.

: Bearbeitet durch User
von Alexander T. (mr-t)


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Mani W. schrieb:
> Eben!
>
>
> Ich verstehe nicht, wozu immer ein Mikrocontroller oder ähnliche Dinge
> benutzt werden wollen, abgesehen von der Stromversorgung...
>
>
> Ist die Einfachheit nicht einfach genug?
>
> Man kann ja alles "Verschlimmbessern", ist es aber notwendig, wenn es
> einfachere, sichere Möglichkeiten gibt?

Ich kann dann über meine Fernbedienung meine Heizung steuern. :) Das 
wird mir mein Leben um einiges vereinfachen. Und die Ladies die ich 
damit beeindrucken kann ;) yeah

von Mitlesa (Gast)


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Alexander T. schrieb:
> @Mitlesa -> Es existieren zwei Stromkreise.

Du verstehst es nicht.

Dein Thread-Titel sagt dass du den Fussboden mit einem Raspberry Pi
heizen willst .....  was von der Energiebilanz her "schwierig" ist.

von Alexander T. (mr-t)


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Mitlesa schrieb:
> Alexander T. schrieb:
>> @Mitlesa -> Es existieren zwei Stromkreise.
>
> Du verstehst es nicht.
>
> Dein Thread-Titel sagt dass du den Fussboden mit einem Raspberry Pi
> heizen willst .....  was von der Energiebilanz her "schwierig" ist.

heizen steht nicht da :) Aber guter Versuch.

von Mani W. (e-doc)


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Alexander T. schrieb:
> Ich kann dann über meine Fernbedienung meine Heizung steuern. :) Das
> wird mir mein Leben um einiges vereinfachen. Und die Ladies die ich
> damit beeindrucken kann ;) yeah

Das ist sicher das Argument, Ladies kann man damit schon beeindrucken,
vor allem, man braucht nicht mehr aufzustehen...

von Alexander T. (mr-t)


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Mani W. schrieb:
>
> Das ist sicher das Argument, Ladies kann man damit schon beeindrucken,
> vor allem, man braucht nicht mehr aufzustehen...

Richtig :)

von Alexander T. (mr-t)


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Super Forum bin immer noch begeistert so schnell eine Antwort bekommen 
haben. Klasse!

von PiFan (Gast)


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Mitlesa schrieb:
> Du verstehst es nicht.
>
> Dein Thread-Titel sagt dass du den Fussboden mit einem Raspberry Pi
> heizen willst .....  was von der Energiebilanz her "schwierig" ist.

Du bist vielleicht ein Schlaumeier.
A) Richtig lesen
B) Hirn benutzen

Junge Junge, bei solchen Intelligenzbestien schauderts mich. Ich sage 
nur "Denk ich an Deutschland ... "

PiFan

von oszi40 (Gast)


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von Christian R. (supachris)


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Alexander T. schrieb:
> Das wird mir mein Leben um einiges vereinfachen. Und die Ladies die ich
> damit beeindrucken kann ;) yeah

"Hey Kirsche, schau mal wenn ich hier jetzt mit meinem geilen Eifon 12 
plus schnell 23 Grad einstelle, können wir morgen abend ganz gemütlich 
kuscheln."

Bei der Trägheit einer FBH ist jegliche elektronische Regelung totaler 
Unsinn. Taugt höchstens um während ein paar Tagen Abwesenheit die Temp 
etwas abzusenken. Eine Sollwertvorgabe per Smartphone....naja wer es 
braucht...normal stellt man die einmal ein und dann ist Ruhe.

von Dominik L. (Gast)


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Hallo Alexander,

mit dem Datenblatt ist es mir jetzt einleuchtend was Du mit 0..24V 
meintest. Die Stellantriebe sind allerdings wirklich nur Binär 
beschaltbar. Also der Gedanke: mit 12V liefern sie nur 50% Stellweg, 
funktioniert also nicht.
Die Ausgangskarte die ich Dir als Link abgehangen hatte ist also auch 
hinfällig.
Was Du machen könntest ist eine einfache Relaisplatine an die GPIOs zu 
hängen. Dieses sind meist mit TTL schaltbar. Alternativ könnte auch eine 
I2C-IO Erweiterung zum Einsatz kommen.

Wenn Du vor hast die Stellantriebe ~50 zu fahren, könntest Du es über 
PWM machen. Bei Einer Stellzeit von ~2 Minuten würdest Du dann 1.Minute 
das Relais schalten und dann wieder 1.Minute spannungsfrei schalten. 
Damit würde sich der Stellweg auf ~50% einpendeln. Das ganze halt 
allerdings bei so einer einfachen Relaisplatine den nachteil das in 
kurzer Zeit relativ viele Schaltungsspiele passieren und somit die 
Lebensdauer nicht mehr die größte ist.

Gruß Dominik

von oszi40 (Gast)


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Dominik L. schrieb:
> allerdings bei so einer einfachen Relaisplatine den Nachteil das in
> kurzer Zeit relativ viele Schaltungsspiele passieren und somit die
> Lebensdauer nicht mehr die größte ist.

Bei der großen thermischen Trägheit einer FBH wird er bei kluger 
Ansteuerung nur wenige Schaltspiele brauchen (sofern der Vorlauf eine 
sinnvolle Temperatur hat). FBH ist Stunden träger als Dein Treppenlicht.

von Dominik L. (Gast)


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Hey oszi40,

gebe ich dir Teilweise recht! Ich habe es auch anfangs erstmal vorworfen 
und hab z.B. zur bestimmten Tageszeit für x.Stunden (Abhängig von 
Außen-/Innentemperatur) die Ventile zu 100% aufgeschaltet.
Trotzdem ist das PWM "Dimmen" von Stellaktoren nicht ganz unüblich! 
Besonders bei KNX-Steuerungen ist das immer wieder umfassend 
implementiert. Sie z.B. S.11:
http://www.knx-gebaeudesysteme.de/sto_g/Deutsch/Oesterreich_Schweiz/ABB_ibus_KNX/APPLIKATIONEN/Heizungs-Klima-Lueftungssteuerung_mit_EIB.pdf

Ich denke ob sowas für eine Anwendung sinn macht oder nicht, muss jeder 
in seinem individuellen Regelungsfall selbst entscheiden.

Gruß Dominik

oszi40 schrieb:
> Dominik L. schrieb:
>> allerdings bei so einer einfachen Relaisplatine den Nachteil das in
>> kurzer Zeit relativ viele Schaltungsspiele passieren und somit die
>> Lebensdauer nicht mehr die größte ist.
>
> Bei der großen thermischen Trägheit einer FBH wird er bei kluger
> Ansteuerung nur wenige Schaltspiele brauchen (sofern der Vorlauf eine
> sinnvolle Temperatur hat). FBH ist Stunden träger als Dein Treppenlicht.

von Bad U. (bad_urban)


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Es gibt auch lineare Stellantriebe. Schau dir mal den SSA61 von Siemens 
an. Der kann mit einem 0..10V Signal angesteuert werden. Und im 
Ruhezustand kann die Versorgung abgeschaltet werden und er behält den 
Wert bei. So könnte man durch Umschalten sogar mehrere Antriebe an eine 
DAC hängen und hätte nichtmal einen Ruhestromverbrauch.

Hier
http://www.haustechnikdialog.de/Forum/t/185047/Fussbodenheizung-linear-regeln
bin ich drauf aufmerksam gemacht worden. Da gibts auch die Diskussion 
über Sinn und Unsinn :)

von Pete K. (pete77)


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Mach lieber einen hydraulischen Abgleich Deiner Heizungsanlage, dann 
kannst Du die Ventile offen lassen. Geregelt wird dann witterungsgeführt 
über Außenthermometer mit möglichst niedriger Heizkurve.

von Wolfgang A. (Gast)


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Pete K. schrieb:
> Mach lieber einen hydraulischen Abgleich Deiner Heizungsanlage, dann
> kannst Du die Ventile offen lassen.

Ack

Es ist ja nicht so, dass das Thema "Regelung einer Fußbodenheizung" hier 
zum ersten Mal diskutiert wird.
Beitrag "Re: Heizungssteuerung Wärmepumpe Fußbodenheizung"

von oszi40 (Gast)


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Pete K. schrieb:
> Mach lieber einen hydraulischen Abgleich Deiner Heizungsanlage, dann
> kannst Du die Ventile offen lassen. Geregelt wird dann witterungsgeführt
> über Außenthermometer mit möglichst niedriger Heizkurve.

Zwischen Theorie, aktueller Sonneneinstahlung und Raumnutzung liegen 
Welten. Deshalb sollte man zwar witterungsgeführt der Vorlauf haben aber 
jedes Zimmer einzeln auch regeln können. Denn Dein Besucherzimmer wirst 
Du nicht jeden Tag voll heizen im Gegensatz zum Bad.

von Sebastian L. (sebastian_l72)


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Auch von hier:
vor dem Basteln in hydraulischen Kreisen, möge der Elektronikbastler 
sich mit den Grundlagen der hydraulischen Regelungstechnik 
auseinandersetzen. Vielleicht wird er erkennen, dass die hyrdraulische 
Regelungstecknik sehr viel kann und Microcontroller nicht zwangsläufig 
überlegen sind.

Denn eines kann eine Fussbodenheizung nicht: Regelhysterese im 
Stundentakt.

Motorisch betriebene 3-Wege-Mischerventile für Heizkreise mit 
Fussbodenheizung gibt es von allen namhaften Herstellern.

Hier
http://documents.junkers.com/download/pdf/file/7181465245.pdf
erklärt Bosch/Junkers den Einsatz deren 3-Punkt Stellmotors und den 
Einsatz in Heizkreisen.

Hier
http://products.danfoss.de/productrange/heatingsolutions/elektrische-stellgerate/ 
erklärt Danfoss deren Stellmotorantriebe.
Stellmotorantriebe gibt es für 230V oder 24V Versorgungsspannung (je 
nach Reglerkonzeption).

Entgegen der anderen Beiträge möchte ich darauf hinweisen, dass es 
sehrwohl auch stetige Antriebe gibt. (vgl. Danfoss AME 13 - 082G3006)
Stetige Antriebe verlangen das in der GLT verbreitede Analogsignal von 
0(2) – 10V oder 0(4) – 20mA. Innenwiderstand nach Datenblatt.
Darüberhinaus gibt es federbelastede Stellantriebe in NC oder NO 
Ausführung.

Dass ein Antrieb proportional stetig ist, bedeutet nicht zwangsläufig, 
dass das Ventil proportional stellt. Die Kennlinie des Ventils ist zu 
beachten.

von Bad U. (bad_urban)


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oszi40 schrieb:
> Denn Dein Besucherzimmer wirst
> Du nicht jeden Tag voll heizen im Gegensatz zum Bad

Das finde ich einen wichtigen Punkt. Anders genutzte Räume im 
Bedarfsfall heiztechnisch ändern zu können. Klar geht das bei einer FBH 
nicht von jetzt auf gleich. Aber die Möglichkeit zu haben wäre für mich 
schon ein Komfortgewinn. Deshalb auch die Idee mit den stetigen 
Anstrieben. Die würden ja auch nix anderes machen als man beim HA an den 
Tacosettern macht. Nur eben automatisch. Und mit dem Vorteil einzelne 
Kreise nicht totzulegen, wie das die ERR macht.

Soweit zumindest meine Theorie :)
Die Praxis wird sich zeigen, wenn das Haus um die FBH erstmal steht :)

: Bearbeitet durch User
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