Die hier vorgestellte Schaltung wurde entwickelt, um eine vohandene Heizungsanlage per Internet fernzusteuern. |
Folgende Komponenten waren vorhanden: |
Heizungsanlage Vaillant AtmoTec aus dem Jahr 1999 |
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Raumfühler VRT-PZA ebenfalls von Vaillant |
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Bevor ich diese Aufgabe in Angriff genommen habe, habe ich mir Gedanken gemacht, wie sie am einfachsten zu lösen ist. Eine Möglichkeit wäre, die vorhandenen Schalter, Taster und das Potentiometer zur Temperatureinstellung auszubauen und durch Relais oder elelektroische Schalter zu ersetzen. Die Relais könnten dann mit einem Mikroprozessor der einen Internetanschluss hat angesteuert werden. Diese Variante habe ich sehr schnell verworfen, da sie keine Möglichkeit der Rückmeldung gibt. Ein weiterer Reiz war auch einen Ersatz für den Raumfühler zu schaffen. |
Um keinen Eingriff in die Heizungsanlage vornehmen zu müssen,
habe ich mich auf den Raumfühler konzentriert. Meine Heizungsanlage ist
mit einem 7-8-9-Anschluss ausgestattet. Die Anschlüsse sind wie folgt belegt:
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Die Heizungsanlage AtmoTec erhällt also den geänderten Widerstandswert und somit die geänderte Spannung am Anschluss 7 (Steuersignal). Da die Spannung an diesem Anschluss proportional zur Temperatur ist, kann diese Spannung als Istwert für die Temperaturregelung verwendet werden. Daraus ergeben sich bei Solltemperatur 20°C folgende Abhängigkeiten: |
Raumtemperatur in °C | Ausgangsspannung in % von der Betriebsspannung | Ausgangspannung in V bei 15 V Betriebsspannung | Vorlauftemperatur in °C |
---|---|---|---|
18,5 | ~ 75 | 11,2 | 90 |
18,8 |
~ 71 | 10,7 | 80 |
19,2 |
~ 67 | 10,0 | 70 |
19,5 |
~ 63 | 9,4 | 60 |
19,9 |
~ 58 | 8,7 | 50 |
20,3 |
~ 54 | 8,0 | 40 |
20,6 |
~ 50 | 7,5 | 30 |
Die eigentliche Regelung findet im AtmoTec-Modul statt. Hier wird aber nicht die Temperatur geregelt, sondern die Spannung, die an Anschluß 7 (Steuersignal) anliegt. Bei ca. 57% der Betriebsspannung ist die Solltemperatur erreicht. Ist die Spannung an diesem Anschluß kleiner, ist die Solltemperatur überschritten und die Heizung bleibt aus. Ist die Spannung größer, so wird die Abweichung von diesem Wert ermittelt und daraus die Vorlauftemperatur errechnet. D.h. ist die Teperaturdifferenz zwischen Soll- und Isttemperatur hoch, ist die Ausgangsspannung hoch und damit auch die Vorlauftemperatur hoch. Um nun eine Regelung für verschiedene Temperaturen zu erreichen, muss nur der Nullpunkt verschoben werden. Möchte man die Temperatur auf 25 °C regeln, so muss man die Spannungsdifferenz zu 20 °C in der obigen Tabelle hinzurechnen. Es ergibt sich folgende Tabelle: |
Raumtemperatur in °C | Ausgangsspannung in % von der Betriebsspannung | Ausgangspannung in V bei 15 V Betriebsspannung | Vorlauftemperatur in °C |
---|---|---|---|
23,5 | ~ 75 | 11,2 | 90 |
23,8 |
~ 71 | 10,7 | 80 |
24,2 |
~ 67 | 10,0 | 70 |
24,5 |
~ 63 | 9,4 | 60 |
24,9 |
~ 58 | 8,7 | 50 |
25,3 |
~ 54 | 8,0 | 40 |
25,6 |
~ 50 | 7,5 | 30 |
Grundlage für den neuen Raumtemperaturregler ist ein fertiges Mikroprozessorboard, dass einen Ethernetanschluss hat - ein Bausatz AVR-NET-IO-Board von der Firma Pollin. Dieses Board ist preiswert und es gibt im Internet Programme, die als Freeware verfügbar sind. Bei diesem Board sind fast alle Pins des Prozessors nach aussen geführt. Leider liegen diese auf verschiedenen Steckverbindern. Allerdings ist der Nachbau relativ leicht, da der Schaltplan im Internet verfügbar ist. Eine Komponente wurde von Anfang an ausgetauscht. Es handelt sich um den Prozessor. Im Original ist ein ATmega32 verbaut, dieser wurde gegen einen ATmega644 gewechselt. Er bietet einige Vorteile: mehr Flashspeicher, mehr RAM und PCINT für alle Ports. Beim Einsatz des neuen Prozessors ist nichts weiter zu beachten, da die beiden AVRs pinkompatibel sind. Nicht bestückt wurden der Spannungsregler für 5 Volt (IC1) und alles was davor ist. Dazu zählen D1..D5, C2, C3 und J1. Für die Stromversorgung wird ein Step-Down-Regler eingesetzt. | ![]() |
Grundlage für die Software war ein fertiges Programm von U. Radig, dass bereits den Ethernetstack enthält. Es hat die Bezeichnung ETH_M32_EX. Diese Software bietet die Möglichkeit, Signale des Prozessors auf der HTML-Seite darzustellen und Signale bzw. Zustände an den Prozessor zu geben. Somit werden dann Temperatur, Uhrzeit, Timer und andere Zustände auf der HTML-Seite dargestellt bzw. können beinflusst werden. | ![]() |
Das AVR-NET-IO-Board wurde mit folgenden Komponenten erweitert:
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Die Software ETH_M32_EX
ist in C geschrieben. Diese wurde entsprechend den Anforderungen des Raumfühlers
angepasst. Die HTML-Seite wurde komplett überarbeitet und zeigt nun
Uhrzeit, Temperatur und Timer an. Bisher wurde auf Bilder verzichtet.
Damit die grafische Darstellung etwas aufgewertet wird, wurden verschiedene
Farben verwendet. Um die hier dargestellten Werte anzeigen zu können,
wurde auch die entsprechende Datei (httpd.c) angepasst.
Im Hauptprogramm wurden Programmänderungen durchgeführt,
die die Darstellung der Uhrzeit auf dem Display betreffen.
Der wichtigste Teil befindet sich in der Datei timer.c. Hier wird die
Temperaturmessung durchgeführt. Auch die Berechnung des PWM-Wertes
für die Ausgangsspannung wird in diesem Programmteil vorgenommen. Dazu
werden die Timer ausgewertet und es wird die Solltemperatur ermittelt.
Die Abfrage erfolgt alle 15 Sekunden.
Die Software wurde mit avr-gcc (GCC) 4.2.2 (WinAVR 20071221) übersetzt. |
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Download der unbereinigten Software |
Bilder vom Versuchsaufbau | |||
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Haftungsausschluss: Ich kann auf die dargestellten technischen Sachverhalte keine Gewähr geben. Für alle Schäden, die aus dem Nachbau entstehen, bist Du selbst verantwortlich.
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