Für den Controller wird folgende Hardware benötigt:

 

Hardware

HomeMatic CCU2

Die CCU2 regelt den gesamten Funkverkehr zwischen Aktoren und Sensoren. Ihre internen Programmiermöglichkeiten und Verknüpfungen werden nicht verwendet. Die CCU2 ist also nur das Frontend für OpenHAB.

foto e3Q

 

HomeMatic Radiator-Thermostate HM-CC-RT-DN

Mit dem Radiatortermostat wird die Raumtemperatur geregelt. Der FBH-Controller gibt die Sollwerte direkt an das Thermostat.

Foto e3Q

 

HomeMatic Wandthermostat HM-CC-TC

Das Wandthermostat wird nur als Anzeigeeinheit eingesetzt. Außerdem kann hier ein manuelle Solltemperatur abweichen vom Zeitprogramm eingestellt werden.

Foto e3Q

 

Raspberry Pi Model B+

Empfohlen wird ein Raspberry Pi Model B+ oder ein Raspberry Pi Model 2.

 

Sainsmart SSR-Platinen

Zum Einsatz kommen preiswerte Sainsmart Solid State (SSR) Relaisplatinen mit 2 und 8 Ausgangskanälen:

Foto Sainsmart

8-Kanal-Version

Foto Sainsmart

8-Kanal-Version

Jeder der SSR-Kanäle enthält folgende Schaltung (Foto Sainsmart):

Foto Sainsmart

Der Raspberry GPIO-Pin muß also nicht dass SSR direkt ansteuern, sondern über einen Transistorvorverstärker Q1. Hier fließt etwa ein halbes mA Strom vom GPIO-Pin. Die LED ist als Statusanzeige ebenfalls sehr praktisch.

 

Thermische Stellantriebe für FBH-Ventile

Ihr könnt die in Eurer Heizungsanlage eingesetzten Thermoantriebe weiterverwenden. Meine waren defekt und mußten ersetzt werden. Dabei ist zu beachten:

• Ventil normally-closed oder normally-open?
• Hubweg zwischen offen/geschlossen muß zum Ventil passen (vorher messen!)
• Möglichst wenig Leistungsaufnahme: 3-4W
• Optische Anzeige offen/zu (im Foto ist dies der blaue Ring)

Nach längerer Suche habe ich mich für Buderus Antriebe entschieden. Hier passten alle Parameter:

Foto Buderus

Temperatursensoren DS18B20

Für dieMessung von Vor- und Rücklauftemperatur des FBH-Mischers kommen zwei digitale Temperatursensoren DS18B20 zum Einsatz:

Fotos Maxim

Die Sensoren werden mit einem dreipoligen Kabel an die Steckerleisten SL-4und SL-5 angeschlossen. Für einen zusätzlichen Temperatursensor steht noch eine Erweiterungsleiste SL-3 zur Verfügung. GND des Sensors wird mit GND der Steckerieiste, VDD mit 3.3V und DQ mit Data verbunden.

 

LED-Statusanzeige

Mit dem Raspberry GPIO-Pin kann man eine LED direkt ansteuern, wenn man den Strom auf 3mA begrenzt. Dadurch leuchtet die LED nicht sehr hell, aber zum Ablesen des Status reicht es aus. Hier die Schaltung mit Vorwiderstand:

 

BILD

 

Statt einzelne LED's einzulöten, habe ich mich für eine LED-Bargraphanzeige entschieden, die ich auf einen 20-poligen IC-Sockel stecke. Nach Entwicklung der Software (sprich voller Funktionsfähigkeit) kann man die Anzeige auch entfernen, um Strom zu sparen.

 

Adafruit Perma-Proto Pi Hat

Das Breakout-Board wird für den Anschluß der der beiden Relaisplatinen und die Status-LED's benötigt:

Es kostet nur ein paar Euro und erlaubt einen sauberen Aufbau der Hardware. Der 40-polige Stecker für den Raspberry Pi B+ wird auf eine Lötpunktreihe herausgeführt. Diese ist bedruckt. Leider ist das wieder eine eigene Version der Pinbelegung, welche nicht zur Bibliothek 'wiringPi' paßt. Deshalb ist die Zuordnung hier aufgeführt:

wiringPi Pins	Aufdruck Breakout	RPi Pin	Angeschlossene Peripherie	RPi- Funktion	Funktion
8	SDA	3	not connected!	SDA.1
9	SCL	5	not connected!	SCL.1
15	TxD	8	serielle Schnittstelle Senden	TxD
16	RxD	10	serielle Schnittstelle Empfangen	RxD
7	#4	7	1Wire DS18B20	GPIO.7
0	#17	11	not connected!	GPIO.0
1	#18	12	Relaisplatine 1: Ventil 0 (In 1)	GPIO.1	EG WC
2	#27	13	Relaisplatine 1: Ventil 1 (In 2)	GPIO.2	EG Diele
3	#22	15	Relaisplatine 1: Ventil 2 (In 3)	GPIO.3	EG Küche
4	#23	16	Relaisplatine 1: Ventil 3 (In 4)	GPIO.4	EG Wohnzimmer
5	#24	18	not connected!	GPIO5
6	#25	22	Relaisplatine 2: Pumpe 0 (In 1)	GPIO6	FBH-Pumpe
12	MOSI	19	Relaisplatine 1: Ventil 4 (In 5)	MOSI	OG Bad
13	MISO	21	Relaisplatine 1: Ventil 5 (In 6)	MISO	Reserve
14	CLK	23	Relaisplatine 1: Ventil 6 (In 7)	SCLK	Reserve
10	CE0	24	Relaisplatine 1: Ventil 7 (In 8)	CE0	Reserve
11	CE1	26	Relaisplatine 2: Pumpe 1 (In 2)	CE1	Zirkulationspumpe
21	#5	29	LED Booting	GPIO21
22	#6	31	LED Error FBH	GPIO22
26	#12	32	LED Error OpenHAB	GPIO.26
23	#13	33	LED Winter	GPIO.23
27	#16	36	LED Abwesend	GPIO.27
24	#19	35	LED Entkalkung	GPIO.24
28	#20	38	LED Party	GPIO.28
29	#21	40	LED Reserve	GPIO.29

In der linken Spalte stehen die wiringPi-Nummern, welche beim GPIO-Kommando verwendet werden müssen. In der zweiten Spalte ist der Aufdruck der Lötleiste des Breadboard Pi+ beschrieben. Die angeschlossene Peripherie ist in Spalte drei zu finden, während die vierte Spalte die Pinbezeichnungen von wiringPi beihaltet. Wieder einmal unterscheiden sich die Nummerierungssystem - das macht mich wahnsinnig!

 

Schaltplan

Der Schaltplan ist so einfach, dass sich eine eigene Leiterplatte nicht rentiert. Diese Schaltung kann auf der Pi-Hat-Platine schnell erstellt werden:

 

Bestückung Pi-Hat-Platine

Zur Status-Signalisierung kommt eine 10fach-LED-Bar zum Einsatz (LED-Bar 1). Jede LED erhält einen Vorwiderstand von 330 Ohm. Damit fließt ein Strom von etwa 3mA pro Ausgang.

 

Verkabelung des Systems

Der bestückte Pi-Hat wird auf den Raspberry Pi aufgesteckt und mit den beiden Relaisplatinen von Sainsmart verkabelt:

 

Die Verkabelung auf der 230V-Seite muß von einem Elektriker ausgeführt werden. Das bedingt die deutsche Gesetzgebung. Hier besteht Gefahr für Leib und Leben.

 

Bilder des Prototyps

Hier habe ich einige Bilder für Euch, wie der FBH-Controller nach dem Zusammenbau aussieht

 

BILD

 

Benötigte Bauteile

Die Bauteilliste ist vom Juli 2015: 

Nr.	Stk.	Position	Produkt	Lieferant	E-Preis	G-Preis	Link
1	1	Raspberry Pi Model B+	Raspberry Pi Model B+	Pollin	27,90€	27,90€	Link
2	1	Steckernetzteil	HNP13-2USB 2xUSB Steckernetzteil 12,5 Watt	EXP-Tech	10,60€	10,60€	Link
3	1	SD-Card	Kingston 16 GB Micro-SDHC Class10 Speicherkarte	EXP-Tech	11,20€	11,20€	Link
4	1	Raspberry-Gehäuse	Raspberry Pi Gehäuse TEKO TEK-BERRY.0, transparent	Pollin	5,45€	5,45€	Link
5	1	Adafruit Pi-Hat	Adafruit Perma-Proto HAT for Pi Mini Kit - No EEPROM	EXP-Tech	4,95€	4,95€	Link
6	1	Satz Kühlkörper für Pi	Kühlkörper Kit für Raspberry Pi B+	EXP-Tech	4,20€	4,20€	Link
7	1	Relaisplatine 8-Ch.	Sainsmart 8 Channel Solid State Relay 5V SSR	Sainsmart	15,99€	15,99€	Link
8	1	Relaisplatine 2-Ch.	Sainsmart 2 Channel Solid State Relay 5V SSR	Sainsmart	9,99€	9,99€	Link
9	1	Bargraph-LED-Anzeige	10 Elemente, grün	Reichelt	0,88€	0,88€	Link
10	1	IC-Sockel 20-pin	IC-Sockel, 20-polig, superflach, gedreht, vergoldet	Reichelt	0,26€	0,26€	Link
11	2	Temperatursensoren	DS18B20, TO92-Gehäuse	EXP-Tech	4,35€	8,70€	Link
12	9	Widerstände	330R/0,25W, Metallschicht	Reichelt	0,082€	0,74€	Link
13	1	Widerstand	4,7kR/0,25W, Metallschicht	Reichelt	0,082€	0,082€	Link
14	1	Crimpzange	Crimpzange für PSK-Kontakte	Reichelt	18,25€	18,25€	Link
15	2	Crimpkontakte	Crimpkontakte für psk 254, 20 Stück	Reichelt	0,26€	0,52€	Link
16	2	Steckerleiste 2-pol.	Printstecker, Einzelstecker, gerade, 2-polig	Reichelt	0,05€	0,10€	Link
17	2	Gehäuse 2-pol.	Kupplungs-Leergehäuse, Crimptechnik, 2-polig	Reichelt	0,05€	0,10€	Link
18	3	Steckerleiste 3-pol.	Printstecker, Einzelstecker, gerade, 3-polig	Reichelt	0,05€	0,15€	Link
19	3	Gehäuse 2-pol.	Kupplungs-Leergehäuse, Crimptechnik, 3-polig	Reichelt	0,05€	0,15€	Link
20	1	Steckerleiste 4-pol.	Printstecker, Einzelstecker, gerade, 4-polig	Reichelt	0,05€	0,05€	Link
21	1	Gehäuse 4-pol.	Kupplungs-Leergehäuse, Crimptechnik, 4-polig	Reichelt	0,05€	0,05€	Link
22	1	Steckerleiste 6-pol.	Printstecker, Einzelstecker, gerade, 6-polig	Reichelt	0,06€	0,06€	Link
23	1	Gehäuse 6-pol.	Kupplungs-Leergehäuse, Crimptechnik, 6-polig	Reichelt	0,05€	0,05€	Link
			Ohne die Crimpzange ergibt sich diese Summe:	Summe:		102,17€

Die hier verlinkten Lieferanten sind lediglich Vorschläge von Firmen bei denen ich gerne einkaufe.