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.