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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.

CCU2

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.

Radiator-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.

Wandthermostat

Foto e3Q

 

Raspberry Pi Model B+

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

Raspberry Pi B+

 

Sainsmart SSR-Platinen

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

Sainsmart 8-Kanal Platine

Foto Sainsmart

8-Kanal-Version

Sainsmart 2-Kanal Platine

Foto Sainsmart

8-Kanal-Version

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

Schaltung SSR

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:

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

Thermischer Stellantrieb

Foto Buderus

Temperatursensoren DS18B20

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

DS18B20

DS18B20 von unten

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:

Pi Hat

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:

Schaltplan

 

Bestückung Pi-Hat-Platine

Pi Hat Bestückung

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:

Verkabelung

 

Gefahr! 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.