Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

In dieses Forum gehören all deine Fragen rund um die Elektrotechnik und im Speziellen zum Bereich der Mikrocontrollertechnik.

Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#1

Ungelesener Beitrag picass » 19. Okt 2019, 14:45

In diesem Fred geht es mir um grundlegende Gedanken, bzw. technische Detail-Lösungen für das genannte Thema. Vor mehr als 15 Jahren hatte ich für mein Haus ein solches System angelegt, welches die Rollläden zentral steuert. Das ist auch heute noch recht gut in Funktion, aber nun möchte ich das für ein anderes Haus neu auflegen. Dieses neue Projekt wird im Laufe des kommenden Winterhalbjahres umgesetzt.

Damals hatte ich mir alles alleine ausgedacht, aber ob das auch gute Gedanken waren, oder/und ob das nicht auch anders, vor allem einfacher auszuführen ist, würde ich gerne zur Debatte stellen - nicht alles auf einmal, sondern immer nacheinander.

Die Anlage: Im Keller des Hauses sitzt die Zentral-Steuerung, von dort verzweigen mehrere Kabel – je ein dreipoliges, abgeschirmtes Kabel – über 3 Stockwerke. An jedem Rollladen sitzt eine eigene Steuerschaltung, und dann gibt es noch zwei kleine Schaltkästen, die über Tasten händische Steuerung ermöglichen. Auch ist eine Dämmerungs-Steuerung implementiert.
Is klar, überall werkeln PICs drin - der berühmte 16F84. Der Zentral-PIC im Keller, alle Rollläden und die Handsteuerungen halten über ein von mir ausgedachtes Protokoll Kontakt. Die Rollläden werden nacheinander angesteuert.

Grundsätzliches zur Debattenkultur noch: ich freue mich über jeden Kommentar und jede Idee, auch diejenige von Usern, die es ganz anders machen würden. Allerdings bitte ich herzlich darum, weder beleidigt zu sein, bzw. in der Debatte sich so zu äußern, oder auch nur betroffen zu sein, wenn der eigene Vorschlag weder am Ende umgesetzt wird, noch eine Riesen-Zustimmung erfährt. Bitte bedenken: Die vorhandene Anlage funktioniert - so wie sie ist - bestens, und Änderungen, die eventuell einen sehr erheblichen Zeitaufwand bedeuten könnten, sollen unterm Strich Vorteile bringen. Aber entmutigen möchte ich nun auch wieder niemanden. Brainstorming ist angesagt, jeder kann, keiner muss.
Gegen Ende des Projektes werde ich Schaltpläne und auch das Prog – Obacht, das ist Assembler pur – hier einstellen, wenn das gewünscht wird.



Um einen Schutz vor eingestreuten Störungen über das Kabel-System zu erreichen – immerhin kann ein über 3 Stockwerke verzweigtes Kabelsystem auch als Antenne fungieren - , hatte ich zwei Funktionen eingeführt.

Die Erste: Das Bus-Ausgangssignal wird auf 35 Volt angehoben, und im Eingang natürlich wieder auf 5 V abgesenkt. Mit dem Bus ist hier die Kabelverbindung gemeint. Ist dieser Aufwand gerechtfertigt, oder könnte man aus Gründen der Vereinfachung darauf verzichten, ohne dass allerdings die Gefahr der Einstrahlung von Störimpulsen dadurch größer wird?

Grüße, picass

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#2

Ungelesener Beitrag vloki » 19. Okt 2019, 21:09

Und die zweite Funktion?

Ne, erst mal die erste ;-)
Wie groß war denn der Aufwand für die 35V?

Es gibt ja einige fertige Lösungen von denen ich nur CAN ansatzweise kenne.
Das funktioniert ja angeblich mit 125kBit bis an die 500m Leitungslänge bei wesentlich geringeren Spannungspegeln.

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#3

Ungelesener Beitrag pic18 » 20. Okt 2019, 09:09

Ein Bekannter aus dem Netz schaltet seine Rolladen und das ganze Haus mit CAN. Da arbeitet ein Pic 18F4685

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#4

Ungelesener Beitrag picass » 20. Okt 2019, 09:11

Der Aufwand, den du wohl meinst, hinsichtlich der Betriebsart, bzw. des Bussystems, ist keiner. Da werkelt kein CAN, sondern ein dem RS232 Grundgedanken nachempfundenes "System"! Sprich: ein einzelner Transistor, der aus 5 V die 35 V frei-schaltet und - ach ja - wohl noch 2 Widerstände! Die Frequenz...? Kann man vermutlich noch hören.
Aber würde man auf die "Hochspannung" (HS) verzichten, fiehle ein extra Trafo, die resultierende Stromversorgung und ebenfalls die im Prog implementierte Überwachung der HS weg, deren Vorhandensein halt extra geprüft wird.
Es geht natürlich auch nicht um finanzielle Einsparungen, sondern halt darum, zu vereinfachen, wo das Sinn machen würde und technisch vertretbar ist.

Nicht so drängeln! Wollte schon ein Teil-Thema abarbeiten, und eventuelle Anregungen aufgreifen und z.B. durch Recherche prüfen können, was zumindest bei mir Zeit bracht...und dann erst...
Aber bitte, wenn du es eilig hast:

Die Zweite:
Es gibt eine „halbe galvanische Trennung“. Der Bus, damit ist hier die Kabelverbindung gemeint, ist auf jeder Seite über einen Opto-Koppler geführt. Der trennt aber nur den „positiven“ Strang. An seinen beiden "Füßen", also dem jeweiligen GND-Anschluss, ist diese Masse direkt durch verbunden. Also liegen sämtliche Geräte an einer gemeinsamen Masse, nur die „positiven Daten“ sind galvanisch abgetrennt.
Grüße, picass

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#5

Ungelesener Beitrag vloki » 20. Okt 2019, 09:17

Wenn CAN, dann würde ich einen 18F2xK83 nehmen. Wesentlich günstiger als die älteren Typen.

Falls das ursprünglich System bleiben soll, hätte ich tausende 16F688 im SO Gehäuse.
Würde ich sogar welche verschenken ;-)

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#6

Ungelesener Beitrag picass » 20. Okt 2019, 09:22

Einen schönen Sonntagmorgen auch!
Jetzt hab' ich die Geister gerufen - nämlich diejenigen, welche es gaaaaanz anders machen wollen - und schon sind sie da! Wo gibts hier eigentlich Smilys, finde ich gerade nicht? Es fehlt mir der mit den herunter gezogenen Mundwinkeln. Jetzt muss also erst mal das CAN-System angelernt werden.
Grüße, picass

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#7

Ungelesener Beitrag Nico » 20. Okt 2019, 11:15

Hallo,

da ich ein Verfechter von KNX bin würde ich natürlich immer darauf drängen. Aber an dieser Stelle wäre es vermutlich fehl am Platz, da mir auch der DIY Gedanke sehr weit im Vordergrund zu sein scheint.

Also zurück zur DIY Lösung (was natürlich zu einer herrlichen Spielerei wird): Du schreibst, dass du drei Adern für die Signalübertragung für ein "aufgebocktes" RS232 nutzen möchtest. Habe ich das so richtig verstanden?

Ich würde dir hier in der Tat auch dringend zu einem System mit symmetrischer Signalübertragung raten. Die Industrie hat extra für serielle Datenverbindungen über lange Strecken erprobte Systeme entwickelt. Nicht nötig, das Rad an dieser Stelle neu zu erfinden :-)

Hier der Vergleich ohne symmetrischer Signalübertragung:
Bild

Und mit symmetrischer Signalübertragung:
Bild

Ich würde dir auch CAN oder alternativ RS485 empfehlen :-)
Wo gibts hier eigentlich Smilys, finde ich gerade nicht? Es fehlt mir der mit den herunter gezogenen Mundwinkeln
Es gibt sie. Die "Schwierigkeit dabei ist nur, dass ich die Box zum einfachen Anklicken ausblende. Hintergrund dabei ist, dass ich vermeiden möchte, dass Beiträge mit lauter Smileys voll sind. In der Regel kannst du die gängigen Textformen nutzen, so wird zum Beispiel :-( oder :( zu :-(

Gruß Nico

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#8

Ungelesener Beitrag vloki » 20. Okt 2019, 11:19

:( Mit dem CAN anlernen würde ich noch warten :roll:
Erzähl lieber noch was über die Topologie von deinem Bus.
CAN ist im Grunde gedacht wie eine einzige Leitung, ohne Verzweigungen, die an jedem Teilnehmer vorbei kommt. Bei niedrigen Datenraten, wird aber die ein oder andere Stichleitung schon drin sein. Habe ich aber selbst keinerlei Erfahrungswerte...

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#9

Ungelesener Beitrag pic18 » 20. Okt 2019, 11:57

Was mich an CAN etwas stört, ist der Hardwareaufwand. Hier ein Ausschnitt meiner Platine
Dateianhänge
can.pdf
(68.68 KiB) 17-mal heruntergeladen

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#10

Ungelesener Beitrag Nico » 20. Okt 2019, 11:59

Warum nicht einfach einen fertigen Transceiver nehmen, fertig ist die Laube?!

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#11

Ungelesener Beitrag vloki » 20. Okt 2019, 12:09

Nico hat geschrieben:
20. Okt 2019, 11:59
Warum nicht einfach einen fertigen Transceiver nehmen, fertig ist die Laube?!
Also alles außer dem 2551 weg lassen, oder meinst du was anderes?
(Es gibt ja auch isolierte Transceiver)
Zuletzt geändert von vloki am 20. Okt 2019, 12:17, insgesamt 1-mal geändert.

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#12

Ungelesener Beitrag pic18 » 20. Okt 2019, 12:13

gibt es das ganze auch als fertiges Paket mit galvanischer Trennung, oder meinst du den MCP2551 wie in meiner Schaltung

Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#13

Ungelesener Beitrag Nico » 20. Okt 2019, 12:18

Hatte deinen Anhang nicht angesehen :roll: Ja zugegeben mit galvanischer Trennung ist entsprechend Aufwand erforderlich aber der ist ja aufgrund der Trennung unabhängig und somit auch bei anderen Verfahren notwendig.


Re: Hausautomation : kabelgebundenes Steuerungssystem

#15

Ungelesener Beitrag picass » 20. Okt 2019, 16:38

Au man, hätte ich mal nix über Bus-Systeme gesagt. Das von mir verwendete ist so simpel, da ist schon der Name zu großer Aufwand. Die Kabel bestehen aus 3 Leitungen und der Abschirmung. Ein Käbelchen ist für die Ruhestrom-Plus-Versorgung der PICs an den Rollläden, eines ist für die Daten-Hinleitung, das andere leitet zurück. Das System besteht nur aus Stichleitungen. Ist so, wie ein Zentral-Heizungssystem. Vom Heizkessel gehen Leitungen im Keller zu allen Außenwänden, dort hoch und bedienen die darüber liegenden Heizkörper, rsp. hier die Rolläden.
Das "Datenprotokoll" besteht aus einem Weck-Bit, Pause, dann ein 8-Bit-Wort, oberes Nibbel Daten, unteres hält die Adressen. Fettich...

Habe inzwischen in der Wikipedia nach CAN geschaut und bei Microsoft den MCP2510, und dessen 80-seitiges Datenblatt. Toll, super.... aber bitte ein ehrliches Wort: eine Vereinfachung wäre das nicht gerade. Hoffentlich deprimiere ich euch nicht mit der Schlichtheit meiner Schaltung, und nun möchte ich euren Diskurs nicht stören oder unterbrechen. Technisch interessant ist der allemal.....
Grüße, picass

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