Arduino Verkabelung

SteffenR · 21. April 2015 um 03:17

Hallo,

eigentlich wollte ich meine Pläne überwiegend mit 1-Wire umsetzen. Aber dort gab es Probleme mit der Verzögerung z.B. bei Lichtschalter.
In dem Thema: 1-Wire Projekt Fragen - Seite 3 wurde auf den Arduino hingewiesen. Also zum testen ein Arduino Mega Starter Set, ein Dual 5V/230V Relais Modul und ein PWM-0-10V Wandler Modul bestellt.
Relais schalten und Kommunikation von und zu IPS über serielle Schnittstelle klappt wunderbar und schnell. PWM-0-10V Wandler Modul ist noch nicht eingetroffen. Natürlich werde ich noch viel Testaufbauten machen um zu sehen wie gut das alles funktioniert. Was ich dann wirklich über einen oder mehrere Arduino/s machen werde wird sich dann zeigen.

Bei der Verkabelungsplanung in der Wohnung sind jetzt aber ein paar Fragen aufgekommen.
Auf dem Verkabelungsplan seht ihr wie ich mir die Verkabelung vorstelle.
Geht das wirklich, dass man einfach von allen Sachen (5V,12V,24V) einfach auf eine Masse Leitung gehen kann?
Die 5V Ausgang vom Arduino geht auf die 5V Ausgangsleitung vom Netzteil. Das geht doch nicht gut oder?
Kann ich die 5V Ausgang vom Arduino einfach weg lassen wenn ich die 5V vom Netzteil nehme?
Grund für die externe 5V Stromversorgungen ist das ich 21 Relais (21x 71,4mA = 1,5A) schalten will und wenn ein Großteil zur selben Zeit anzieht übersteigt das bei weitem die 40mA vom Arduino, so wie ich das verstehe.

Alle Links gehen zu Datenblätter oder Infoseiten der Hersteller
Arduino Mega: Arduino - ArduinoBoardMega2560
PWM-DA 0-10V Wandler: http://www.cctools.eu/download/Anleitungen/1420.pdf
230V Relais: https://www.ghielectronics.com/downloads/man/20084141716341001RelayX1.pdf
Heizkörperstellventil: http://www.moehlenhoff.de/images/content/oem/125295_1408_Flyer_OEMAntriebe_DEU.pdf
Netzteil: https://www.meanwell-web.com/en/product_info.php?products_id=RT-65D

Gruß
Steffen

ChrisEngel · 21. April 2015 um 07:11

Hallo,

Also zu deinen fragen:

Du musst sogar eine gemeinsame Masse-Leitung benutzen. Hier drauf achten das die Leitung auch den maximalen Strom von den Netzteilen verträgt.

5V Ausgang vom Netzteil würde Ich auf keinen Fall an den Ausgang vom Arduino anschliessen hier kannst du dir den Spannungsregler auf dem Arduino board zerstören. Ich würde die 5V vom Netzteil gar nicht für den Arduino nutzen und auch die 5V Ausgang vom Arduino nicht. Wenn nur der Arduino selbst über die Buchse oder den VIn pin betrieben wird würde Ich diesen an das 12V Netzteil hängen und den Arduino damit versorgen. Da brauchst du dir auch keine gedanken machen wegen dem Strom.

SteffenR · 21. April 2015 um 11:54

Hallo,

Wenn nur der Arduino selbst über die Buchse oder den VIn pin betrieben wird würde Ich diesen an das 12V Netzteil hängen und den Arduino damit versorgen

Das mache ich ja schon. Ich versorge den Arduino mit 12V vom Netzteil.

Ich würde die 5V vom Netzteil gar nicht für den Arduino nutzen und auch die 5V Ausgang vom Arduino nicht.

Die Digitalen Eingänge des Arduinos brauchen, so wie ich das verstanden habe, aber 5V. Also von irgendwo müssen ja 5V kommen?

Gruß
Steffen

sewo · 21. April 2015 um 12:11

Die Digitalen Eingänge des Arduinos brauchen, so wie ich das verstanden habe, aber 5V. Also von irgendwo müssen ja 5V kommen?

Das macht der Spannungsregler vom Arduino.
Die 5V kannst du von Arduino Pins nehemen.

Gruß

SteffenR · 21. April 2015 um 12:24

Die 5V kannst du von Arduino Pins nehemen.

Kann oder muß ich?
Ich muss ja die Relais mit 5V vom Netzteil versorgen weil das der 5V Ausgang vom Arduino nicht schafft. Kann ich dann nicht auch gleich die Digitalen Eingänge mit den 5V vom Netzteil versorgen und ich benutze den 5V Pin vom Arduino garnicht?

sewo · 21. April 2015 um 12:47

Für die Eingänge kannst du die 5V vom Arduino nutzen.
Für die Realis oder Arduino Ausgänge kannst du zb mit ULN2803 ein 5V Netzteil nehmen.(Korrigiert mich wenn ich falsch liege) GND’s verbinden.

Habe eine 8 fach Relais Platine die ich für Pokeys (dank Helmut) gemacht habe. Müsste mit Arduino auch gehen.

Gruß

PS: Mit Pokeys und Helmut’s Platinen hättest du das alles mit einfacheren Programmierung;)

SteffenR · 24. April 2015 um 01:34

Hallo,

Für die Realis oder Arduino Ausgänge kannst du zb mit ULN2803 ein 5V Netzteil nehmen.(Korrigiert mich wenn ich falsch liege) GND’s verbinden.

So wie ich den ULN2803 Baustein verstehe, sind da Transistoren und Dioden drin. Dioden sind schon auf den Relaisplatinen verbaut und ein Transistor bräuchte ich weil der Arduino Ausgang nur 50mA schafft aber ein Relais (gemessen 66mA) braucht. Aber der Baustein braucht ja auch eine 5V Versorgung vom Netzteil. Also kann ich es auch gleich so machen und die Relais direkt mit den Netztel 5V versorgen.

PS: Mit Pokeys und Helmut’s Platinen hättest du das alles mit einfacheren Programmierung

Viele Wege führen nach Rom oder SmartHome ^^ Habe mich für den Arduino entschieden weil theoretisch ein Arduino Mega (werden aber eventuell 2-3) alle meine Anforderungen erfüllt. Die Pokeys Programmierung hab ich mir mal kurz angeschaut. Geht vielleicht auch als Text Programmierung aber auf die schnelle habe ich nur so eine FUP (Funktionsplan) artige Programmierung gesehen. Da steh ich überhaupt nicht drauf, frag mich nicht warum. Ich hab mich in meinem Automatisierungs Techniker Studium riesig auf den SPS Unterricht gefreut. Als uns der Lehrer dieses Funktionsplan Zeug gezeigt hat, hab ich ihn gefragt ob er mich veräppeln will

Für die Eingänge kannst du die 5V vom Arduino nutzen.

Ok also man kann aber man muß nicht. Also hab ich es einfach mal versucht und es klappt. Habe bei meinem Testaufbau nicht die 5V vom Arduino benutzt sondern komplett 5V vom Netzteil. Vorteil ist, dass ich nur eine 5V Leitung durch die Wohnung legen muss und dann in jeder Schalterdose die Relaisspulen mit den Netzteil 5V versorgen kann. So sind die Relais immer gut versorgt.

Jetzt bin ich aber eventuell auf ein neues Problem/Denkfehler/Rechenfehler gestoßen.
Eigentlich habe ich vor ein EIB 2x2x0.8mm Kabel (Masse, 5V, 12V, 24V) einmal durch die ganze Wohnung, unter anderem zu allen Relais für die Deckenlampen zu legen. Wie lange das Kabel jetzt genau wird hab ich noch nicht gemessen, schätze aber ca. 50 Meter.
Mal angenommen ich hänge alle Relais (17 Stück) ans Ende (was sie ja nicht tun werden) der Leitung. Jedes Relais ist angegeben mit 71,4mA (gemessen 66mA). Würde der 0,8mm Durchmesser des EIB Kables reichen?

Strom in Ampere= 0,0714A * 17 Relais = 1,22A
Leitungsquerschnitt=(2Leitungslänge in MeterStrom in Ampere) / (Kappa Cu * Spannungsverlust in Volt)
Leitungsquerschnitt=(250m1,22A) / (56 * 0,3) = 7,26mm2
Leitungsdurchmesser = 2*Wurzel aus(7,26mm2/PI) = 3,04mm

Nach meiner Rechnung nicht. Ok das ist ein Extremfall. Die Relais verteilen sich ja auf der Leitung. Eins nach 1 Meter, zwei nach 2,5Meter, usw. Auch werden, wenn überhaupt nur zu Testzwecken alle Deckenlampen zur gleichen Zeit an sein. Nach meinem Verständnis würde eine Baum Topologie sich auch positiv auswirken?

Mach ich mir da zu viele Gedanken wegen des Leitungsdurchmessers?

PS: Das 0-10V Modul ist angekommen, das teste ich als nächstes.

Gruß
Steffen

Helmut · 24. April 2015 um 08:48

Ich würde mal vorschlagen, statt der 70mA Relais, versuche es doch mal mit Solidstaterelais, Die brauchen weniger…

Gruß Helmut

Boui · 24. April 2015 um 11:41

Naja, dass es eher suboptimal ist, 5V über 50m durchs Haus zu schicken, hatten wir ja schon öfter angesprochen. Da sehe ich auch bei SSR nicht den Vorteil.

SteffenR · 12. Mai 2015 um 01:27

Hallo,

ein Update von meinem Arduino Vorhaben.

Habe jetzt von allen was ich benutzen will min. ein Teil zum testen bei mir Zuhause.
Das wären folgende Sachen:

Arduino Mega
Netzteil 230V zu 5V/12V/24V
5V/230V Relais
Bewegungsmelder
Heizkörper Stellventil 0-10V
0-10V Modul
Temperatur/Luftfeuchte Sensor
50m KNX Kabel für Masse, 5V, 12V, 24V
50m Cat7 Kabel für PWM, 0-10V, I/O Signale

Die Datenverarbeitung im Arduino und die Kommunikation mit IPS (USB com Port) funktioniert störungsfrei und sehr schnell. Genau so habe ich mir das vorgestellt.

Naja, dass es eher suboptimal ist, 5V über 50m durchs Haus zu schicken, hatten wir ja schon öfter angesprochen.

Genau deshalb habe ich mir mal 50 Meter Kabel bestellt und getestet.
Schalten (5V), 0-10V, PWM, Bus Datentransfer über 50 Meter geht problemlos. Relais auch aber wie schon berechnet kann man natürlich nicht viele ans Ende hängen. Denke bei 5V über KNX Kabel ist bei 4-6 Relais nach 50 Meter Ende. Aber da bei mir die längste
Leitung max. 20m lang ist und dort nur ein Relais dran hängt, wird auch das ohne Probleme funktionieren.

Da alle Module funktionieren kümmere ich mich jetzt um den nächsten Schritt. Und zwar wie die Kabel verlegen?
Da ich überall Gibskarton Wände habe war der erste Plan einfach die Kabel hinter den Wänden verlegen. Aber leider sind alle Wände mit Glaswolle ausgefüllt. Das würde zu viel Arbeit machen und ich müsste zu viele große Löcher in den Wänden hinterlassen. Im Moment ist meine Idee, dass ich mit einer Oberfräse Schlitze fräse und dort die Kabel rein lege. Mit Heißkleber oder ähnlichen fixieren und spachteln. Denke das ist der einfachste Weg.
Kurz vor den Einbau Dosen der Lichtschalter gehe ich hinter die Wand, zweige die 4 Adern der KNX und die 8 Adern der CAT7 Leitung ab und gehe mit denen in die Einbaudose. So habe ich überall alle Adern in den Dosen für eventuelle spätere Erweiterungen.

Aber wie mache ich den Abzweig? Ich hab schon stundenlang gesucht nach einer Art 8 Pol T/Y Klemme die nicht zu groß ist. Aber habe nichts gefunden. Kumpel hat mir eine LSA Anschluss Leiste mit gegeben. Ist schon nicht schlecht. Aber eben kein Y/T Verbinder, relativ groß und die Anschlüsse liegen offen. Da müsste dann noch ein Gehäuse drum. Wegen der Glaswolle ist das ratsam ^^ Im Moment scheint mir ein einfaches Löten und Schrumpfschlauch drüber die platzsparende, schnellste und Verbindung Sicherste Methode zu sein.
Oder habt ihr noch eine Idee?

Gruß
Steffen