​XXXL Konzentrator/Extension im Eigenbau 128 Eingänge günstig erweiten

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  • mrkue
    Smart Home'r
    • 27.08.2015
    • 52

    #1

    ​XXXL Konzentrator/Extension im Eigenbau 128 Eingänge günstig erweiten

    Hallo,
    manche habe durch meinen Beitrag im PoKeys Thema schon davon gehört.
    seit ein paar Tagen/Wochen bastele ich an einem neuen Projekt um sehr viele Eingänge günstig an dem Miniserver anzubinden. Loxone selber bietet ja leider keine derartige Möglichkeit an, obwohl deren Konzept ja eine Vielzahl an Eingängen verlangt. So kommen bei Steuerung von Lichtelementen über DMX oder Dimmerextension eigentlich nur noch ein paar Rollladen/Raffstore und die eine oder andere Steckdose auf die Ausgänge der Extensions, während man die Eingänge einer Extemsion für Taster, Türsensoren und Fensterkontakte schon bei einem Raum belegt haben kann.

    Ich habe daher nach einem anderen Weg gesucht um viele Eingänge anbinden zu können, und bin bei dem PoKeys gelandet, dieser ist für alle Arten von Fester/Türkontakten auch sehr gut geeignet, bei Tastern jedoch (ohne eigene Logik im PoKeys selber) zu langsam, da dieser vom Miniserver aktiv per Modbus TCP abgefragt werden muss. Leider ist der Miniserver im Vergleich mit anderen Systemen hier scheinbar nicht performant genug.

    Da ich aus anderen Projekten schon etwas Erfahrung mit den Arduinos habe ist der neue Ansatz daher auf Arduino und I2C basierend. Die Kommunikation mit dem Miniserver läuft über eine RS232 Extension (RS485 ginge auch). Der ganze Aufbau ist sehr einfach gehalten und besteht aus 3 Komponenten:
    • Dem Arduino selber mit einem recht einfachen Code von ca. 160 Zeilen (zur Zeit ein MEGA aus Debug gründen ein 3€ ProMini Clone würde aber reichen)
    • Einem RS232 Wandler in meinem Fall ein MAX232 Chip
    • Sowie 1-8 Stück MCP23017 Chips
    Der MCP23017 ist ein 16-Bit I/O Expander mit I2C Interface und bietet somit 16 Eingänge welche durch den Arduino abgefragt werden können da dieser über eine 3-bit Adresse verfügt können bis zu 8 von diesen MCP23017 an einem Arduino angeschlossen werden. Somit ergeben sich 8 x 16 = 128 Eingänge.
    Die jeweiligen Eingänge werden, entgegen meiner ersten Version, einfach als RS232 Sensoren in Config angelegt

    Die Kosten für die Komponenten liegen bei unter 20 € ! rechnet man noch den Preis für die RS232 Extension liegt man im Maximalausbau mit 8 MCP23017 bei unter 1,50€ pro Eingang. Real wird es nochmal etwas mehr werden, da man noch Leiterplatten, Gehäuse für die Hutschiene und ein wenig andere Kleinigkeiten brauchen wird, jedoch ist die Richtung recht vielversprechend.

    Auf dem Steckbrett habe ich einen Probeaufbau mit allen 128 Eingängen nun seit über einer Woche Störungsfrei am laufen, Tasterbetätigungen (auch 2,3 oder nochmehrfach Klicks) werden zuverlässig erkannt und ohne Verzögerung an den Miniserver gesendet. Da ich nun einen ersten Prototypen mit Gehäuse und Platine erstellen möchte wollte ich euch fragen was die sinnvollste und universellste Lösung für die Eingänge wäre? Von Haus aus kann man Signale verarbeiten welche den jeweiligen Eingang auf GND ziehen, Loxone Komponenten arbeiten hier ja üblicherweise mit +24V Signalen. Denkbar wäre auch zusätzlich Optokoppler zwischenzuschalten, was denke Ihr dazu?

    Es würde mich freuen wenn Ihr eure Meinung dazu schreiben würdet, ich werde über die weiteren Erfolge oder Misserfolge berichten. Auch möchte ich später noch Ausgänge des Arduino nutzen oder auch 1-wire Sensoren über den Arduino mit auslesen lassen, vielleicht gibt es ja auch dazu noch weitere Ideen.
    Hier noch ein paar Bilder vom aktuellen Testaufbau:

    gruß Stefan

    PS ich poste im HowTo Bereich da ich wenn das Projekt stabil läuft hieraus noch eine Anleitung erstellen möchte
  • Helmut
    Extension Master
    • 01.10.2015
    • 102

    #2
    Dazu eine Platine mit Optoentkoppelten Eingängen wären sinnvoll, direkt will sicher keiner 5Volt Pegel über lange Leitungen anschließen wollen.

    Kannst Du selber routen, oder soll ich Dir helfen? So ähnlich wie Eine für die Pokeys-Module? Hut 9c


    Kommentar

    • simon_hh
      Lox Guru
      • 18.09.2015
      • 2659

      #3
      Tolles Projekt. Leider kann ich keine Platinen entwerfen, aber bin sehr interessiert
      Haus: Bj 1959, gekauft 2011, totale Entkernung, Dachausbau, Erweiterung & Vergrößerung: Start: 2014, Ende: 2050
      Loxone: 1 x Ms Gen.02, 1 x MS Gen.01, 5 x Ext., 4 x Relay Ext., 1 x Dimmer Ext., 2 x 1-wire Ext., 1 x DMX Ext. 1 x TREE Ext. mehr kommt noch
      Licht: DMX LED Beleuchtung (24V), MW HLG Serie und eldoled Dimmer
      Heizung: Brötje WBS 22F, OG Heizkörper und FuBoHeizung über RTL, EG FuBoHeizung

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      • cali
        Smart Home'r
        • 29.08.2015
        • 63

        #4
        Eine ähnliche Idee hatte ich auch schon. Ich würde dafür einen Ethernet Arduino nutzen. Siehe hier: http://learning.grobotronics.com/201...port-expander/.
        Man könnte jeweils ein Board nur mit Eingängen, eines nur mit Ausgängen und ein mit 50:50 Ein-/Ausgängen vorsehen.Die Ausgänge würde ich als 24 V auslegen um damit Koppelrelais anzusteuern. Die Eingänge würde ich ebenfalls mit 24 V Optokoppler auslegen. 24 V ist Industriestandart.

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        • Marco Grasso
          LoxBus Spammer
          • 03.09.2015
          • 249

          #5
          Hallo Platinen Entwerfen ist nicht schwer!
          Da gibt es gute Youtube Videos für Eagle, Eagle ist kostenlos solange du nur 2 Layer nutzt!
          Bestellen kann man in China per Gerber File! lieferzeit 14 Tage bei Standard Versand!
          Bei Eagle erstellst du einen Schaltplan und deine fertige Schaltung Läd das Programm ist den Platienen Designer! Da legst du die grösse des PCB Fest und Platierst die Bauteile, Fehler werden angezeigt! Nach ca 2 Abenden sollte das erste grosse PCB fertig gezeichnet sein!
          Ich habe das auch schon gemacht!

          Gruss

          Kommentar


          • doc-brown
            doc-brown kommentierte
            Kommentar bearbeiten
            hi,
            ist bei der kostenlosen eagle version die platinengroesse 160x100 moeglich?
        • Prof.Mobilux
          Supermoderator
          • 25.08.2015
          • 4706

          #6
          Tolles Projekt! Arduino mit Ethernet Shield finde ich noch interessanter da man sich so noch die relativ teure RS232 Extension spart... Damit hätte man wirklich unendlich viele Eingänge.

          Ansonsten wäre ich auch für 24V Auslegung. Macht es insgesamt am einfachsten.
          Zuletzt geändert von Prof.Mobilux; 22.12.2015, 10:04.
          🇺🇦 Hilfe für die Menschen der Ukraine: https://www.loxforum.com/forum/proje...Cr-die-ukraine


          LoxBerry - Beyond the Limits

          Kommentar

          • Robert L.
            MS Profi
            • 26.08.2015
            • 922

            #7
            also sowas in der Richtung:





            Kommentar

            • cali
              Smart Home'r
              • 29.08.2015
              • 63

              #8
              Robert das trifft es schon sehr gut. Leider werden dort wieder fest verbaute Relais verwendet.Diese sind oft nicht VDE konform und man hat das Problem das man diese entlöten muss, wenn einmal einer defekt ist. Ich verwende zur Steuerung unserer Heizungsventile zudem elektronische Relais, da diese wesentlich mehr Schaltzyklen zulassen.
              Das "Protokoll" würde ich so wie in meinem Projekt beschrieben aufbauen:
              Hallo, ich möchte mein Projekt mit euch teilen und hoffe auf ein gutes Feedback, sowie weitere Ideen und Verbesserungsvorschläge. Hintergrund: Unsere

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              • Special
                Special kommentierte
                Kommentar bearbeiten
                Die Relays habe ich seit knapp zwei Jahren am laufen, allerdings die 16 Relai Karten. Mir ist noch keins kleben geblieben und ich schalte alle Steckdosen ab, auch PC , TV usw. Habe mal gelesen das dieses Modell oft in WM verbaut werden, dort kommt es zu vielen Schaltzyklen. Bei den niedrigen Preis wechsele ich die Karte einfach komplett.
            • Special
              LoxBus Spammer
              • 27.08.2015
              • 437

              #9
              Wie hoch ist die Leistungsaufnahme des Arduino ?
              Und wieviele Arduino´s kann man an den RS232 bzw. RS485 anschließen ?
              Zuletzt geändert von Special; 22.12.2015, 18:04.

              Kommentar

              • mrkue
                Smart Home'r
                • 27.08.2015
                • 52

                #10
                Projektupdate!

                ich bin die letzten Tage leider nicht dazugekommen viel an dem Projekt zu machen möchte aber die Fragen hier etwas aufarbeiten:

                Helmut
                ich werde sehr gerne auf dein Angebot zurückkommen, vorerst für den ersten Prototypen wollte ich mit Fritzing etwas basteln - damit habe ich schon öfters was gemacht und es ist nicht das beste Tool aber dafür sehr einfach, 24V scheint bei allen der Trend zu sein und wird wohl auch das rennen machen

                cali
                ​dein Projekt gefällt mir auch sehr gut
                als Protokoll arbeite ich zur Zeit mit einem einfachen System mit folgender Struktur:
                ADRESSE (falls man z.B. per RS485 mehr als einen Arduino anhängen möchte)
                SIGNALART (wenn noch 1-wire DHT oder Ausgänge kommen sollten)
                ANSCHLUSS (also Pin 1-128 oder eben Temperaturen usw.)
                WERT

                die Daten werden einfach durch ein "|" Zeichen getrennt und der zu übertragende Wert wird in geschweiften Klammen begrenzt

                aber das kann man auch noch ändern - ich wollte es eben so einfach wie möglich halten um auch noch zu wissen wie es aufgebaut ist wenn man mal später etwas ändern möchte

                zum Thema Ethernet:
                eigentlich gefällt mir die sehr direkt Anbindung über Rs232 ober 485 sehr gut da ich so mögliche Fehlerquellen minimiere, doch durch die vielen Anfragen die schon in diese Richtung aufkamen werde ich die Version über UDP wohl auch noch mal angehen (erst wenn RS232 sauber läuft) ich habe noch einen kleinen Arduino UNO am laufen der mir Werte von 1-wire Sensoren einsammelt und per UDP zum Miniserver schaufelt - der arbeitet eigentlich auch völlig stressfrei - warum also nicht

                Marco Grasso
                da ich schon hin und wieder ein paar Platinen mache wollte ich das schon immer mal per Eagle ausprobieren - bisher habe ich mit Fritzing ganz passable Platinen hinbekommen
                ich habe aber bisher auch immer selber geätzt - kannst du mal einen Link und ein paar Preise nennen wo du in China hast herstellen lassen - Helmut nutzt das ja auch und ist zufrieden - selber herstellen hört bei mir halt auch bei einseitigen Platinen auf 2-seitig habe ich selber noch nie gemacht

                Robert L.
                sehr guter Link die Module sind klasse der Preis ist OK könnte man mal testen - leider haben die nur eine Version mit 8 Eingängen
                toll finde ich das dort die gleiche Lösung verwendet wird um 24v Input zu verarbeiten, die mir auch die Tage kam Pollin hat gestern gerade ein paar ULN2803 mit geschickt diese Lösung ist dann zwar nicht Opto entkoppelt aber die ULN2803 sind schön schmal da sie entgegen den Optos nur einen Pin pro Eingang brauchen kann so die Platine schön klein bleiben von den unter deinem Link verwendeten Widerstands Arrays liegen auch ein paar im Paket - der Hinweis passte daher echt super

                Special
                ich denke das ist nicht nennenswert viel
                ich glaube ich hatte mal gelesen der UNO braucht im Leerlauf unter 10mA - ich halte das für glaubwürdig da ich schon einen MEGA über einen Busankoppler mit ein paar Sensoren am KNX Bus hatte - dort sind max 10mA pro Teilnehmer erlaubt und ich hatte keine Probleme
                bei Gelegenheit werde ich aber mal messen

                dies zum aktuellen Stand
                wie gesagt habe ich nun die Bauteile welche noch von Pollin gekommen sind zu verbasteln - ich werde dann zeitnah wieder berichten

                gruß Stefan

                Kommentar

                • Luk27
                  Dumb Home'r
                  • 07.09.2015
                  • 11

                  #11
                  mrkue wie schon gesagt, tolles Projekt! Ich freue mich auf das nächste Projektupdate.

                  Helmut über eine Hut-9 Platine mit Optokoppler und 128 Eingänge (mit RM3,8 sollte dass möglich sein, oder?) würde ich mich sehr freuen. Eine Frage: was meinst du genau wenn du sagst, dass keiner 5Volt Pegel über lange Leitungen anschließen wollen?

                  Kommentar

                  • Helmut
                    Extension Master
                    • 01.10.2015
                    • 102

                    #12

                    Optokopplerschutz: Was meinst Du was Du Dir mit Leitungen an elektrisch statischen Störungen rein holst. Das überlebt der Ardunio nur mit Schutz.

                    Hutschienenmodul: Wer brauch 128 Eingänge? Lass uns doch mal 'ne Umfrage starten, wieviele Eingänge hat jeder so !!

                    Kommentar

                    • Luk27
                      Dumb Home'r
                      • 07.09.2015
                      • 11

                      #13
                      Ok, du hast recht. Wahrscheinlich sind 128 Eingänge echt zu viel, und auch unpraktisch
                      Aber wenn man viele Taster mit 5-Tastpunke, BWMs und Reed-Kontakten (gekippt und geöffnet Zustand) hat, braucht man schon viele digitale Eingänge. Auf der Platine könnte man dann nur so viele MCP23017 wie nötig einlöten.

                      Also, ein Hutschienenmodul mit zumindest 64 Eingänge würde mich interessieren.

                      Kommentar

                      • Helmut
                        Extension Master
                        • 01.10.2015
                        • 102

                        #14
                        Bis ~40 optoentkoppelte Eingänge für Anbindung über Pokeys57E hätte ich fertig, schau mal:
                        Angehängte Dateien

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                        • maxw
                          maxw kommentierte
                          Kommentar bearbeiten
                          Auch ziemlich cool - aber das sind jetzt 2 unterschiedlich Ansätze, die du Helmut und mrkue verfolg, oder? Wollt ihr eure Ideen nicht in einer gemeinsamen Lösung umsetzen? Synergie - Effekte nutzen?
                      • maxw
                        Lox Guru
                        • 26.08.2015
                        • 1362

                        #15
                        Das wird also so etwas wie eine abgemagerte Variante vom Controllino




                        So eine Eingangsplatine mit entsprechender EMV Sicherheit / Optokopplern wäre wirklich HÖCHST interessant! Ich bin dabe :-)

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