Thermische Solaranlage mit Pulsweitenmodulation und 1-Wire Fühler

[Gast]

Hallo zusammen,

ich bin neu hier und hoffe ich poste in der richtigen Kategorie und jemand kann mir weiterhelfen.
Vor einiger Zeit habe ich Elektriker gelernt, bin aber schon ein paar Jahre raus aus der Übung. Habe trotzdem letztes Jahr mein Eigenheim selbst installiert und mich dabei auch wieder ein wenig mehr mit der Hausautomation auseinander gesetzt.
Jetzt möchte ich gerne die Steuerung für meine Solaranlage über die bestehende Loxone realisieren bin aber leider kein Loxone Profi und hätte deswegen einige Fragen.

Einige Infos:
-Solarpumpe mit Pulsweitenmodulation Grundfos UPM3 Solar (arbeitet laut Anleitung in einem Frequenzbereich von 100-4000Hz )
- ein Speicher (Brauchwasser)
- drei Solarkollektoren, die bereits vorhanden sind
-1-wire Extension bereits vorhanden (derzeit für Raumtemperatur)
-DS18B20 Hülsenfühler mit Silikonkabel vorhanden
-Extension und Relay-Extension mit freien Ein- und Ausgängen vorhanden

1.Thema: 1-Wire Fühler am Kollektor
Hat schon jemand 1-wire Fühler als Kollektorfühler verwendet? Ich habe bedenken wegen der hohen Temperaturen die auftreten können.
Die Fühler gehen so weit ich weiß nur bis 130°.
Was passiert im ernstfall beim überschreiten der maximalen Temperatur? Welchen Wert wirft mir der Fühler dann aus?
(Ich habe bedenken, dass ich im ernstfall mit viel zu hoher Temperatur in den Speicher Pumpe)
Trotzdem würde ich aber gerne auf einen Pt1000 mit Messumformer verzichten.
Ich denke hier werden die Meinungen auseinander gehen und einige werden sagen die 130° vom 1-Wire reichen nicht aus, aber hat hier jemand schon einen 1-wire Fühler für diesen Zweck im Einsatz und kann seine Erfahrungen berichten?

2. Thema: Programmierung der Solarregelung mit Pulsweitenmodulator
Es gibt den fertigen Baustein für die Solarregelung, den ich auch verwenden würde. Ich habe auch gelesen, dass man hinter den Analogen Ausgang AQsp einen Pulsweitenmodulator setzen kann um eine Pumpe mit PWM betreiben zu können.
Ich würde jetzt folgendes machen:
Tc von Solarregelung mit meinem 1-Wire Fühler am Kollektor verknüpfen
T1 von Solarregelung mit meinem Boilertemperaturfühler verknüpfen
Qsp von Solarregelung mit einem Digitalen Ausgang verknüpfen und dort auch meine Pumpe anschließen
AQsp von Solarregelung mit AI von Pulsweitenmodulator verbinden
Q von Pulsweitenmodulator mit Analogem Ausgang verknüpfen und dort das Kabel für das PWM Signal anschließen

Liege ich da richtig oder muss ich noch etwas beachten?

3. Thema: Periodendauer an Pulsweitenmodulator
Wenn ich davon ausgehe, dass die Pumpe mit einem PWM Signal zwischen 100-4000 Hz arbeitet (Angabe in der Betriebsanleitung) muss ich die Periodendauer P [s] auf einen Wert zwischen 0,01 (100Hz) und 0,00025 (4000Hz) einstellen.
Was meint ihr dazu? Auf welche Frequenz ist so ein Analagoausgang an der Extension ausgelegt? (Ist ja wahrscheinlich nur ein Transistor?!)
Hat jemand eine PWM Pumpe im Einsatz?

Vielen Dank schon mal, freue mich auf Infos und Anregungen
Grüße Markus

[Christian Fenzl]

1. Mein Bruder hat einen 1-Wire Fühler am Kollektor (Tauchhülse) - bisher kein Problem.
Der Sensor liefert bei >128 entweder 128 Grad, oder wenn er kaputt ist, garnichts mehr. Dafür die Validierung verwenden und eigene Validierung dazubauen.

3. Ich schätze, bei 100 Hz hast du eine nicht sehr genaue Regelung. Bei 1% müsste der AO für 0,01s auf HI ziehen. Es könnte gerade noch so gehen, im Grenzbereich wird es wahrscheinlich haarig.

[Gast]

1. Mein Bruder hat einen 1-Wire Fühler am Kollektor (Tauchhülse) - bisher kein Problem.
Der Sensor liefert bei >128 entweder 128 Grad, oder wenn er kaputt ist, garnichts mehr. Dafür die Validierung verwenden und eigene Validierung dazubauen.

Danke für den Tipp mit der Validierung! Du hast geschrieben wenn der Fühler Kaputt ist liefert er gar nichts mehr. Kommt das öfter vor? Abgesehen davon dass die Fühler sehr günstig sind würde es mich schon ärgern wenn ich alle drei Wochen den Fühler tauschen müsste

3. Ich schätze, bei 100 Hz hast du eine nicht sehr genaue Regelung. Bei 1% müsste der AO für 0,01s auf HI ziehen. Es könnte gerade noch so gehen, im Grenzbereich wird es wahrscheinlich haarig.

Du meinst also ich soll es mal mit den 100Hz versuchen?
Würde der Analogausgang eine höhere Frequenz mitmachen?

[Christian Fenzl]

Zu 1.
Mein Bruder musste nach Jahren noch keinen Sensor tauschen.
Aber du musst deine Anlage trotzdem vorbereiten:

• Der Fühler könnte den Hitzetod sterben
• Ein Kabel könnte abgehen
• Ein ANDERER 1-Wire Fühler könnte ausfallen und den Bus lahmlegen
• Die 1-Wire Extension könnte ausfallen
• Ein Sonnensturm könnte kommen und im Kabel die Bit vertauschen 😉

Die Loxone-eingebaute Validierung für Fühler und Extension kann davon einiges, es schadet aber nicht, eigene Plausibilitätsprüfungen einzubauen (seit 5 Minuten keine Wertänderung? Minus 50 Grad? 🤔). Sowas halt.

Zu 3.
Die SPS-Frequenz des Miniservers (zumindest bei Gen1) ist 100 Hz. 0,01s könnte er da gerade noch schaffen, wenn dann auch noch die Elektronik des AO mitspielt. 20% bei 100 Hz (0,2 EIN, 0,8 AUS) wird er schaffen, aber nicht mit 4 kHz.

[Gast]

Ich denke, hier gibt es ein Missverständnis bezüglich Funktion eines PWM's oder Christian hat sich einfach nur verrechnet.
Bei einem PWM Signal ändert sich das Tastverhältnis Hi/Low innerhalb der Grundfrequenz z.B. 100Hz was dann 0.01s sind,
das heisst die Information muss innerhalb dieser 0.01s untergebracht werden.
Beim Beispiel von 100Hz PWM Frequenz und 1% PWM Stellgrad sieht das Signal folgendermassen aus:
0.0099s Low, 0.0001s Hi, (das sind zusammen 0.01s) dann wider von vorne 0.0099s Low 0.0001s Hi .....
Ohne es Probiert zu haben, bin ich mir sicher, dass das nicht geht mit einem Analog Ausgang.
Gibt es zur PWM Frequenz auch noch eine Angabe zur Spannung?
Lösen könnte man das mit einem Schnittstellenwandler der Analog 0-10V in PWM wandelt (weis nicht, ob es sowas gibt?)
Oder man nimmt einen LED PWM Treiber der zu den geforderten Kriterien (Spannung, Frequenz) passt.
LED Treiber gibt es mit diversen Schnittstellen wie z.B. Analog 0..10V, DMX, DALI, Loxone Tre, je nachdem was du zur Verfügung hast.

[Christian Fenzl]

Danke, du hast völlig recht! Das mit den 100 Hz geht garnicht! Da war ich voll daneben.

[Gast]

Danke für die Infos

[Gast]

Update:
Wir haben heute die Anlage montiert.
Ich habe im moment die Pumpe umgestellt auf Konstant ( Pumpe braucht in diesem Modus das PWM Signal nicht)
Ich bin auch nicht glücklich mit der Ansteuerung über PWM, da ich über die Pumpe selbst auch nicht finde welche Spannung benötigt wird?!

Außerdem dachte ich mir ich nehme den Analogausgang an einer Extension her um das PWM Signal auszugeben (dachte mir das ist die einzige Möglichkeit die hohe Frequenz zu schaffen), weiß aber nicht ob das so richtig ist und wie das funktionieren sollte?! ( Pulsweitenmodulator benötigt Digitalausgang)

Also so wie es jetzt aussieht lasse ich die Anlage erstmal so laufen. Dann wird die Pumpe halt nur ein und ausgeschaltet und nicht geregelt.
Eventuell kann ich die Pumpe an einen Freund verkaufen, der diese gebrauchen könnte.
Ich würde mir dann eine Solarpumpe mit 0-10V Signal kaufen.

Es ist schade, dass Loxone sogar in der Info vom Solarregelung Baustein angibt den Pulsweitenmodulator Baustein zu benutzen in so einem Fall, aber wie die weitere Ausführung aussehen soll und welcher Frequenzbereich möglich ist, ist nirgendwo ersichtlich.