Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board

[Homoran]

Hallo zusammen.
Ich hoffe ich bin hier richtig in der Meckerecke

Da ich aber nicht gerne einfach so meckere, hoffe ich dass sich hier ein paar Hardware-Elektroniker finden, die mir ggf. etwas helfen können.

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Vorgeschichte

Ich habe schon seit einigen Zeiten die Messung und Steuerung bei meinem kleinen Blechpool u.a. über einen Differenztemperatur-Sensor von HomeMatic realisiert. Dazu habe ich die Sensoren am Vor- und Rücklauf zur Pumpe (und damit zu den Absorbern) einfach mit Kabelbindern angebunden und mit einem Stück Rohrisolierung abgedeckt.

Da dies nicht gerade den besten Kontakt zum Rohr (und schon gar nicht zum Wasser - aber bohren und Tauchhülsen einsetzen wollte ich auch nicht) gewährleistet habe ich mir schon länger Rohranlegefühler mit NTC 10k besorgt. Diese sollten eigentlich an ein wired 12/14 Modul angeschlossen werden, aber ich habe bis heute noch nicht geschafft die Leitungen zum Pool zu verlegen.

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Jetzt wird es ernst

Als ich dieses Jahr die Bewässerung automatisieren wollte entschied ich mich dabei für das HmIP MIO16 Board mit seinen 4 Relais für die Magnetventile und da da auch noch freie Analogeingänge sind wollte ich einiges was im Garten an Sensoren anfällt mit anschließen.
Also flugs einen Fühler mal schnell an einem Rohr fixiert

und parallel gemessen um die Formel zwischen Spannung und Temperatur zu ermitteln.

Doch oh Schreck - was war das:

Die Kurve des Anlegefühlers war extrem unruhig was anscheinend auf die in meinen Augen grottenschlechte Auflösung zurückzuführen ist.

Dass die Kurven nicht identisch sind, liegt auf jeden Fall an der Position, der fehlenden Isolierung usw.
Die Differenztemperatursensoren sind im Schatten, währen wohl morgens etwas Sonne auf den Rohranlegefühler fällt.

Um auszuschließen, dass es am Sensor liegt habe ich einen zweiten Rohranlegefühler in der Werkstatt auf die Fensterbank gelegt:

Aber das sah auch nicht besser aus:

(und ja - morgens scheint da die Sonne ganz kurz hin )

Gegenprobe: am letzten analogen Eingang dann noch einen Standard NTC10k von ELV angeschlossen, doch auch das sieht nicht besser aus:

Die beiden Fühler liegen sehr gut beieinander, das Zittern kommt für mich eindeutig von der geringen Auflösung des MIO Boards.

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Die Gretchenfrage

• kann man da irgendetwas optimieren?
  Im Moment sind die Sensoren mit 5V versorgt. Der Port hält laut Beschreibung bis zu 12V aus.
  Wenn ja - habe ich noch ein paar Fragen

Vielen Dank für jeden sachdienstlichen Hinweis, der zur Ergreifung des Zitterns fürhrt

[paul53]

@Homoran sagte:

grottenschlechte Auflösung zurückzuführen ist.

Laut ELV 12-Bit-Wandler 0 - 12 V: Auflösung 3 mV.
Sind die NTC zwischen +5 V und Analog-Eingang geschaltet ?

[Homoran]

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Sind die NTC zwischen +5 V und Analog-Eingang geschaltet ?

Ja

[paul53]

@Homoran
Schalte einen Widerstand 10 ... 15 kOhm und einen Elko parallel zum Eingang. Die Temperatur muss dann natürlich anders berechnet werden.
Wie hoch ist der Eingangswiderstand der AI ?

[Homoran]

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Die Temperatur muss dann natürlich anders berechnet werden.

Das werde ich sowieso "empirisch" machen, dafür ja die Grafik.

Hier nochmal die Verdrahtung:

5V Ausgang des Boards -> rot -> NTC -> weiß -> Analoger Eingang

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Schalte einen Widerstand 10 ... 15 kOhm und einen Elko parallel zum Eingang

OK!
Mal sehen ob ich da noch was habe.

Das "Zittern" ist sekundär.
Ich weiß nicht ob ich das jetzt richtig beschreibe:
Die Größe der Schwankung (rote Linie) im Vergleich der blauen Linie des WDS30 ist nur ein hundertstel Volt!
feiner geht nicht aufzulösen

[Homoran]

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Laut ELV 12-Bit-Wandler 0 - 12 V: Auflösung 3 mV.

Dann muss ich nochmal nachsehen wo es da hängt.
in ioBroker werden nur Hundertstel angegegeben, also 10mV Stufen. Finde da aber nichts:

{
  "from": "system.adapter.hm-rega.0",
  "user": "system.user.admin",
  "ts": 1594900716016,
  "common": {
    "name": "HmIP-MIO16-PCB 00251BE98B249D:1.VOLTAGE",
    "type": "number",
    "unit": "V",
    "def": 0,
    "min": 0,
    "max": 12,
    "read": true,
    "write": false,
    "custom": {
      "history.0": {
        "enabled": true,
        "changesOnly": true,
        "debounce": "1000",
        "maxLength": "10",
        "retention": 0,
        "changesRelogInterval": 0,
        "changesMinDelta": 0,
        "aliasId": ""
      }
    }
  },
  "native": {
    "UNIT": "V",
    "ID": "VOLTAGE",
    "TYPE": "FLOAT",
    "CONTROL": "ANALOG_INPUT.VOLTAGE",
    "MIN": 0,
    "OPERATIONS": 5,
    "MAX": 12,
    "FLAGS": 1,
    "DEFAULT": 0
  },
  "acl": {
    "object": 1636,
    "owner": "system.user.admin",
    "ownerGroup": "system.group.administrator",
    "state": 1636
  },
  "_id": "hm-rpc.1.00251BE98B249D.1.VOLTAGE",
  "type": "state"
}

Muss heute abend noch mal in der CCU nachsehen - jetzt ruft die Familie

[paul53]

@Homoran
Die Schwankungen kommen hoffentlich nicht von der 5-V-Spannungsversorung ? Einfach mal mit aufzeichnen (direkt an einen AI).

[paul53]

@Homoran sagte:

10mV Stufen.

Vielleicht wird bei der Wandlung 12-bit-integer --> Float auf 10 mV gerundet ?

[Homoran]

@paul53
Ich mache morgen da mal weiter.

werde mal ein anderes Netzteil nehmen.
und den 5V direkt auf AI4 legen

[Homoran]

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Laut ELV 12-Bit-Wandler 0 - 12 V: Auflösung 3 mV.

Habe gerade in der CCU nachgeshen.
Da werden auch nur 2 Stellen nach dem Komma angegeben:

Selbst wenn der Wandler eine Auflösung von 3mV hat werden dann nur +/- 10mV ausgegeben.
das wäre das was du auch vermutest:
@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Vielleicht wird bei der Wandlung 12-bit-integer --> Float auf 10 mV gerundet ?

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Die Schwankungen kommen hoffentlich nicht von der 5-V-Spannungsversorung

ob das die Messungenauigkeit / Rundung groß ändert?

Die Schwankungen sind ja nur die 10 mV, machen bei 5V allerdings optisch so einen großen Sprung.
Ob eine Spannung von 10V dann optisch "glattere" Kurven zeigt habe ich keine Ahnung.

Dazu hätte ich dann das Problem, dass die Platine mit 5V über µ-USB versorgt wird, in der Anleitung steht, dass bei anderen Spannungen die Versorgungen aus dem gleichen Netzteil kommen müssen.

Ich hätte noch ein 24V Netzteil und zwei Step-Down Wandler., die ich dann auf 5 und 10 V regeln würde. Ist so etwas damit gemeint, damit es die gleiche Masse hat?

[paul53]

@Homoran sagte:

Die Schwankungen sind ja nur die 10 mV

Mit einem Eingangswiderstand von ca. 10 kOhm machen Schwankungen von 10 mV nur noch das 0,4-fache der Temperaturschwankung aus wie bei der jetzigen Beschaltung.

[Homoran]

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

@Homoran sagte:

Die Schwankungen sind ja nur die 10 mV

Mit einem Eingangswiderstand von ca. 10 kOhm machen Schwankungen von 10 mV nur noch das 0,4-fache der Temperaturschwankung aus wie bei der jetzigen Beschaltung.

Hallo @paul53
Bin erst jetzt wieder dazu gekomme mich um die Installation zu kümmern.
In meiner sehr spärlich ausgestatteten Bastelkiste habe ich leider nicht mal annähernd passende Widerstände gefunden.

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Wie hoch ist der Eingangswiderstand der AI ?

Die Bauanleitung muss ich auch noch suchen

Immerhin habe ich das Netzteil ausgetauscht:

Dieses scheint eine etwas niedrigere Ausgangsspannung zu haben. gemessen werden 5,07V.

Ich fürchte aber dass ich immer noch nicht verstehe worauf du hinaus willst.
Die Schwankungen habe ich einmal verglichen. Bei dem WDS30 könnten es tatsächlich 3mV sein, beim MIO16 wie bereits recherchiert 10mV

In den Temperaturen lässt sich das beim WDS auf 0.1K (schein)genau darstellen, während die Genauigkeit von 10mV nur eine Genauigkeit bei der Temperatur von 0.3K, wenn mich meine Rechenkünste nicht wieder verlassen haben. (Ich habe noch nie einen Dreisatz beherrscht)

Das wäre dann eine dreifache Streuung der Werte und das ist was mich stört

[paul53]

@Homoran sagte:

die Genauigkeit von 10mV nur eine Genauigkeit bei der Temperatur von 0.3K

Dann bestelle mal ein paar 12-kOhm-Widerstände.

@Homoran sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Ich hätte noch ein 24V Netzteil und zwei Step-Down Wandler., die ich dann auf 5 und 10 V regeln würde. Ist so etwas damit gemeint, damit es die gleiche Masse hat?

Mit 10 V lässt sich die Temperatur-Auflösung noch einmal verdoppeln. Minus der 10-V-Quelle muss natürlich an Masse des Boards. Die Versorgung des Boards kann aus einer anderen Quelle stammen.

@Homoran sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

In den Temperaturen lässt sich das beim WDS auf 0.1K (schein)genau darstellen

Das passiert auch schon im Controller des Fühlers.

[Homoran]

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Dann bestelle mal ein paar Widerstände.

Danke, dann werde ich mir mal einen Satz leisten

@paul53 sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

Minus der 10-V-Quelle muss natürlich an Masse des Boards. Die Versorgung des Boards kann aus einer anderen Quelle stammen.

So hätte ich es auch gemacht, aber in der Bedienungsanleitung steh:

Bei der speisenden Quelle, die mit den Klemmen
KL1–KL4 und KL9–KL10 verbunden wird, muss es
sich um dieselbe Quelle handeln, aus der auch
die Schaltung an BU1 versorgt wird.

Was ich für schwachsinn halte, wenn man nicht eine Quelle mit mehreren Spannungen zur Verfügung hat.
Deswegen das Konstrukt mit Netzteil und daran angeschlossenen Step-Down Konvertern. Muss ich nur noch zusammenlöten.

[paul53]

@Homoran sagte:

Was ich für schwachsinn halte

Dito. Man darf allerdings die 2. Spannungsquelle nur genau an einer Stelle mit Masse verbinden: Möglichst dicht an den AI.

[Homoran]

@paul53 Ich habe ein Update:

Die Spannungslinie der über Kanal 10 (Klemme4) gemessenen Versorgungsspannung (schwarz) blieb leider nicht stabil

Allerdings kann ich keine Korrelation zu Kanal 1 (rot) und 4 (hellblau) (Klemme 1 und 2) erkennen, zu Kanal 7 (hellgrün) schon eher.
Die "sichtbaren" Schwankungen müssen also nicht vom Netzteil kommen, sondern können auch vom Wndler sein.

[paul53]

@Homoran sagte:

Die "sichtbaren" Schwankungen müssen also nicht vom Netzteil kommen, sondern können auch vom Wndler sein.

A/D-Wandler haben i.d.R. eine interne stabile Spannungs-Referenz (meist 2,5 V).

@Homoran sagte in Probleme mit Homematic IP Multi I/O 16 Board:

keine Korrelation zu Kanal 1 (rot) und 4 (hellblau) (Klemme 1 und 2) erkennen

Das kann durch unterschiedliche Abtastzeitpunkte begründet sein.

[Homoran]

@paul53 Du hast auch auf alles eine Antwort
und das ist gut so!

Ich werde mal beim blauen Claus um die Ecke nachsehen und dieses Set holen.

an Elkos hätte ich noch 10 und 100µF. reicht das?

[paul53]

@Homoran sagte:

reicht das?

Sicherlich. Ich weiß nicht, wie hoch- oder niederfrequent eventuelle Störungen am AI sind, deshalb hilft nur probieren.

[Homoran]

@paul53 Danke nochmals