Automaatio Ranchila

Ajattelin rakennella hieman automaatiota Ranchille. Ajatuksissa siis jotain sellaista, että näkisin huoneitten lämpötiloja yhdestä paikasta kootusti, saisin esim saunankiukaan päälle vaikka etänä, myös kylpyhuoneen lattialämmityksen hallinta olisi kiva saada automaation perään. Pidän lämpötilan talvella noin 10 asteessa kylppärissä, mutta toisinaan olisi hyvä käyttää tila lämpimämpänäkin. Saunomisen yhteydessä poistopuhallin voisi pyöriä jonkin aikaa automaattisesti poistaen kosteutta. Klikkaamalla "saunon tänäviikonloppuna" voisi lattialämmitys olla 23 asteessa koko viikonlopun ja palata sitten 10 asteeseen. Valojen ohjausta älykoti -tyyliin ehkä, tai ainakin sammuttelua ettei unohdu suotta päälle. Liiketunnistimia myös! Kuumavesivaraajan ohjaus edullisemman sähkön mukaan, ja/tai käyttötarpeen mukaan. Pakkasvahti toimintoja ja varoituksia, miksei jokin häkävaroituskin. Eli jotain ihan hyödyllistä(kin) siis

Edelliseltä työpaikalta ostelin vanhoja logiikoita, niitä ajattelin hyödyntää tässä. Ja muuta automaatiorompetta, mitä kertynyt vuosien varrella.


eBaysta tilasin samoja komponentteja mitä Hallillakin tuli käytettyä. Koteloita, PT100 antureita, milliampeerilähettimiä. Kustannukset näille: Kotelo vähän alle 2€/kpl, lähettimet 2,97€/kpl ja anturit 1,48€/kpl, toimituskuluineen ja veroineen. Mitä noita valmiina paketteina joitain vuosia sitten katselin, niin 70€ taisi olla edullisimmat paketit ja tuskin on hinnat ainakaan laskeneet...


Lähetin sopii just tuonne koteloon. Nyt vain reikä anturille, anturi paikoilleen liimalla ja kaapelin läpivientivedonpoisto kylkeen niin lämpötila-anturi olisi valmis


Virittelin pylväsporakoneen niin että kotelo helppo vaihtaa tuohon ja reikä tulee aina juuri oikeaan kohtaan


Siinäpä niitä anturit paikoillaan, liima kuivumassa

Ei ole ketään valittamassa, niin tupa voi yhtäkkiä näyttää testilaboratoriolta esimerkiksi muutaman kuukauden ajan, heh


Joku muu vois pitää tuossa kukkia, tai vaikka hedelmäkoria. Mun mielestä tuohon sopii hyvin ohjelmointiläppäri ja pari logiikkaa


Edellisen työpaikan romuja. Nimenomaan romuja. Kaikki on poistettu käytöstä koska ei toimi. En tiedä mitä teen noilla, tuskin ikinä mitään, mutta on nuo niin hemmetin kalliita osia ettei vaan raaskinu roskiin pistää. Pitää tutkia, saisko jonku ees toimimaan, ees jotenki... Samoin nuo mitä ostin sieltä, ni oli nähtävästi sähköt päällä purettu kaapelit tai sitten jotain muuta pahaa tapahtunut, niin paljon on piirilevyillä folioita palanut... 500-1000€ kortti uutena, uhh...

Lämpötilalähettimet pitää kalibroida ennenkuin asentaa ne käyttöön. Ajattelin toteuttaa sen kahdella vastuksella.

Antureita tulee sisäkäyttöön, ajattelin niille alueeksi -10..+40 astetta(huoneet), -40..+40 astetta(ulkoilma) ja -10..+150 (sauna).
Pt100 anturi (IEC 60751, α = 0,00385):
* -40°C: noin 84,3Ω
* -10°C: noin 96,1Ω
* 0°C: 100,0Ω
* +40°C(38.6°C): noin 115,5Ω
* +100°C: noin 138,5Ω
* +150°C: noin 157,3Ω

Ajattelin ostaa E24 metallikalvovastussarjan eli tarkkuusvastuksia.
www.partco.fi/fi/elektroniikan-komponent...6-kit-025wrs600.html

Huonelämpöanturin lähettimen voisi kalibroida esim 97,6Ω ja 115Ω vastuksilla. Mutta voisinko tehdä kalibroinnin niin, että ylempi vastusarvo olisi "kiinteä" vastus, ja kalibroisin sen, ja sen jälkeen lisäisin rinnalle toisen vastuksen jolla vastusarvo laskisi alemmaksi, ja saisin kalibroitua alemman pisteen?

Huoneet: Jos ottaisi 115Ω vastuksen(100Ω ja 15Ω) ylemmän pisteen kalibrointiin(+38.6°C, lopullinen määräytyy toki mittaamalla) ja sen kaveriksi sitten alempi kalibrointipiste vaikkapa ~98,4Ω(-4.1°C):
1/R2= 1/98,4−1/115 ≈ 0,01016−0,00870 = 0,00146 ⇒ R2≈685Ω
Sarjasta löytyy 680Ω, joten sillä mennään.

Kaava virran laskennalle: I=4 mA+{T−(−10)/40−(−10)}⋅16 mA = 4+ {T+10/50} ⋅16 (piti käyttää hakasulkuja selkeyttämään lausetta)

Virtaviesti tuolla -4.1°C lämpötilaa vastaavalla vastusarvolla(98.4Ω) on I≈4+(5,9/50)⋅16≈5,9mA.
Logiikalla näkyvänä raakana arvona (raw) tuo on 1600..8000 asteikolla laskukaava menee näin:
Raw=1600+(I−4/20−4)⋅(8000−1600) = 1600+(I−4/16)⋅6400 = 1600+400⋅(I−4)
Eli Raw= 2360.

Ja taas 38,6°C lämpötilaa vastaavalla vastusarvolla 115Ω on I≈4+(48,6/50)⋅16≈ 19,6mA
Raw= 7840.

Ulkoilma: 115Ω vastus(100Ω ja 15Ω) ylemmän pisteen kalibrointiin(+40°C) ja kaveriksi rinnalle 300Ω (100Ω ja 200Ω) alemman pisteen kalibrointiin(–38,8 °C, 84,7Ω kun rinnakkain vastukset)
Alempi piste 4.24mA, Raw= 1696
Ylempi piste 19.72mA, Raw= 7888

Sauna: 100Ω → 0°C ja 100Ω+47Ω+10Ω = 157Ω → 149°C (tarkasti 157,31Ω =150°C).
Alempi piste 5mA, Raw= 2000
Ylempi piste 19.9mA, Raw= 7960

Huone: 3 vastuksella, 100, 10 ja 4.7, mitattuna 114.2Ω. Vastaa Pt100 anturin lämpötilaa +36.5°C. Virtaviestinä 18.9mA, Raw 7560.
Toinen vastus 683Ω, joka kytkettynä tuon 114.2Ω rinnalle tekee vastukseksi 97.8Ω, joka vastaa lämpötilaa −5.6°C. Virtaviestinä 5.4mA, Raw 2160.

Ulkoilma: 3 vastuksella, 100, 10 ja 4.7, mitattuna 116.4Ω. Vastaa Pt100 anturin lämpötilaa +42°C. Virtaviestinä 20mA, Raw 8000.
Toinen vastus 297Ω(100Ω ja 200Ω), joka kytkettynä tuon 116.4Ω rinnalle tekee vastukseksi 83.6Ω, joka vastaa lämpötilaa −42°C. Virtaviestinä 4mA, Raw 1600.
Jos olisi -40..+40, niin virtaviestit olisi 3.6mA..20.4mA. Menee alueen yli. Kalibroin sittenkin anturit tuolle -42..+42 alueelle, niin voi käyttää 4mA ja 20mA ääripäille.

Sauna: 3 vastuksella, 100Ω, 47Ω ja 10Ω, mitattuna 157.6Ω. Vastaa Pt100 anturin lämpötilaa +149.6°C. Virtaviestinä 20mA, Raw 8000.
Toinen vastus(paketti) 241.3Ω(220Ω ja 22Ω), joka kytkettynä tuon 157.6Ω rinnalle tekee vastukseksi 95.4Ω, joka vastaa lämpötilaa −11.9°C. Virtaviestinä 4mA, Raw 1600.

Huomasin että yleismittarini antaa 0.5Ω kun laittaa mittapäät yhteen. Eli kaikki vastusarvot on todellisuudessa tuon verran pienempiä. Laskin nopeasti, vaikutus on noin 2°C, eli kaikista arvoista pitää vähentää 2 astetta. Lämpötila logiikan mukaan +4, on todellinen +2. Virhe ei ole lineaarinen, mutta aika liki koko matkan tuo 2 astetta.

Laskin sitten kaikki uudestaan, oikeilla vastusten arvoilla.
Huone: 114.2Ω ja 683Ω(rinnan ≈97.8Ω) → korjatut 113.7Ω ja rinnan 97.3Ω. Vastaavat lämpötiloja -7°C ja 35.2°C. Virtaviestit 5mA ja 18.6mA

Ulkoilma: 116.4Ω ja rinnan 83.6Ω → korjatut 115.9Ω ja 83.1Ω. Vastaavat lämpötiloja -43.6°C ja 40,7°C. Virtaviestit 3.6mA ja 19.9mA

Sauna: 157.6Ω ja 241.3Ω → korjatut 157.1Ω ja 240.8Ω, rinnakkain 95.1Ω. Vastaavat lämpötiloja −12.7°C ja 148.3°C.Virtaviestit 3.7mA ja 19.8mA.


Kasasin vastukset valmiiksi paketeiksi ja juotin vastusten päät. Seuraavaksi pitäisi viritellä logiikka jossa analog in kortti esille, viritellä virtalähde ja milliampeerimittari kaapeleineen, niin pääsisi kalibroimaan lähettimet. Montakohan ulkoanturia ja huoneanturia tarvitsen..? Sauna antureita voisi tehdä 2kpl, jos sen navetan saunan sattuisi joskus saamaan myös kuntoon. Ja talliin+navettaan voisi laittaa noita ulkoantureita. Puolet ja puolet?

Saunoihin tulevat lähettimet on nyt kalibroitu. Ei ongelmia.



Kalibrointia, jotain kuvia jostain välistä... Saunan anturit?


Logiikan antamia arvoja




Huoneisiin tulevien lähettimien kohdalla tuli ongelmia. Span ei riitä(kalibrointi siis suoritetaan zero ja span ruuveilla, zero nollapiste(tai alempi kalibrointipiste haluttuun virtaviestiin) ja span vastaava ylempi piste). En mitenkään saa 18.6mA virtaa näillä vastuksilla. Kokeilemalla selvisi, että maksimi virta on 12.5mA vastuksillani. Piti laskea kaikki uudestaan, ja muuttaa lähettimen lämpötila-aluetta. Luulen, että löysin nyt sopivan alueen: -10..+86°C(tai aluksi -10..80 mutta kas yksi lähetin pääsi just ja just siihen. Ajattelin että pikkusen säätövaraa jäisi, jos alue ei kiristäisi joten +8 astetta). Vastukset pysyy samoina, alempi kalibrointipiste vastukset rinnan 97.3Ω vastaa −7,0∘C lämpötilaa, virtaviesti 4.5mA. Ylempi kalibrointipiste 113.7Ω vastaa 35.6∘C lämpötilaa, ja virtaviesti 11.6mA. Näin span ruuvi ei ole ihan ääriasennossa.


Kaikki 10 lähetintä kalibroitu. Vieressä 100€+alv anturi, ja noi mun kaikki tuossa kuvassa maksaa just 50€, toimituskuluineen. Hah.


Kaikki 10 anturia ruuvattu paikoilleen.
Seuraavaksi pitäisi kaapeloida. Tottakai pikkusen talon pohjakuvaa tutkin samalla kun antureita läiskin seiniin. Jokin kuva on miten nuo tulee. Oikeastaan vain makkareiden anturit, jotka kuvitelmissani menee keittiön vesijohtojen suojaputkissa, on kysymysmerkki. Saako sinne kaapelin?



Kaapeliakin ostin jo valmiiksi. Halvinta mitä löytyi paikallisesta liikkeestä, 0.75€/m

Tuvan lämpöanturin "8" kaapeli on vedetty. Tai itseasiassa vedin sen kahteen kertaan: Ensin tuolla edullisella 2x0.8+0.8 kaapelilla, ja sitten tuli mieleen että voishan tuon logiikan ohjelmointikaapelinkin vetää samalla kellarista tupaan! Mutta kas, eipäs sopinutkaan yhteen poralla tehtyyn reikään neljäs kaapeli. Siinä läpivientireijässä on jo kellarista tupaan verkkokaapeli, ja kellarista tuvan kautta yläkertaan menevä myös. Joten vedin pois sen edullisen, juuri vedetyn kaapelin ja laitoin tilalle kolmanen verkkokaapelin. Siinä on sentään 4 paria, eli 8 johdinta. Ajattelin käyttää samaa kaapelia sekä lämpöanturille, että ohjelmointiin.


Kuorin kaapelia väliltä varovasti, erotin oranssin parin, ja kaapelin suojafolion teippailin takaisin paikoilleen. Kaapeli tulee asennuslistan sisälle, niin ei näy mihinkään


Anturille menevä oranssi pari sai päälleen pätkän tuota kuorimaani johdonkuorta. Tulee myös asennuslistan sisälle, joten kaapeli näkyy parin sentin matkalta ennenkuin pujahtaa lämpöanturin läpivientiholkista

Kellarista vesijohdon suojaputkessa vesijohdon vieressä kulki jo vessan kautta pihalle valvontakameran kaapeli. Työnsin samaan suojaputkeen vielä pari kaapelia lisää. Tosin ostin uutta kaapelia sitä varten: 4x0.8+0.8. Pohjapiirroksessa olen antureita numeroinut, toista kaapelia pitkin tulee menemään anturit "1" ja "2" eli vessan lämpö, ja ulkolämpö. Ja toinen kaapeli jatkaa matkaa vessan läpi samaa reittiä kuin kameran kaapelikin, päätyy vaatehuoneen lämpöanturille "3" ja ulkoeteisen anturille "4". Myös sisäeteisen anturin "5" kaapeli on vedetty.


Koitin vielä punoa yhtä kaapelia kellarin ja kodinhoitohuoneen välille. Kellaristapäin ei oikein pysty kaapelia syöttää, koska en tiedä mikä vesijohdoista(ja suojaputkista) menee kodinhoitohuoneeseen... Joten siirtelin pakastinta, sen takana on kodinhoitohuoneen vesijohdot. Ne ovat valmiina siellä, jos joskus sattuisi tulemaan käyttöä. Eli eivät ole missään käytössä juuri tällä hetkellä. Mutta kauhean ähräämisen ja tunkemisen, ja kymmenien kellarissa käyntien jälkeen totesin että ei taida tulla menemään. Ei ainakaan suoraan kaapelilla. Pitää kaivella jostain läpivientivaijeri, jos sillä saisi menemään


Kellarista punaisella merkitystä kohdasta, nurkassa ja katonrajassa tottakai, lähtee vesijohdot. Johan tuolla alkaa olemaan kaapeliviidakon alku heh. Vihreällä merkattu on navetalle lähtevä vesijohto. Tuohon putkeen kun saisi survottua valokuitukaapelin, ja vesivirspon eli pex putken. Saisi sekä netin että ehjän vesijohdon navetalle. Heti seinän vieressä ulkona on muistaakseni jokin sulku eli hana... Ehkä se on taloon tulevan vesijohdon sulku!? Toivottavasti, koska jos siinä on sulku navetalle menevässä, niin en ikimaailmassa saa mitään vedettyä tuota putkea pitkin. Ja silloin joutuu kaivurihommiin... Ei kiva, vaikka oma kaivuri onkin. Tuossa talon ja navetan välillä on varmasti yhtä ja toista maan alla, kaapeleita, vesijohtoja, viemäreitä yms mitä sattuu...


Tosi mukavassa paikassa nuo vesijohdot heh. No, vessaan menevät kaapelit ainakin on kiltisti suojaputkessa


Siinä kai se olisi automaation paikka. Verkkokytkin on jo tuossa, sen viereen tulee logiikka. Sopivan keskeinen paikka talossa, ja ei vie tilaa asuinhuoneista, eikä heti pistä silmään kun tulee taloon sisälle. Lämpöanturit tulee nyt aluksi tuonne tulevalle logiikalle, ja sitten myöhemmin muita ohjauskaapeleita. Näyttäisi siltä että jokainen sähköpatteri on kaapeloitu omalla johdollaan talon ulkoseinässä olevaan sähkökaappiin. Eli kellarista vetää monisäikeisen kaapelin samaan sähkökaappiin (tai lisäkaappiin joka tulee siihen viereen) ja laittaa vähän releitä sähköpattereiden syöttökaapeleiden väliin. Näin onnistuisi kohtuu helposti lämmityksen automatisointi, ja huonekohtainen lämpötilan säätö yhdestä paikasta, helposti


Kellarinrapussa, hyllyn alla tarkasti se läpivientireikä mikä tulee tuvasta. Tajusin yhtäkkiä, että pitäähän ne vintin lämpöanturit (2kpl, anturit 11 ja 12) saada myös jotenkin kaapeloitua! Tuvasta menee verkkojohto katon läpi yläkerran toiseen huoneeseen. Oli sen verran pitkästi porattavaa tuossa, että en uutta reikää kyllä ala poraamaan. Eli siitä samaa reittiä pitäisi päästä. Tuo kuvan läpivienti tuli jo tuossa aikaisemmin testattua, että ei neljä johtoa sovi. Mutta koitin sitten kuitenkin vielä... Kuorin johtoja esiin 30 senttiä, teippasin 5mm kierretankoon ja ei kun vetämään kaapeli läpi. No eihän se mennyt, mutta kuten kuvasta näkyy niin johtimet ainakin tuli jo kellarin puolelle! Kyllä se riittää, jatkan tuosta toisella kaapelilla kellariin perille saakka, juottamalla vaikka liitos


Vintissä teippasin kierretankoon ohkasinta johtoa, ja työnsin lattian läpi keittiöön. Keittiössä sitten arvioimalla katkaisin vedossa olevan kaapelin kelalta, teippasin tuohon kierretangon toiseen päähän ja varovasti välillä vintistä vetäen, välillä tuvasta työntäen sain kuin sainkin kaapelin vinttiin saakka Muutaman jakorasian tarvitsen vielä, tuokin kaapeli pitää jakorasiassa jakaa kahdelle anturille. Samoin se vessan läpi menevä kaapeli, ja vessaan menevä kaapeli. Ja keittiössä kans anturi/ohjelmointikaapeli pitää rasian kautta laittaa menemään