A/D Wandler MCP3208 - Leitungsdruck der Heizung / Wasserinstallation messen

  • Damit auf Grund eines zu geringen Leitungsdrucks nicht irgendwann die Heizung auf "Störung" schaltet und ich kalt duschen muss, habe ich einen Drucksensor (ebay 251913627500) installiert. Er benötigt eine Versorgungsspannung, die relativ genau 5V beträgt. Der Sensor kann 0-5 bar erfassen und gibt den Druck analog von 0,5 - 4,5V aus.


    Da die 3,3V Spannung des RasPi nicht angezapft werden sollte, versorge ich die Schaltung aus dem Netzteil des RasPi mit knapp 5V (Entfernung, Kabellänge, -querschnitt). Ein LDO bringt diese auf 3V3 und ein Stepup wieder auf 5V. Durch diese Vorgehensweise ist sicher gestellt, dass die Schaltung immer mit 5V versorgt wird, auch wenn die Eingangsspannung etwas geringer ist. Die Spannungsversorgung kann entweder über die Micro-USB-Buchse oder über Lötpads erfolgen.


    Da der RasPi keinen analogen Eingang hat, muss das analoge Signal digitalisiert werden. Hierzu nutze ich einen MCP3208 A/D Wandler, der per SPI kommuniziert. Da das SPI Signal aber auch auf 5V Niveau liegt, habe ich es durch einen Bidi-Levelshifter auf 3,3V gebracht. Obwohl ich für mein Projekt nur einen Kanal benötige, habe ich alle acht Kanäle zugänglich gemacht. So könnten auch mehrere Sensoren angeschlossen werden. Um die Sensoren mit 5V versorgen zu können, wurden zu jedem Kanal 5V und GND Lötpads hinzu gefügt. So kann die Spannungsversorgung der Sensoren mit über die Platine laufen.


    Wer mit Arduinos (AVR) arbeitet, kennt das Problem, dass die interne 10-bit Auflösung manchmal nicht ausreicht. Um die Platine auch mit dem Arduino oder anderen Anwendungen, die mit 5V arbeiten, nutzen zu können, wurden CLK, CS, MISO und MOSI sowohl in 5V als auch in 3V3 ausgeführt.


    Die Schaltung ist insgesamt mit sechs Kabeln mit dem RasPi verbunden. 5V, GND, CLK, CS, MISO und MOSI.


    Die so zum RasPi geleiteten Daten werden von der Software verarbeitet und visualisiert. Sollte der Druck unter den vorgegebenen Schwellwert von 1,4 bar fallen, wird durch die Software eine E-Mail an mich verschickt und ich kann den Druck im Heizungssystem durch Nachfüllen von Wasser wieder erhöhen.


    Wer Interesse an der Schaltung hat, kann sich gerne bei mir melden, da ich noch einige Platinen übrig habe.

  • Interessante Sache!
    Hast auch Fotos, wie der Sensor im Heizungssystem verbaut ist?
    Wenn aber Deine Heizung häufiger wegen zu niedrigem Druck abschaltet, solltest Du der Undichtigkeit auf den Grund gehen. Bei meiner Heizung ist es das Ausgleichsgefäß. Da ist ein metallener Hohlraum in dem eine Gummimembran Luft und Heizwasser voneinander trennt. An diesem Behälter ist ein KFZ-Ventil. Wenn man dort auf den Stößel drückt (Schraubendreher o.ä.) und es sprüht dort dann Wasser heraus, dann ist die Gummimembran kaputt. Ich habe den Verdacht, dass das bei Vaillant die Sollbruchstelle für teure Reparaturen ist. Hällt immer nur ein paar Jahre.


    Marcus

  • Fotos davon folgen später. Der Sensor ist mit einem Adapter q&d auf ein 1/2" Außengewinde geschraubt. Mein MAG (Membran Ausdehnungsgefäß) ist okay. Daran liegt es nicht. Es liegt daran, dass ich die Heizung von April bis Oktober stromlos schalte und über die Automatikentlüfter dann beim Wiedereinschalten gelegentlich auch mal ein bisschen Wasser entweicht. DIE müsste ich mal tauschen. Es ist ja auch nicht so, dass das regelmäßig passiert. Aber wenn es passiert, dann in den ungünstigsten Momenten. Murphy lässt grüßen


  • Ich habe den Verdacht, dass das bei Vaillant die Sollbruchstelle für teure Reparaturen ist. Hällt immer nur ein paar Jahre.


    [OT]
    Ausdehnungsgefäß kostet ~40€ und das kannst du auch selbst tauschen. Falls nicht vorhanden, gleich ein Kappenventil für's nächste Mal einbauen (+10€).
    >10 Jahre sollten die schon halten. :)
    [/OT]

    Menschen die keine Ironie verstehen finde ich super!

    Edited once, last by llutz ().

  • Dumm ist nur, dass bei der Vaillanttherme dass Ausdehnungsgefäß zwischen Brenner und Wand in dem Thermengehäuse verbaut ist. D.h. ich müsste dort jede Menge demontieren. Deshalb werde ich das bei der nächsten Wartung mitmachen lassen, dabei muss das Gerät ohnehin zerlegt werden.
    Sorry für die Entführung ins Off-Topic.


    Marcus

    Edited once, last by MarcusFE ().

  • Hallo! Sorry, dass ich dieses "alte" Thema wieder ausgrabe, aber genau mit diesem Problem kämpfe ich auch grade...

    Ich habe vor einen Drucksensor zu verbauen, der mir Werte zwischen 0,5 und 3,5V ausgibt. Betrieben wird er mit 5V. Die 3,3V vom Raspi reichen nicht für Vref. Mir ist aber nicht ganz klar, wie diese Schaltung aufgebaut ist, die du da beschreibst.

  • Die Spannungsversorgung der Schaltung erfolgt mit 5V. Bedingt durch ein relativ langes Kabel habe ich die Kombi aus StepDown und StepUp gewählt, um sicher zu stellen, dass auch wirklich 5V anliegen.

    Das Ausgangssignal des MCP3208 wird durch einen Levelshifter auf 3V3 gebracht und zum RasPi geleitet. Das ist aber eigentlich relativ ausführlich im ersten Beitrag beschrieben. Wo genau hakt es denn bei Dir?