WLAN-Steckdosen via Raspi ansteuern, ausgelöst durch Anliegen einer 230V Spannung

  • Hallo zusammen.


    Ich erkläre erstmal mein Vorhaben.

    Und zwar hat mein Vater im Außenbereich ein Thermostat, welches aktiv Steckdosen schaltet. Das funktioniert natürlich alles wie es soll.

    Nun sollen auf der anderen Seite des Hauses auch noch 3 Steckdosen geschaltet werden, welche allerdings nicht mit dem Thermostat verdrahtet sind.

    Klar gibt es Thermozwischenschalter, aber dann hat man zig Thermostate und alle regeln anders, deshalb wollte ich 1 Masterthermostat haben. Schaltet dies, sollen entsprechende Steckdosen Spannung führen.

    Ich probierte erst so eine Funksteckdosenlösung. Vorteil dabei es hat eine eigene Fernbedienung und wenn es geklappt hätte, hätte ich einen Sender der die 230V erkennt und dann auch das Signal schickt.

    Nur reicht da die Reichweite nicht, der extra Sender benötigt eine Knopfzelle und allgemein weiß man nie ob das Funksignal ankommt.


    Lieber hätte ich da eine WLAN Lösung, da ich auf dem Grundstück das WLAN perfekt ausgebaut habe.

    Da finde ich allerdings keine Thermostate, jedenfalls nichts ohne bestimmte Smarthome Geschichten.

    Über die Preise reden wir besser gar nicht erst.


    Nun wurde in der c't letztens so etwas in der Art getestet.

    Es wurde eine Sonoff S20 Steckdose umprogrammiert, so dass diese nur noch im heimischen WLAN sich befindet.

    Wie ich das verstanden habe, reagiert das dann Browserbasiert auf IP/ein bzw aus


    Das wäre ja soweit gar nicht mal so schlecht.


    Nun fehlt noch der Part, der dies übernimmt. Wie gesagt diese 433Mhz Steckdosen sind mir zu unsicher.


    Ich dachte da an einen kleinen Raspi Zero W.

    Mittels ACS712 Modul welches ja nur wenige Cent kostet, wollte ich irgendwo am GPIO das Vorhandensein der 230V Spannung erkennen.

    Ist dies gegeben, sollen irgendwie die 3 Steckdosenbefehle ausgeführt werden und fällt die Spannung wieder ab, so soll der OFF Befehl kommen.


    Da ich zwar schonmal einen Raspi betrieben habe, aber so etwas nicht programmieren kann, wollte ich erstmal fragen ob das denn so gehen würde?

    Ich weiß oben ist erstmal viel Erklärung, aber wenn das mal jemand anderes liest, hilft es vielleicht bzw. Ihr wisst ja auch bescheid.

  • Ob ein 230V-Verbraucher eingeschaltet ist, kann man mit einer einfachen Schaltung testen und anzeigen lassen.


    Und zwar benötigt man einige normale Dioden (1N4148 oder so) und eine Leuchtdiode bzw einen Optokoppler (um das Signal dann weiterverarbeiten zu können).


    Die Schaltung kommt in den Stromkreis vor oder hinter den Verbraucher.

    ACHTUNG Es liegt an dieser Schaltung Netzspannung an, sie muss also richtig Isoliert sein


    Diese Schaltung besteht aus mehreren in Reihe liegenden Dioden, deren Durchlassspannung aufaddiert etwas höher ist, als die Spannung, die zum Leuchten der LED (im Optokoppler) benötigt wird, sowie einer Diode, die zu dieser 'Diodenkette' antiparallel geschaltet ist.




    Fließt Strom, leuchtet die LED, und das kann man abzapfen.

    Durch diese Schaltung verringert sich die Spannung am Verbraucher in einer Richtung um ca. 0.7V, in der anderen in Abhängigkeit der Leuchtspannung der LED.

    Selber denken,
    wie kann man nur?

  • Da ja eine Lösung zur Spannungserkennung u. kein Stromdetektor gefragt war, würde ich eine einfachere u. ungefährlichere Lösung vorziehen. Dazu würde sich der Einsatz eines weiteren ESP8266 Modul ( wie auch schon in der WiFi Steckdose vorhanden ) statt eines RPi anbieten. In eine der aktiv geschalteten Steckdosen kommt ein Steckernetzteil, welches das ESP Modul mit Spannung versorgt, liegt Spannung an, ist das ESP Modul z.B. als AP online. Der WiFi Steckdose mußt du dann nur noch bei bringen sich einzuschalten, wenn sie den ESP-AP im Netz sieht bzw. sich auszuschalten wenn dieser offline ist. Falls das Ganze zeitkritisch ist könnte man die Schaltung mit dem ESP Modul auch anders aufbauen. Ein MC wie der ESP ist jedoch viel robuster im Einsatz, als ein RPi und genug Schaltungsbeispiele sollten sich im Netz auch finden lassen.

  • Der WiFi Steckdose mußt du dann nur noch bei bringen sich einzuschalten, wenn sie den ESP-AP im Netz sieht bzw. sich auszuschalten wenn dieser offline ist.

    Meinst du nicht, dass dieses für die Erkennung, ob an einer Steckdose Spannung anliegt, 'etwas' umständlich ist?


    Das passt zu dem "Nur den Nippel durch die Lasche ziehn, .."

    Selber denken,
    wie kann man nur?

  • Man könnte zur Spannungserkennung natürlich auch eine leicht ( per Software ) modifizierte ESP Steckdose verwenden. Im Gegensatz zu der von Rasp-Berlin vorgeschlagenen Stromdetektor Schaltung, braucht es keinen Eingriff auf der Niederspannungsseite und der Aufbau ist auf jeden Fall sicher.

    Denn die Stromdetektor Schaltung setzt einiges an Grundwissen voraus, und mit so einer Aussage:

    ... Und zwar benötigt man einige normale Dioden (1N4148 oder so) und eine Leuchtdiode bzw einen Optokoppler (um das Signal dann weiterverarbeiten zu können).

    steht die Bude schneller in Flammen als man denkt. Dafür kann man keine Signaldioden verwenden, da die Dioden für den Spannungsfall bzw. die antiparallel geschaltete Diode, den gesamten Betriebsstrom aushalten können müssen.

  • Ob ein 230V-Verbraucher eingeschaltet ist, kann man mit einer einfachen Schaltung testen und anzeigen lassen.

    Hallo!

    Gibts für diese Schaltung eine Quelle oder hast du dir die selbst ausgedacht? Die Funktionsweise und Sicherheit dieser Schaltung kann ich gar nicht richtig einschätzen. Sieht so aus als sollte der Strom bei geringer Spannung durch die Optokoppler-LED fließen und bei höherer durch die Diodenreihe?


    Wir hatten schon verschiedentlich eine Lösung für die gleiche Aufgabe mit einer Schaltung aus Kondensator, Widerständen, Diode und LED - nicht in Reihe, sondern parallel zum Verbraucher. Der Kondensator wirkte dabei im Wechselstromkreis wie ein großer Widerstand. Das war mir einleuchtender.



    Oh, man kann hier unliebsame Nutzer blockieren. Wie praktisch!

  • Wenn man weiß wie ein Diode funktioniert, kann man sich diese Standard Schaltung leicht selbst erklären. Die Sicherheit der Schaltung steht und fällt aber mit der richtigen Bemessung ( Spannung / Strom ) der Bauteile. ( im besonderen der Dioden )

  • Na, ich tippe mal, der Strom fließt nicht durch die Dioden, so lange er kleiner ist als die Summe der Forwardspannungen... dann nimmt er, so er wenigstens größer ist als die Forwardspannung der LED, den Weg durch diese... Bei der wechselnden Spannungsstärke des Stromes im Wechselstromkreis dürfte das aber nur zwischen der Spannung der LED (sagen wir mal 2 Volt) und der Spannung der Dioden (sagen wir mal 3 Volt) der Fall sein. Das wäre im Sinusverlauf nur eine sehr kurze Zeit...


    Daher nochmal die Frage: gibt es eine Quelle für diese Schaltung oder hast du dir die selbst ausgedacht. Ich mag dem Ding nicht so recht trauen...

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  • Über jede normale Si Gleichrichterdiode fallen 0,7V in Durchlassrichtung im geschlossenem Stromkreis ab, macht bei 3 Dioden in Reihe ca. 2,1V. Damit die Dioden im Wechselstromkreis ( Spannung in Sperrrichtung ) nicht zerstört werden und damit der Verbraucher nicht nur mit der Spannung von einer Halbwelle läuft, braucht es die antiparallele Diode. Obwohl ich diese Schaltung nicht für die oben gestellte Aufgabe empfehle, kann ich auf jeden Fall bestätigen, dass die Schaltung bei richtiger Dimensionierung der Bauteile + einen Rv für den Optokoppler u. einem Elko zur Pulsglättung des Signals zur Auswertung, funktioniert.

  • Das beantwortet leider nicht meine Frage und Rasp als Urheber hält sich diskret zurück. Wir hatten diese Aufgabe schon öfter. Rasps Lösung klingt bestechend einfach - ist aber bisher nie aufgetaucht und ich finde sie auch nirgends im Web. Daher die Frage nach einer Quelle.

    Fliegenhals "empfiehlt die Schaltung nicht". Warum? Ich wüsste gerne, wo der Haken bei der Sache ist. Vier Dioden und ein Optokoppler - das erscheint mir zu simpel, als dass es nicht längst als Standardlösung für die Aufgabe bekannt wäre... Und ich hätte keine Freude dran, wenn mit die Bude abbrennt, nur weil hier jemand im Vertrauen auf sein Wissen doch irgendeine winzige Kleinigkeit nicht bedacht hat...

    2 Volt Spannungsabfall dürften in der Regel kein Problem sein. Dioden, die auch mal 16 A abkönnen, sind schon etwas größer und 4 Stück kosten dann auch mal ein paar Euro - vielleicht genügt das schon, um die Schaltung allgemein uninteressant zu machen. Wenn 6 A reichen, dürften aber Dioden im Centbereich genügen...

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  • Warum empfehle ich diese Schaltung in diesem Fall nicht?

    - der TO hat nach einer Spannungssteuerung gefragt

    - mit dieser Stromdetektorschaltung, kann man feststellen ob ein Strom fließt, das bedeutet aber nicht zwangsläufig, ob ein Gerät auch eingeschaltet ist

    - je nach Höhe des Betriebsstrom entsteht eine nicht unerhebliche Verlustleisung u. damit Wärme an den Leistungsdioden

    und das Wichtigste am Ende, wenn man nicht eine entsprechende Ausbildung in der E-Technik hat, sollte man keine Eingriffe in Stromkreisen der Niederspannung bzw. in Netzen mit höher Spannung vornehmen, das dient der eigenen u. der Gesundheit aller.

  • Der letzte Punkt ist eh klar - trifft aber für die häufig zu findende Kondensatorschaltung auch zu.

    Die Verlustleistung ist im Vergleich zur Nutzleistung vernachlässigbar. Wenn ich ne 100 Watt Lampe brennen lasse und 0,6 Watt Verlust habe, spielt das ja nicht die Rolle. Und wenn die Lampe aus ist, gibts auch keinen Verlust. Bei 16 Ampere hab ich aber schon ne kleine Heizung in dem Schaltkasten (ganz abgesehen davon, dass da ziemlich fette Dioden gebraucht werden).

    Ok, viele Geräte ziehen mal eben 10 W im Leerlauf, das sind immerhin 40 mA - würde schon reichen, um den Optokoppler zu schalten. Du meinst also, dass man damit leicht Fehlalarme bekommt - abhängig davon, wo der Schalter sitzt und ob Geräte auch im ausgeschalteten Zustand Strom ziehen, evtl auch durch Leckströme?

    Es ging hierum Funksteckdosen - wenn die ausgeschaltet sind, sollte kein Strom mehr fließen... hier würde es also gehen.

    Noch was fällt mir ein. Wenn die Glühbirne durchbrennt, schaltet auch der Optokoppler ab... das Könnte den Anschein erwecken, dass kein Strom auf der Leitung ist. Das wäre eine lebensgefährliche Fehleinschätzung.


    Die Kondensatorschaltung liegt parallel zum Verbraucher und ist vom letzten Problem nicht betroffen. Auch nicht von Leerlaufströmen. Und die Verlustleistung ist unabhängig von der Last. Sie detektiert tatsächlich die Spannung auf der Leitung. Dafür ist sie aber nur durch einen vor ihr liegenden Schalter auszuschalten. Ob der Verbraucher ein- oder ausgeschaltet ist, kann sie nicht erkennen.

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  • Ich selber habe die Schaltung noch nie eingesetzt, da ich das noch nicht brauchte ;-)


    Während meine Ausbildung, die schon ein 'paar' Jahre her ist (Im August jährt sich der Beginn der Ausbildung zum 40. mal ;-) ) wurde eine einfache Schaltung als Ersatz für eine Glimmlampe, die in einer Kaffeemaschine den Status anzeigte, diskutiert, und diese Schaltung wurde da beschrieben.


    Die sicherheitstechnischen Einwände, die vorgebracht wurden, sind Berechtigt, doch vertretbar, wenn man die möglichen probleme kennt, und entsprechend beachtet.


    Die Schaltung sollte bei 'Kleinverbrauchern' eingesetzt werden, die Kaffeemaschine oder ein Wasserkocher währen das höchste der Gefühle (dann aber etwas besseres als 1N4148 ! ), für einen DE oder Herd wäre sie nicht geeignet.


    Die anti-parallel geschaltete Diode soll zwei Sachen erreichen:

    Ersten soll sie die LED vor einer zu hohen Spannung in Sperrrichtung schützen (LEDs mögen keine so hohen Spannungen in dieser Richtung), und zweiten soll sie verhindern, dass der Verbraucher nur eine Halbwelle bekommt und deshalb nur die halbe Leistung liefern kann.


    Normale Dioden haben kein Problem, wenn höhere Spannungen in Sperrrichtung anliegen.

    eine 1N4148 kann einige 100V aushalten, eine LED vielleicht nur 10V.


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    Die Schaltung, die Gnom vorgestellt hat, wird sehr häufig verwendet, hier muss man besonders auf die Spannungsfestigkeit und Alterungsbeständigkeit des Kondensators achten, denn dieser hat die wichtigste Aufgabe:

    Die hohe Spannung zu 'vernichten', ohne das er, oder der Rest, eine zu hohe Verlustleistung in Wärme umsetzten muss.

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  • Inzwischen hab ich auch zwei Quellen im Web gefunden, wo diese Schaltung ebenfalls recht kontrovers diskutiert wird. Je nach Anwendung scheint sie mehr oder minder angebracht - aber prinzipiell kann man das so machen. Eine Quelle sagte, sie sei wegen der Verlustleistung nur bis ca. 160 Watt anwendbar. Jedenfalls eine bedenkenswerte Alternative zu der Kondensatorlösung - insbesondere, wenn man erkennen will, ob die angeschlossenen Last eingeschaltet ist und nicht, ob Spannung auf der zuführenden Leitung ist.

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  • Hallo zusammen,


    zuerst einmal Sorry, dass ich mich erst jetzt melde, komischerweise gab es keine Info Mail über neue Beiträge.


    Dann möchte ich mich für die vielen Antworten bedanken.



    Also.

    Ich bin kein Elektriker, dürfte offiziell nichts, mache aber eigentlich alles selbst was das angeht. Ist Hobby.

    Auch löten wäre kein Problem.

    Wir reden hier auch nur von einem Kleinverteiler.

    Sicher sind 230V gefährlich, aber das ist nicht das Thema (;


    Also wie gesagt bisher ist, da es im Außenbereich ist, ein 230V Bimetall Thermostat aktiv, welches wenn es angezogen ist, Steckdosen mit Teänkenwärmern schaltet.

    Da ist also nichts zeitkritisches bei.


    Der Ansatz mit dem 8266 und dessen Vorhandensein wäre natürlich auch interessant.

    Die Teile kosten mal gar nichts.

    Da dann aber wenn kein extra Netz aufziehen, weil dann komme ich ggf. mit der Reichweite wieder in Bedrängnis, da es ja autark wäre.

    Da könnte man aber den Host in das WLAN einbuchen, welches über zig APs sehr stabil ist und die Clients könnten, alle halbe Stunde reicht, mittels Ping eventuell das Vorhandensein abfragen.


    Halbe Stunde, weil es ja um einen Frostwächter geht, um da nicht das Netz durch unnötige Ping Pakete zu bremsen, reicht ja die halbe Stunde. So schnell friert es ja in der Regel dann nicht.

    Ich möchte auch nicht den Strom messen, sondern die Schaltung parallel zu den anderen Steckdosen abgreifen.


    Wenn die Steckdosen mit dem 8266 den Ping abfragen und auswerten können, wäre dies wohl eine ganz einfache Lösung.


    Vorteil hierbei ist der geringe Stromverbrauch des 8266 und die Kosten.

    Nachteil die Steckdosen wären nicht separat schaltbar, auch wenn nicht wirklich erforderlich.



    Bezüglich der Abfrage:

    Kennt Ihr die ACS712? Wenn ich danach bei google oder eb.. suche, finde ich kleine 2€ Module, die ich so verstehe dass das so ausgelesen wird.

    Allerdings ist die Aussage über die Ampere Stärke dagegensprechend. Ampere wäre ja die Last und da wäre parallel ja nichts.


    Könnte man denn sonst vereinfacht Scripte schreiben, die halt die Homepages nacheinander aufrufen so dass ein Raspi dieses ausführt?



    Leider stelle ich mich programmiertechnisch etwas doof an. Scripte anpassen ist nicht das Ding, aber aus der Hüfte heraus ginge das nicht.



    Edit: Wenn ich da nochmal richtig drüber nachdenke, ist die 8266 Variante recht easy mit der Abfrage.

    Dadurch das ja gepingt wird und der 8266 nur hochfährt, könnte ich über ein Netzteil den 8266 speisen.

    Das Netzteil hinge ja an der 230V Leitung. Vorteil wäre natürlich gegenüber der on off Variante über http, dass alle halbe Stunde etc abgefragt werden würde.

    Würde ein Stromausfall sein oder ein Stecker würde umgesteckt etc, hätte er spätestens nach 30 Minuten den aktuellen Stand.

    Bei HTTP wäre dies ja nur bei Änderungen am Eingang des Hostes und danach gar nichts mehr.

    Edited once, last by fnbalu ().

  • Inzwischen hab ich auch zwei Quellen im Web gefunden, wo diese Schaltung ebenfalls recht kontrovers diskutiert wird.

    Kannst du die Quellen hier posten? Mich würde das sehr interessieren weil ich an der Kondensatorschaltung lange herumgerechnet habe, um damit ein Funkmodul zu betreiben. Ich bin aus mehreren Gründen davon abgekommen:

    1. Alle Teile stehen ständig unter Netzspannung

    2. Kosten. Man braucht dazu Kondensatoren sehr hoher Qualität, und die hat ihren Preis.

    3. Als Bastelloesung auf Lochrasterplatine viel zu gefährlich.

    4. Meine Schaltung benoetigt ca 50mA Strom/ 3.3V, da wird Effizienz ein Thema weil die Verlustleistung dann schon 10W beträgt (hat aber jetzt nichts mit dem Thema zu tun)


    Ich habe mir daher ein HLK-PM03 besorgt. Für die Anwendung in diesem Thread mag das plump klingen, aber es ist kostengünstig. Vielleicht sollte man vorsichtshalber noch einen Optokoppler zwischen das Modul und den Raspberry hängen. Ich habe mir nocht nicht genau angesehen was aus dem Modul so rauskommt, vielleicht genügt ja ein Widerstand und ein Glättungskondensator (10µF oder so).