Standheizung, Lüftung, Wasserversorung im WW über Raspberry PI Steuern (Totaler Anfänger)

  • Moin Ihr Profis,

    ich bin Elektriker aus dem "mechanischen" Steuerzeitalter und möchte doch noch mal in die "Hightech" eintauchen.

    Basiswissen wie Siemens LOGO und Excel VBA sind bekannt.

    Projekt: Ich möchte mit einem Paspberry PI Rechner, div. Analog I/O und Digital I/O Modulen in einem Wohnwagen die Heizung , Lüftung, Wasserversorgung, Licht regeln und steuern.

    -analoge Temperatursensoren

    -analoge Füllstandsanzeigen

    -analoge Drucksensoren

    -digitale Sensor / Schalter / Tastersignale

    -digitale Ausgangssignale

    -> und das ganze auf einer Selbst gestalteten Bildschirmoberfläche via Touchscreen bedienen!:saint:

    Am effizientesten finde ich es wenn mir jemand persönlich Starthilfe gibt und das BASISwissen in grauen Hirnzellen taktet;).

    Ich komme aus dem nördlichen Raum von Osnabrück!

    Gruß Jörg

  • Standheizung, Lüftung, Wasserversorung im WW über Raspberry PI Steuern (Totaler Anfänger)? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • Moin,

    ich vergas die vorhandene Hardware zu erwähnen

    Paspberry PI 4 ModelB 1GB Ram

    PI-SPi 8KO Output Relais

    PI-SDi 8DI Digital Input

    PI-SAI 8AI-16B Analog input

    50% vom Wohnwagen, Heizung , Sensoren...uvm.

    Gruß Jörg

    Welche Software und Hardware (T-Screen ist zu empfehlen)!

  • Moinsen,

    gar keine, um ganz ehrlich zu sein.
    Solche Aufgaben überlässt man einen Echtzeit-System wie einem direkt programmierten µC.
    Diese sind zudem ohne den Bootvorgang auch nach einen Stromausfall sofort wieder Betriebsbereit.

    Der Stromverbrauch eines solchen µC liegt zwischen wenigen mA im einstelligen Bereich ( Arduino-ähnlicher Prozessor [ ohne jetzt für diese Boards Werbung machen zu wollen, die neuste Generation dieser ATMega Prozessoren bietet mehr für weniger Geld ]), bis zu 30 mA für ein RP2040 ( Raspi- PICO) oder knappen 100 mA bei einem Espressif System [ESP8266/ESP32] - somit deutlich unter dem Verbrauch eines RasPi !

    Wie man dann die Kommunikation zwischen Anzeige- und Auswerte RasPi und dem µC aufbaut bleibt jedem selber überlassen.

    Für die reinen digitalen I/O Aufgaben bieten sich in erster Linie Portexpander wie der PCF8574, MCP27x23 an, und für die analogen Eingänge sollte erst einmal von dir definiert werden, welcher physikalische Meßbereich mit / über welches Spannungsdelta , in der Auswertung mit welcher Genauigkeit die Anzeige erfolgen soll. Davon hängt ab, welche Auflösung(en) der / die ADCs haben sollten, und welche Abfragerate für eine sichere Meßwert-Auswertung benötigt wird.
    Elementare Schaltlogiken, Notfallsequenzen können dann schon innerhalb des µC Codes untergebracht werden.

    Für den Leistungsteil solltest du auf echte KfZ Relais , SSR ( Solid State Relais ), oder bei kleineren Lasten auf direktschaltungen mit einem MOSFET Treiber setzen. Viele vergessen nicht nur den Stromhunger des RasPi's selber, sondern auch was Relais / -karten im angezogenen / geschaltetem Zustand ziehen können.

    Franky

  • Moin Franky,

    vielen Dank für das Umfangreiche Statement! Da werde ich wohl erst mal meine Hausaufgaben machen und alle geplanten I/O definieren.

    Ich habe auch geplant den RasPi für das Multimediasystem im Trailer einzusetzen. WebTV usw.

    Optional steht auch ein aktives Luftfedersystem auf dem Plan. Aber wenn der PC ewig lange braucht um "hochzufahren" kommt das eher nicht in frage!

    Gruß Jörg

  • Ich habe auch geplant den RasPi für das Multimediasystem im Trailer einzusetzen. WebTV usw.

    Optional steht auch ein aktives Luftfedersystem auf dem Plan. Aber wenn der PC ewig lange braucht um "hochzufahren" kommt das eher nicht in frage!

    Ich würde dir hier dringenst eine Funktionstrennung empfehlen:
    Steuerung der Sensor- und Überwachungs/Steuertechnik per vorgeschlagenem Microcontroller, die Bespaßung (Multimedia) kann ja auf einem RP laufen.

    Auch die Luftfedersteuerung sollte per Microcontroller laufen.

    Warum?

    Ein Raspi ist ein "sensibles" Linux-System, welches man nich einfach abschalten sollte (Stromausfall, Spannungsswankungen). Sowas kann das Filesystem auf dem Speichergerät zerstören.
    Ein Microcontroller hat sein System "fest" eingebrannt (Ist natürlich überrschreibbar/programmierbar), da wird bei einem Stromausfall nichts zerstört. Und er bootet wesentlich schneller als ein RP.

  • Moinsen,

    Um dem Ganzen mal eine Richtung zu geben: Für das Luftfederungssystem welches zum Fahrzeug als zugelassenes Fortbewegungsmittel zählt, sollte man zumindest zertifizierte Komponenten verwenden, wenn diese dem Um- oder Nachrüstsatz nicht schon beiliegen.
    Falls diese Steuerung der Luftfederung nicht über dem Ausrüstsatz beiliegende Komponenten erfolgen soll, sondern von einer eigenen erweiterten Steuerungs- u. Bedienlogik dann brauchst du mit einem Teil der genannten µC gar nicht erst anfangen. Da Atmel, heute Microchip spezielle VDO zertifizierte µC sowohl der ATTiny- wie auch der ATMega Reihe anbietet, sollte man dann trotz notwendiger Einzelabnahme durch den TüV/Dekra sich auch diese erweiterten Datenblätter zu Gemüte führen, und auch die Aufbauhinweise beachten.
    Daher, wenn du eine Erweiterung, selbst aufgebautes Steuerungssystem verwenden willst, mache dich hinreichend Schlau, was du alles beachten musst. Aber damit Fallen solche schon genannten Systeme wie RP2040 / ESP ebenso das RasPi als Steuerungscontroller aus - denn aktive Fahrwerkskomponenten gehören zu den sicherheitsrelevanten Baugruppen, wo ohne TüV und Zulassung nicht läuft.

    Zu deinen Hausaufgaben gehört somit zu einem, was du alles schalten und steuern willst ? Welche Eingangssignale ( u.a. Sensorwerte ) werden dafür benötigt ? Welche Refresh-Rate der Eingabegrößen du dir wünschst ( bezugnehmend welche Reaktionszeiten du auf mögliche Taster- / Schalterbedienungen erwartest ) , welche Sensorgrößen überwachen möglicher Weise Zustände die kritisch werden können, und wo ggf. eine schnelle Reaktion gefordert ist ?
    Das bedeutet, du musst allen Einganggrößen auch eine gewisse Priorität zuordnen.

    Bezogen auf das RasPi, ja, es ist ein tolles System, dennoch ist es mit dem BS Unterbau ( meist Linux-Kernel-basierend ) nicht wirklich Echtzeitfähig. Daher gehört das RasPi in die zweite Reihe, wo es sich um Visualisierungsdinge kümmern kann.

    Franky

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