KNX-Bewässerungsautomat / Opensprinkler / Was sollte so ein Device können?

[Masifi]

Hi Cannon Danke für deinen Input.

Ich finde 5 Kanäle zu wenig. Ich selbst habe ein kleines Grundstück, aber brauche dennoch 9 Kanäle. Das sind zum einen Sprinkler, zum anderen aber auch Bewässerungen mittels Perlschlauch im Boden. Deshab wären 10 oder 12 Kanäle sogar besser.

Das habe ich schon gemerkt und auf 12Stk + 3 optionale erweitert.

Ich messe auch die Bodenfeuchte und die Bodentemperatur. Das mache ich mit einem Truebner SMT50. Digital wäre schöner, aber der Preisaufschlag war es mir nicht wert und dann braucht man noch eine Hardware, die das auslesen kann. Insofern wären mehrere A/D-Wandler sinnvoll.

Japp, dafür stehen bis zu 3 ADC Eingänge bereit.

Eine zeitliche Steuerung in Abhängigkeit der Bodenfeuchte inkl. Eingang für einen Regensensor wäre sinnvoll.

Dafür wurde ein Binäreingang potentialfrei vorgesehen.

Im Idealfall kann man das Ding in einen Schaltschrank packen. Allerdings stelle ich mir auch die Frage, wie das Gerät angesteuert werden sollte?

Was meinst du denn mit: "wie das Gerät angesteuert werden sollte"?
Also ich möchte das per KNX und zusätzlich soll es noch eine UART-Schnittstelle geben, hier könnte man noch einen ESP32 anbinden und damit weit mehr machen als KNX.

Wo man das Ding später einbaut muss jeder selber entscheiden. Ich denke technisch geht hier ziemlich viel, wenn man Dinge wie Kabeldurchmesser und so beachtet.
Ein analoges Signal von z.B. einem SMT50 über lange Strecken und parallellaufenden Kabeln zu führen, kann man auch machen, aber vielleicht gibt es bessere Möglichkeiten.
Hier wird es immer unterschiedliche Meinungen geben, daher jeder wie er es für richtig hält.

[Masifi]

Weiterer Zwischenstand:

- 4-20mA Eingänge funktionieren.
- ADC Auflösung kann zwischen 12Bit, 14Bit und 16Bit gewählt werden.


Heute Abend kommen dann noch die Aktoren zum Ansteuern der Magnetventil. Das ist der letzte große Schritt. Ich hoffe, dass es auch hier zu nicht all zu großen Problemen kommt.

[Masifi]

Leider waren noch kleine Umbauten notwendig, aber jetzt läuft es auch mit den Magnetventilen.

Zusammengefasst kann man sagen:

- Im großen und ganzen läuft alles wie erwartet.
- Ein Redesign wird definitiv notwendig werden.
- Man kann die bestehende HW aber so anpassen, damit man mit der SW-Entwicklung starten kann.

Ich werde die nächste Woche mich in meinen wohlverdienten Skifahr-Urlaub verziehen und mal an was anderes denken

Es sieht also so aus, als ob ich alle 5 Prototypen funktional aufbauen kann. In der Vergangenheit hat sich schon der ein oder andere gemeldet, der Interesse hätte, hier zu unterstützen, ob zum Testen, oder mitentwicklen.
Das wäre super, daher meldet euch einfach mal die Tage bei mir und man schauen was möglich und sinnvoll ist.

IMG_0374.jpg

[Masifi]

So der Urlaub ist vorbei und die Arbeit geht weiter.

kleine Zusammenfassung:
- Neue Platinen für die Magnetventilansteuerung sind auf dem Weg zu mir. Sollten in ~5-10 Tagen da sein.
- Der Binär-Eingang und der Impulszähler (max 500impl/sek) sind implementiert.
- Der S0-Eingang kommt die Tage dran.

Der spannende Punkt ist aber die Firmware mit KNX-Integration. Hier stehe ich noch ganz am Anfang, da ich auch hier auf das neue OpenKNX Projekt aufspringen möchte.
Im ersten Schritt wird es eine sehr einfache Version sein, d.h. man kann über den KNX-Bus die einzelnen Ventile und Relais ansteuern und bekommt über den Bus die Sensorwerte(BIN-Eingang, S0, Impls, ADC-Werte, 4-20mA) zurück. Es wird noch keine integrierte Logiken geben, die automatisch Ventile ansteuern kann. Man braucht im ersten Schritt also erst noch eine externe Logik.

In Summe werden es dann hoffentlich 5 Prototypen sein, ich hätte dann wahrscheinlich 3-4stk abzugeben. In der Vergangenheit hat der ein oder andere schon Interesse daran gezeigt. Sollte das noch der Fall sein, dann nehmt am Besten mal direkt Kontakt mit mir auf. Dann kann man das Vorgehen schon mal besprechen und Ich kann euch schon mal das ein oder andere dazu erzählen.

[Masifi]

Ich hätte mal wieder eine Frage in die Runde.

Im Moment bin ich dabei Sicherheits-Abfragen und Abschaltungen zu definieren. Das System soll Fehler im System erkennen und diese selbstständig beheben und wenn nicht möglich das System in einen sicheren Zustand bringen.

Die Frage ist jetzt, welche Fehlerfälle seht ihr hier am kritischsten, oder welche Fehler können überhaupt auftreten?

Das für mich naheliegendste und meine größte Sorge bei so einem System, sind Lecks in der Leitung. D.h.:

Alle Ventile sind zu:
- aber der Druck auf der Zuleitung ist kleiner als erwartet --> Leck
- aber der Durchflussmengenzähler misst noch einen Durchfluss --> Leck
Lösung: zentrales Absperrventil aktivieren, Pumpe deaktivieren (Könnte über eines der drei externen Relais geschalten werden)

Was gibt es denn noch an weiteren Fällen die man hier in Betracht ziehen könnte?
Vielleicht hatte jemand schon einen Fall/Problem mit seiner Bewässerung und hätte sich gefreut, wenn das System dieses Problem selber erkannt hätte.

Einfach mal "open mind" mäßig, was euch einfällt.

[Crazyus]

Bisher hatte ich:
-Leck in der Leitung -Ventil schließt nicht richtig wegen Sandkorn oder sonstigem Dreck
-Kurzschluss am Ventil
-Ventile unter Wasser
-Leck zwischen Pumpe und Druckwächter, daher ständige Pumpenstarts.
-Düse weg geflogen und daher Springbrunnen im Rasen
-Eingefrorene Leitung

Das meiste könnte man wohl über Durchflussmenge und Stromaufnahme erkennen.
Bspw. Könnte man für jede Zone eine min/max Durchflussmenge mit Alarmschwelle hinterlegen.
Pumpe an Strommessaktor bzw. Druckwächter am Binäreingang wäre auch nicht schlecht.
Oder den Druckwächter gleich durch Sensor und Schaltkanal ersetzen.

[ETechniker]

-Kurzschluss am Ventil

Ergänzung (für Verntile und Sensoren):
- Kurzschluss nach Masse
- Kurzschluss nach SpVg
- Open Loop (Unterbrechung)
- Widerstand unplausibel
- SpVg fehlt

[Masifi]

Bisher hatte ich:
-Leck in der Leitung -Ventil schließt nicht richtig wegen Sandkorn oder sonstigem Dreck
-Kurzschluss am Ventil
-Ventile unter Wasser
-Leck zwischen Pumpe und Druckwächter, daher ständige Pumpenstarts.
-Düse weg geflogen und daher Springbrunnen im Rasen
-Eingefrorene Leitung

Guter Punkt: Ventil schließt nicht richtig.

Ventile unter Wasser :-) dagegen kann keiner mehr was tun

Düse weg geflogen und daher Springbrunnen: Hm dagegen kann man wohl auch nichts machen, die Frage wäre wie man das überhaupt erkennen könnte. Wahrscheinlich nur über den Druck auf der Leitung.

Eingefrorene Leitung: Hm auch hier tu ich mir etwas schwer, denn dagegen kann das System auch wenig machen, das einzige wäre den Druck in der Leitung dauerhaft zu messen und zu schauen, ob sich dieser verändert. Aber dann ist es eigentlich auch schon zu spät.

Pumpe an Strommessaktor

Dafür wären auch die S0 Eingänge vorhanden

Oder den Druckwächter gleich durch Sensor und Schaltkanal ersetzen.

auch hierfür stehen die 3 Ausgänge für externe Relais zur Verfügung.

[Crazyus]

Es würde wohl reichen wenn die Anlage oder die betroffene Zone dann einfach auf Störung gehen das könnte man dann ja visualisieren oder eine Push Nachricht senden.
Sollte wie gesagt über min/max Werte von Druck oder Durchflussmenge erkennbar sein.

Die Hardware bietet da ja genug Möglichkeiten.
Spannend wäre dann eher die Software.
Im ersten Schritt könnte das ja auch Edomi, Homeserver usw... leisten.

[Masifi]

Ergänzung (für Verntile und Sensoren):
- Kurzschluss nach Masse
- Kurzschluss nach SpVg
- Open Loop (Unterbrechung)
- Widerstand unplausibel
- SpVg fehlt

Kann das sein, das du aus dem Automotive Umfeld kommst? Irgendwoher kenne ich diese ganzen Anforderungen. :-)
Damit wäre man super abgesichert und hätte alles unter der Kontrolle, aber der Aufwand das für 13 Kanäle umzusetzen wäre schon groß. Wechselstrom ist leider etwas aufwändiger als Gleichstrom zu handhaben.

Kurzschluss gegen Masse: wäre ein Problem, da der externe 24VAC Trafo auch die komplette Sensorik versorgt. Wenn es einen Kurzschluss gegen Masse gibt, dann springt die Sicherung im 24VAC Trafo an (Wenn keine Sicherung dort vorhanden, dann muss man def eine vorsehen) und alles bis auf den KNX teil ist aus. D.h. man bekommt über KNX dann die Nachricht: PWR OFF.

Kurzschluss nach SpVg: Das würde dann bedeuten, dass das Ventil einfach dauerhaft offen ist. Das könnte man über den Durchflussmesser erkennen und wenn man ein Hauptabsperventil vorgsehen hat, könnte man das zur Sicherheitsabschaltung aktivieren.

Open Loop (Unterbrechung): auch das erkennt man über den Durchflussmesser ziemlich gut. Ventil soll auf sein, aber es fließt kein Wasser.

Widerstand unplausibel: Das würde nur über eine Strommessung gehen, aber das ist mir aktuell etwas zu aufwändig und würde zu viel Platz auf der PCB bedeuten.

SpVg fehlt: Naja das erkennt der Controller direkt und meldet es per KNX zurück. Dann wären aber auch alle Sensoren nicht verfügbar.


Es gibt noch einen Vorbehalt in der HW. Über einen isolierten DC/DC von den 5V vom KNX-Teil auf die Sensoren gehen. Dann würden alles Sensoren (bis auf 4-20mA da die zu viel Strom benötigen) weiter funktionieren, auch wenn der extern 24VAC Trafo keine Spannung mehr liefert, da aus, defekt oder Sicherung geschmolzen.

[Masifi]

Es würde wohl reichen wenn die Anlage oder die betroffene Zone dann einfach auf Störung gehen das könnte man dann ja visualisieren oder eine Push Nachricht senden.

Du meinst hier, dass das Ventil dieser Zone einfach nicht mehr geöffnet wird, oder wie definierst du hier eine Störung?

Spannend wäre dann eher die Software.

Das ist leider der ganz ganz große Knackpunkt. Ohne diese funktioniert das alles nicht :-) :-(

Im ersten Schritt könnte das ja auch Edomi, Homeserver usw... leisten.

So ist der erste Schritt auch mal geplant. Das Device wird noch ziemlich "dumm" sein und reagiert größtenteils nur auf Befehle von Außen. Dann kann man Schritt für Schritt Funktionen erweitern.

Ich merke jetzt schon, das es sehr "aufwändig" ist ein System mit vielen Schnittstellen in Betrieb zu nehmen, da es einfach auch viele Abhängigkeiten untereinander gibt.
Daher versuche ich es für den Anfang, so einfach wie möglich zu halten und wenn das tut, dann kann man die ganzen Spielchen treiben.

[ETechniker]

Kann das sein, das du aus dem Automotive Umfeld kommst?

Kann sein Sind ja praktisch Nachbarn…

Einige der aufgeführten Punkte sind sicher für die Sensoren interessanter, als für Aktoren.
Sind die Ausgänge kurzschlussfest nach GND und SpVg? Dann wäre für die Aktorik ja schon viel erreicht.

[Crazyus]

Ja, eventuell pro Kanal ein Alarmobjekt zum Signalisieren und intern wird der Kanal gesperrt und kann per Sperrobjekt wieder freigeschaltet werden.
Ein Sperrobjekt pro Kanal wäre eh sinnvoll, um den Kanal bei Bedarf zu überspringen.

Wenn ich die Tage mal Zeit habe werde ich dafür und einiges anderes mal eine eine detaillierte Beschreibung machen und es eventuell auch grafisch darstellen.

[Masifi]

Einige der aufgeführten Punkte sind sicher für die Sensoren interessanter, als für Aktoren.
Sind die Ausgänge kurzschlussfest nach GND und SpVg? Dann wäre für die Aktorik ja schon viel erreicht.

Das Stimmt natürlich.

Soweit was schon mal drin ist:
Alle ADC-Eingänge sind mit Klemmdioden abgesichert. Der +5V Ausgang für die Sensoren ist auch 50mA Kurzschlusssicher ausgelegt. Die Versorgung für die Binär-Eingänge und S0-Eingänge sind ebenfalls Kurzschlusssicher. Im Fehlerfall funktioniert alles andere normal weiter. Der 5V Kurzschluss wird vom Controller erkannt und man kann darauf reagieren.

Die 24V out für die 4-20mA Sensoren und die 12V out für weitere Sensoren, haben aktuell noch keinen Schutz. Im Kurzschlussfall würde aber die Kurzschlusserkennung der Regler selber anspringen. Dabei würden halt noch andere Funktion deaktiviert werden, aber es geht nichts kaputt. Das System überwacht diese Spannungen, daher erkennt der Controller das Problem und kann eine Info per KNX Nachricht ausgeben.

[Masifi]

Ja, eventuell pro Kanal ein Alarmobjekt zum Signalisieren und intern wird der Kanal gesperrt und kann per Sperrobjekt wieder freigeschaltet werden.
Ein Sperrobjekt pro Kanal wäre eh sinnvoll, um den Kanal bei Bedarf zu überspringen.

das macht Sinn ja

Wenn ich die Tage mal Zeit habe werde ich dafür und einiges anderes mal eine eine detaillierte Beschreibung machen und es eventuell auch grafisch darstellen.

Das wäre cool und hilfreich. Danke!