AVR-Ctrl Mikrocontroller Board

Ideal für kleine Steuerungen oder Experimente. Die Leiterplatte kann man, für 12,50 Euro (Stand 01/2007), unter mikrocontroller.cco-ev.de beziehe., Der Aufwand für die Bauelemente liegt so zwischen 15 und 25 Euro, je nach Ausstattung.

Mit einer teilbestückten AVR-Ctrl habe ich eine Steuerung für meine Warmwasserzirkulation realisiert. Darüber werde ich weiter unten noch berichten.

Die möglichen Mikrocontroller für diese Leiterplatte reichen vom AT90S8535 bis zum ATmega32. Als Benutzerschnittstelle stehen 5 Taster und ein LCD-Display zur Verfügung. Des weiteren verfügt das Board über eine serielle Schnittstelle für die Kommunikation mit einem PC. Damit kann dieser beispielsweise Daten auslesen und aufzeichnen. Über eine 1-Wire-Schnittstelle können zum Beispiel Temperatursensoren wie der DS1820 angeschlossen werden. Über 8 getriebene Ausgänge sind zum Beispiel Relais direkt ansteuerbar, eines befindet sich bereits auf der Platine.

Die Leiterplatte so wie die technischen Unterlagen findet ihr hier: mikrocontroller.cco-ev.de

Stromverbrauch

Ich betreibe die AVR-Ctrl mit einem 12V Steckernetzteil. Dabei habe ich an der AVR-Ctrl folgende Werte gemessen: Spannung 15V Stromaufnahme ohne Mikrocontroller 16mA, mit einem ATmega32 32mA (ohne angezogenes Relais, oder ähnliches. Daraus ergibt sich eine Leistungsaufnahme von 0,24W bzw. 0,48W. Leider haben Steckernetzteile auf der Basis von Trafo's auch eine gewisse Verlustleistung, meines im Beispiel verbraucht 1,8W, ohne das etwas angeschlossen ist. Bei einer gesamt Leistungsaufnahme von 2,3W, bei der der Mikrocontroller 0,24W aufnimmt, macht es keinen Sinn irgendwelche Energiesparmaßnahmen auf der CPU Seite zu ergreifen. Die maximal erreichbare Einsparung würde ja nur 10% betragen. Bessere Ergebnisse lassen sich nur mit Schaltnetzteilen erreichen.

Steuerung für Warmwasserzirkulation

Ich denke schon lange über eine Steuerung für meine Warmwasserzirkulation nach. Eine Zeitsteuerung finde ich unpraktisch, das hätte meiner Meinung nach nur Sinn bei sehr geregelten Tagesabläufen. Wir sind ein vier Personenhaushalt, wobei drei davon in sehr unregelmäßigen Schichten arbeiten. Darum kam für mich nur folgendes Prinzip in Frage: Ich öffne kurz den Wasserhahn, die Steuerung erkennt dies und schaltet die Pumpe ein.

Ich habe dann immer über irgendwelche Durchfußsensoren nachgedacht, was ja viel zu kompliziert war und einen Eingriff in die Heizungsanlage bedeutet hätte. Auf die einfachste Lösung bin ich erst im Projektbereich der AVR-Ctrl gestoßen, Temperatursensoren. Ich habe an eine teilbestückte AVR-Ctrl zwei 1-Wire Sensoren DS1820 angebracht und ein Relais zum Schalten der Pumpe.

Im ersten Versuchsaufbau schalte ich die Pumpe ein, sobald die Temperatur am Vorlauf um mehr als 0,5K/s steigt, ist dann die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf kleiner als 5K lasse ich die Pumpe noch 3min nachlaufen und schalte sie dann wieder aus. Das ganze funktioniert schon ziemlich gut, wenn ich das warme Wasser für ca. eine Sekunde öffne ist nach weiteren knapp zwei Minuten warten das Warmwasser da.

So sieht der Temperaturverlauf über den Tag aus (von 16:00 bis 16:00). Einmal habe ich die Pumpe vor dem Duschen ganz ausgeschalten und einmal ohne Wasserentnahme eine Stunde durchlaufen lassen. Ich denke die Hauptersparnis liegt nicht im Stromverbrauch der Pumpe sondern in den Wärmeverlusten der Wasserzirkulation.

Meine Pumpe ist eine Wilo-Star-Z15C mit einer Förderleistung von 450 Liter pro Stunde. Bei einer spezifischen Wärmekapazität von Wasser 4,18 kJ/(kg*K) einer Temperaturdifferenz von 2K zwischen Vor- und Rücklauf ergibt sich
4,18 kJ/(kg*K) * 450 kg/h * 2K = 3762 kJ/h
3762 kJ/3600s = 1,045 kW in einer Stunde.

Das wäre natürlich sehr viel, wenn ich jetzt keinen Fehler gemacht habe. Das ist allerdings auch eine sehr Grobe Schätzung, da als Fördermenge die maximale angenommen wurde und die Temperaturdifferenz von 2K bei einem Sensor von 0,5K Auflösung auch sehr ungenau ist.

Ich werde das im Sommer mal genau ermitteln, in dem ich den Gasverbrauch bei ein- bzw. ausgeschalteter Pumpe, ohne Wasserentnahme messe.

Wenn ich die Software noch mal überarbeitet habe, werde ich sie hier auch zur Verfügung stellen.