Ein neuer "Sensor" auf dem Dach ?
Nachdem die Regenmesserheizung in den vergangenen Monaten ausgezeichnet gearbeitet hat hier nun die Bauplanung- und Realisierung der Heizung.
Die ektronische Planung und Realisierung übernahm ein Nachbar, ausgebildeter Energieelektroniker und hervorragender Bastler.
Herausforderungen/Lösung
An die Heizung stellten wir insgesamt fünf Anforderungen:
1.)das Innere des Regensensors ist so zu beheizen, dass der, auf den Trichter fallende, Schnee schmilzt
2.)das Überhitzen des Regensensors muss verhindert werden
3.)die komplette Schaltung hat vollautomatisch zu funktionieren („Stecker rein und los“)
4.)die Schaltung soll möglichst energiesparend sein, d. h. bei Temperaturen über 4°C ist die Beheizung des Regensensors einzustellen
5.)die Materialkosten dürfen ca. 60 € nicht übersteigen
Aus diesen fünf Punkten ergab sich folgender Lösungsansatz:
Um das Innere des Regensensors optimal zu beheizen, ist es nötig die Temperatur im Regensensor zu messen. Anhand dieses Wertes erfolgt dann das Zu- bzw. Abschalten der Heizung. Weiterhin ist die Außentemperatur zu ermitteln, um das unnötigen Beheizen des Regensensors zu vermeiden.
Realisierung:
Ein Problem bei der Umsetzung stellte noch das Einbringen der Wärme in das Innere des Sensors dar.
Wir entschieden uns für den Einsatz von vier Hochlast -Drahtwiderständen mit vertikalen Anschlüssen (siehe Foto).
Das Einstellen der vier Trimmer für die Schalttemperaturen und Hysteresen bildeten den Abschluss der Elektronikarbeiten.
Um die Elektronik ausreichend vor Wettereinflüssen zu schützen, wurde die fertige Leiterplatte in ein spritzwassergeschütztes Gehäuse montiert.
Das fertige Produkt ist auf dem Foto dargestellt.
Abschließend folgten noch die Montage des Gehäuses in ein kleines Wetterhäuschen.
Die Temperatur im Inneren des Regensensors wird nun, sobald die Außentemperatur unter 4°C sinkt, auf ca. 15-20°C gehalten.
Die, bei eingeschalteter Heizung, eingebrachte Leistung beträgt ca. 28W.
Schaltungsbeschreibung:
Herzstück der elektronischen Schaltung sind zwei Operationsverstärker (N3, N4).
Der Sollwert beider OPVs wird über jeweils einen Trimmer (P1, P2) vorgegeben. Der Istwert bildet sich über die Kaltleiter und deren Vorwiderstand.
Beide OPVs besitzen eine Mitkopplung über die Trimmer P3 und P4 um eine Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltsignal zu erzeugen.
Die Ausgangssignale der OPVs werden über einen CMOS-Schaltkreis entsprechend UND verknüpft und schalten über den Transistor V7 das Relais K1, was wiederum die Heizwiderstände E1-E4 über die Wechslerkontakte 1-2 zuschaltet. Gleichzeitig erfolgt eine Signalisierung über die Leuchtdiode V5.
Die Versorgungsspannung der Elektronik beträgt +12V. Die Gleichspannung wird aus einer 12V-Wechselspannung mittels eines Brückengleichrichters mit Ladekondensator und nachgeschalteten Spannungsregler (N2) generiert. Die Heizwiderstände E1-E4 werden bei angezogenem K1 direkt an der 12V Wechselspannung des vorgeschalteten Trafos betrieben.
Meine " Assistentin - ganz entspannt"
Meiner „Assistentin“ habe ich nun zwei „Berater“ zur Seite gestellt.
Wolf-Dieter Kirschstein
Bautzener Strasse 13
02906 Quitzdorf am See
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