Technische Daten des Projektes Hauscomputer:

Zentralrechner besteht aus ausrangiertem IBM-kompatiblen PC oder Laptop/Notebook/Thinclient (286iger bis Pentium XXL) mit einer serieller Schnittstelle

Der PC/ Laptop braucht nur 1MByte RAM, eine Grafikkarte und ein Diskettenlaufwerk oder Flashspeicher. Alternativ, wenn vom PC unterstützt: auch Booten über USB- Stick/ CF card oder flash, eine "mechanische" Festplatte ist nicht notwendig!

 umfangreiche Unterstützung für Thin-Clienten wie z.B. IGEL 5-4 u.a. durch fertige Images mit angepasstem und fertig konfiguriertem DOS-System oder Puppy-Linux (Projekt DVD-ROM)

Die Software läuft unter verschiedenen Betriebssystemen (DOS, Windows, LINUX), Hinweise dazu im Programmhandbuch

Zusätzlich zum PC sind  I2C- Bus- Interfaces mit PCF8574, PCF8591, ATtiny26 o.ä. für die Sensoren/Aktoren erforderlich (selbstgebaut oder z.B. von der Fa. Horter & Kalb)

Verwendet wird als Hausbus ein modifizierter I2C- Bus mit einem Buswiderstand von 4k7 gegen +12V und jeweils einem Serienwiderstand (100 Ohm), sowie einer Z-Diode an allen Slaves, damit entfällt ein sonst notwendiger zusätzlicher Bus-Treiber - Reichweite trotzdem mehrere 100m

Für den Hausbus ist Netzwerkkabel (CAT-5 ff.) verwendbar

 

bis auf minimales DOS- Betriebssystem bzw. DOSEmu unter Linux autark arbeitende Software- optimiert auf fehlerfreie Arbeit über lange Zeiträume

identische Software kann für Entwicklung und Test auch unter MS WINDOWS oder LINUX eingesetzt werden

integriertes Webinterface für Netzwerkbetrieb, unter Linux auch CGI Steuerung per verschlüsselter Übertragung (https) möglich

bis zu 64 digitale In/Out Leitungen für Steuerungen/ Regelungen

bis zu 32 analoge Messkanäle mit 8 Bit (PCF8591P) oder 10 Bit (ATtiny26) A/D Wandler bei einer Abfrage aller 1-8 Sekunden

jeder analoge Messkanal ist nichtlinear kalibrierbar und wird auf Ausfall überwacht

bis zu 8 analoge Ausgänge

bis zu 16 Raumsensoren  am Bus einsetzbar (mit gleichzeitig jeweils verschiedenen Parametern wie Temperatur, Feuchte, CO2, Bewegungsmelder usw.) --> insgesamt etwa 100 Sensoren/Aktoren

moderne Pulsweitenmodulation (PWM) für direkte Pumpensteuerung, sowie Frequenzmessung mit ATtiny26 möglich

bis zu 8 LM75 (9 Bit Temperatur Sensor) bzw. DS1631 (12 Bit Temperatur Sensor), sowie 4 MAX1236 (4Kanal 12bit A/D Wandler) anschließbar

eingebaute, gekapselte speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) mit einer Zykluszeit unter 1s (hängt von Taktfrequenz des verwendeten PC's ab)

Umfang der SPS: 799 zyklisch berechnete Softwaremodule, davon 749 frei programmierbar

über 100 verschiedene Software-Modultypen (Verknüpfungen, Regler, Begrenzer usw.) stehen zur Verfügung

Menüsteuerung des Programms über externe Tasten (am Hausbus) möglich

grafische Darstellungen auf PC-Monitor, Webinterface, Smartphone oder auch TV möglich

automatischer persönlicher Geburtstags-, Mülltonnen- und Feiertagskalender inklusive Datumsbereiche für Urlaub/Ferien o.ä.

verschiedene Astrofunktionen verfügbar (z.B. virtueller Helligkeitssensor, sekundengenaue Sonnenposition, u.a.)

umfangreiche Scriptsprache zur Programmierung der grafischen Darstellungen, SPS, Kalender usw. mit täglicher, automatischer Updatefähigkeit

automatische, kontinuierliche Ausfallüberwachung der Hardware (CBIT) mit Klartextdarstellung in einer Laufschrift

automatische Log-Dateien; gezielte Datenaufzeichnung in beliebigen Zeitintervallen auch bedingungsabhängig möglich

Aufzeichnung von Minuten-Logs im Solvis-Format für Heizungsanlagen möglich

vollautomatische grafische Aufbereitung der Sensordaten unter Linux

maximale Länge des Hausbusses (modifizierter I2C-Bus): mehrere 100m möglich (siehe auch "Hauscomputer- Hardware Bd.0/1")

einheitliche Stromversorgung aller Komponenten (inklusive IGEL-Thin Client) mit +12V von einer (oder mehreren) Quellen möglich

Auszug aus Hardware-Band 1:

... Die maximal zulässige Leitungslänge des verwendeten Hausbusses ist außer vom Gleichstromwiderstand der Leitung auch von der Leitungskapazität abhängig. Über einen einfachen Leitungssimulator mit einer Parallelkapazität von 47nF  wurde zu Testzwecken eine zusätzliche Analog- Erweiterung angeschlossen.

Das entsprechende Oszillogramm , das unmittelbar am PCF8591 gemessen wurde, zeigt wie erwartet eine Impulsdeformation ausschließlich beim SDA- Signal. Die Funktion der Schaltung war nicht beeinträchtigt. Aus diesen Betrachtungen können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

  1. Eine Parallelkapazität von 47 nF (!) ist für den Hausbus zulässig. Das entspricht, bei einer angenommenen Leitungskapazität von 140 pF/m etwa 330 m maximale Bus- Länge (!!!).

  2. Der Bus- Widerstand für das SDA- Signal sollte bei langen Leitungen in der Mitte des Netzes angeordnet werden um die Ladevorgänge der Leitungskapazitäten auf beide Schaltflanken zu verteilen.

  3. Bei PCs mit einer Schaltschwelle kleiner +1V am seriellen Anschluss, bzw. langen Leitungen sollte ein SDA- Korrektur- Adapter zwischengeschaltet werden.

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