1-Wire Temperatur-Luftfeuchte-Luftgütesensor in Loxone einbinden

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Für die intelligente Raumregelung im Smart Home werden neben Aktoren, die sich aktiv um die automatische Beschattung bzw. Beheizung kümmern, natürlich auch entsprechende Sensoren benötigt, um je nach Umgebungsvariablen als entsprechender Trigger zur Verfügung zu stehen. Dazu zählen in erster Linie normale Temperaturfühler in jedem Raum, die sich kostengünstig per 1-Wire-Extension (Affiliate-Link) an den Loxone Miniserver (Affiliate-Link) koppeln lassen.

Wie im Blogpost Smart Home mit Loxone kurz angesprochen, zeichen sich OneWire-Temperaturfühler dabei besonders durch eine hohe Messgenauigkeit sowie einen günstigen Anschaffungspreis (z.B. 10 Stück DS18B20 Digitale Temperaturfühler (Affiliate-Link) für unter 10 Eur) aus. Daneben gibt es aber auch kombinierte OneWire-Sensoren, die neben der Temperatur auch gleich noch die Luftfeuchtigkeit sowie die Luftqualität messen. Mit den zusätzlichen Messwerten kann dann bspw. gleich noch die Belüftungsanlage je nach vorliegender Feuchtigkeit oder Luftgüte geregelt oder eine Push-Notification aufs Smartphone geschickt werden, die bspw. darüber informiert, dass im Kellerraum dringend gelüftet werden sollte, um Schimmelbildung zu vermeiden. Wie man einen solchen 1-Wire-Kombisensor über die Loxone Config einbindet, wird nachfolgend erklärt.

Verkabelung des Temperatur-Luftfeuchte-Luftgütesensors

anschlussskizze_1wire-extension_temp-humidity-airquality-sensorEingesetzt wird nachfolgend der OneWire-Wohnraumsensor für Luftgüte, Luftfeuchte und Temperatur von eservice online (Art.Nr. 11127), welcher über den Onlineshop von eservice online bzw. ebork bezogen werden kann und insgesamt zwei OneWire-Bausteine besitzt. Der DS18B20 ist für die Temperaturmessung verantwortlich, über den DS2438 werden zusätzlich Luftfeuchte und Luftgüte ermittelt. Als Luftgütesensor ist die HIH4000 Serie von Honeywell im Einsatz, die Luftgüte wird durch einen Mischgassensor (VCO) gemessen.

Verkabelt werden Loxone 1-Wire-Extension und Sensor wie in der Anschlussskizze links dargestellt. Dabei empfielt es sich ein geschirmtes Twisted Pair-Kabel (ab Cat 5e (Affiliate-Link)) zu nutzen. Die beiden Signalleitungen DQ und GND sollten dabei an einem verdrillten Adernpaar angeschlossen werden.

Die Anschlussbelegung sieht bei Cat 5e nach RJ45 EIA/TIA 568A bspw. so aus:

Masse (GND) -> Orange/Weiss (Pin 3)
VDD (+5V VDC) -> Orange (Pin 6)
DQ Data (1-wire) -> Blau (Pin 4)

Für weitere Informationen bzgl. 1-Wire-Bus kann die Loxone Dokumentation konsultiert werden. Hinsichtlich der Belegung eines RJ45-Kabels bzw. -Steckers gibt es auf fischer-net.de bzw. Wikipedia weitere Erläuterungen.

Einbindung in der Loxone Config

1-Wire Sensor Geraet erstellenDer OneWire-Sensor wird über die Loxone Config über „Gerät erstellen“ (siehe Screenshot links) in die aktuelle Konfigurationsdatei übernommen. Dabei müssen beide oben bereits angesprochene Chips, DS18B20 für Temperatur sowie DS2438 für Luftfeuchte/Luftgüte, hinzugefügt werden.

Loxone Config Kombi-Sensor-Temperatur-Luftfeuchte-LuftgueteIn der Loxone Config wird die Temperatur des DS18B20 bereits korrekt in Grad Celsius ausgegeben und kann so direkt verwendet werden. Die Luftfeuchte sowie Luftgüte muss hingegen noch manuell über „Formelbausteine“ errechnet werden. Das liegt daran, dass der DS2438 eigentlich ein Smart Battery Monitor ist, der die angelegte Batteriespannung in Volt ausgibt, womit die Loxone Config erstmal nicht sehr viel anfangen kann. Hier wird der DS2438 jedoch als Mittelsmann zum Luftfeuchte- bzw. Luftgütesensor genutzt und gibt über deren angelegte Spannungen entsprechende Messwerte in Volt aus.

Die in der Loxone Config angezeigten Werte des DS2438 bedeuten dabei:

VAD -> Luftfeuchte in Volt — VADneu = (5 / VDD) * VAD
VDD -> Betriebsspannung in Volt. Bei mir ist der Wert aktuell 4,97V.
Vsens (Current Sens) -> Luftgüte in Volt. Während der Initialisierung ist der Wert 0,10V.

Die Luftfeuchtigkeit lässt sich dank der beiliegenden Anleitung bzw. der darin enthaltenen Formel über den Loxone „Formelbaustein“ errechnen:

(((5/I3*I1-0.847847)/0.029404604)+2)/(1.0305+0.000044*I2-0.0000011*I2^2)

Die am Formelbaustein anliegenden Eingänge sind dabei:

I1=VAD
I2=Temperatur (vom DS18B20)
I3=VDD

Die Luftgüte lässt sich ebenfalls über einen „Formelbaustein“ berechnen:

I1*8400+400

Der anliegende Eingang ist dabei:

I1=VSens

Loxone Config LiveviewLaut Dokumentation verwendet man in der Berechnung eine Konstante, in diesem Fall 400, sofern man sich auf dem Land befindet bzw. 420, sofern man sich in der Stadt aufhält.

Die gesamte Loxone-Konfigurationsdatei ist zum Download unter 1Wire-Temperatur-Luftfeuchte-Luftguetesensor.Loxone (2738 Downloads) verfügbar. Dabei sind an den Ausgängen noch „Merker“ und jeweils ein „Virtueller Status“ mit „Statistik“-Funktion hinterlegt, damit die Werte auch in der Visualisierung sinnvoll genutzt werden können. Die Konfiguration lässt sich so relativ einfach per Copy&Paste in die eigene Konfigurationsdatei übernehmen. Ist alles korrekt verkabelt und konfiguriert, sollten die Sensorwerte korrekte Werte übermitteln, wie im Bild links zu sehen.

Aus meinem täglichen Leben

Loxone iPhone App LuftgueteverlaufDer Luftgütesensor benötigt bei erstmaliger Inbetriebnahme bzw. nach langer Zeit ohne Strom erstmal knapp zwei Tage, bis er „warmgelaufen“ ist und sinnvolle Werte übermittelt, kurze Stromausfälle machen ihm dabei jedoch nicht viel aus. Wirklich faszierend ist, dass der Sensor sehr schnell auf sich ändernde Umwelteinflüsse reagiert. Stellt man bspw. die Abfragezeit des Sensors im 1-Wire-Bus in der Loxone Config testweise von standardmäßig 60 auf 1 Sekunde um, kann man beinahe in Echtzeit verfolgen, sobald ein Fenster geöffnet wird, da sich in diesem Fall die Luftqualität schlagartig verbessert.

Der ermittelte Wert der Luftgüte wird in der Einheit ppm (parts per million) ausgegeben und gibt dabei Auskunft über den CO2-Anteil in der Luft (der Sensor detektiert daneben aber auch noch weitere Gase). Je höher der Wert, desto schlechter die Luftqualität. Werte unter 1.000 ppm sind dabei gut, ab 2.000 pm kann es laut einer Studie nach Pettenkofer unbehanglich werden. Interessant ist, dass in ungelüfteten Schlafzimmern bzw. Klassenräumen bis zu 5.000 ppm auftreten können.

Insgesamt ist der mit knapp 140 Euro nicht ganz günstige 1-Wire-Kombisensor dennoch eine gute Alternative zum „traditionellen“ CO2-Sensor von Loxone, der nochmal etwas teurer ist und zudem mehrere analoge Eingänge für dessen Betrieb benötigt. Sofern ich diesen mal in die Hände bekomme, werde ich die Messwerte vergleichen.

PS: Danke an Stefan, der mir den Tipp mit dem 1-Wire-Kombisensor gegeben hat.

Affiliate-Links

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Jörg

hat meintechblog.de ins Leben gerufen, um seine Technikbegeisterung und Erkenntnisse zu teilen. Er veröffentlicht regelmäßig Howtos in den Bereichen Smart Home und Home Entertainment. Mehr Infos

19 Gedanken zu „1-Wire Temperatur-Luftfeuchte-Luftgütesensor in Loxone einbinden“

  1. Hallo,

    habe bei mir zuhause auch den kombinierten Luftgütesensor im Einsatz. Allerdings habe ich inzwischen folgendes Problem. Aufgrund einer Hochwasser-Situation im Keller mussten die Loxone-Komponenten ausgetauscht werden – also auch die 1-wire Extensions. Jetzt hat aber Loxone inzwischen hardwaremäßig in die 1-wire Extensions einen regelmäßigen Reset über die Datenleitung eingebaut – und damit kommt der Sensor offensichtlich nicht zurecht – da er auch jedesmal einen Reset durchführt und dadurch nie in einen regulären Betrieb kommt.
    Hast du dazu auch Erfahrung oder eine Idee, was da gemacht werden könnte?

    1. Hi Jochen. Das Problem ist mir leider nicht bekannt. Hast du schon mal direkt mit Loxone gesprochen? Deren Service ist wirklich hilfsbereit.

      Grüße und viel Erfolg
      Jörg

  2. Hallo,

    ich finde den Hinweis von Jochen interessant. Ich plane gerade die automatisierung unseres Neubaus mit Loxone und KNX und hatte vor auch diesen Sensor zu verbauen.

    Jochen, wenn du zu einem Ergebnis gekommen bist, lass uns deine Lösung bitte wissen!

    Viele Grüße
    Lukas

  3. Hallo Jochen,

    dein Posting bzgl Reset ist sehr interessant. Auch ich plane den Sensor einzusetzen.
    Konntest du inzwischen Näheres in Erfahrung bringen??

    Danke und Grüße

    Andi

  4. Hallo,

    ich habe auch diesen Sensor in meine Loxone-Config eingebunden (Danke für Infos und Beschreibung hier).

    Die Temperatur ist leider das einzigste was korrekt ausgegeben wird. Die Luftfeuchte steht auf 50 % und die Luftgüte auf 1190.
    Bei beiden Werten gibt es keine Veränderung.

    Was läuft da falsch?

    grüße
    Max

  5. Hallo,

    Max, kann es sein, dass du das gleiche Problem wie Jochen hast?

    Max/Jochen, wenn ihr eine Lösung habt lasst es uns bitte wissen. Ich habe den Sensor noch nicht gekauft, plane es aber.

    Viele Grüße
    Lukas

  6. Hallo,
    vielen Dank für die Infos zu dem Sensor. hatte schon längere Zeit zwei Sensoren an der Loxone, jedoch noch nicht ausgelesen. Funktioniert einwandfrei, Luftgüte von ca. 460.
    Nun meine Frage. Hast Du oder ein anderer User eine Idee, wie ich aus der Luftgüte nun ein 0-10V Signal für meine Lüftungsanlage erzeuge? Gibt es da einen Baustein für?

    Für Tipps wäre ich echt dankbar, denn momentan läuft die Lüftungsanlage relativ dumm immer auf einem Volumenstrom.

    Vielen Dank

    Jogi

    1. Hi, hab noch leine Loxone, aber kannst du dafür nicht einfach nen analogen Ausgang der Loxone nutzen?

  7. Hallo,
    das Problem ist nicht die Ansteuerung der Lüftungsanlage, sondern das Umsetzen des Luftgütewerts in einen vernünftigen 0-10V Wert. Habe es mit einem PID-Regler probiert, aber der eght immer in kurzer Zeit auf 10 Volt, was natürlich nicht zweckmössig ist.

    Irgendiwe müsste man versuchen, die Signalanpassung gravierend zu reduzieren. so dass die Ausgangsspannung nur langsam steigt.

    Grüße

    Jogi

  8. Nun, das mit dem Busreset scheint das Problem zu sein, daß der VOC Sensor nicht mehr vernünftig ausgelesen werden kann.
    Fehlt dem Sensor die nötige Stormversorgung, weil u.a. die LOXONE den Bus neu startet, fängt der Sensor wieder bei 0 an und benötigt eine gewisse Warmlaufzeit. Meist resettet der Bus schneller als der VOC vernünftige Daten senden kann.
    Zu erkennen an den LED’s, diese leuchten irgendwann alle auf, dann blinkt die Rote bis Daten gesammelt werden und dann schlägt ein Reset zu. => LOOP

    Warum das LOXONE so macht kann ich ansatzweise erahnen.
    Man liest in div. Foren über das Aufhängen des Busses….

    Fakt ist, der VOC benötigt mehr Strom, als die 1-Wire Extension liefert.
    Hat man nur einen VOC ohne weitere Komponenten angeschlossen, mag das vielleicht funktionieren. Sobald aber mehrere Komponenten dazukommen reicht die Stromversorgung nicht mehr aus.

    Lösung: Zusätzliche Einspeisung nach der 1Wire Extension auf den 5V/VDD und GND. Damit hat der VOC mehr „Saft“ und arbeitet dann endlich mal.
    Es gibt aber hierzu alternative Techniken auch vom Hersteller des o.G. Sensors – schaut mal auf desse HP nach.

    1. Korrektur/Anmerkung:
      Fakt ist: zu wenig Strom -> Fehlfunktion!
      Die aktuelle 1-Wire der Loxone arbeitet einfach weiter.
      Lösung: entweder externe Stromversorgung oder stärkeres 24V Netzteil verwenden…, dann arbeitet der VOC ohne Reset beanstandungslos.

  9. Ich würde gerne dein System nachbauen, jedoch die Sensoren in einer Unterputzdose mit einer optisch ansprechenden „Blende“ mit Lüftungsschlitzen verbauen.

    Da du ein gutes Ansprechverhalten hast, würde mich interessieren wo du die Sensoren (Temperatur und Luftfeuchte) verbaut hast!?

    Vlt weißt du auch wo ich diese „Blende“ für die Upterputzdosen herbekommen könnte!?

    LG Christian

    1. Hi Christian,
      habe den Sensor nicht mehr im Einsatz, da ich im Neubau jetzt weitestgehend auf KNX-Sensoren gesetzt habe.
      Wenn du eine schicke Blende für den 1-Wire-Sensor möchtest, musst du die wohl selbst fertigen (lassen). Kenne da leider keine Out-of-the-Box-Lösung auf dem Markt.

      Grüße
      Jörg

      PS: „Ansprechverhalten“ ist nen geiler Begriff. :D

    2. hi…

      ja, ich brauche 19 Temp. Sensoren, 5 Feuchte- Sensoren, 5 VOC Sensoren…

      Also werden es die Elsner nicht werden…

      Was ist der aktuelle Stand von den „Besten“ Selbstbau- Feuchte und VOC Sensoren?

      LG Christian

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