Loxone: Messung der Helligkeit und Sonneneinstrahlung

Einige Dinge werden von unserer Loxone in Abhängigkeit der Sonne gesteuert:

So regelt die Loxone bei uns die Beschattung. Dass heisst sie fährt je nach Sonnenstand und Sonneneinstrahlung ("Intensität" der Sonne) die Rolladen tagsüber herunter, um das Haus kühl zu halten. Das Pfiffige daran ist, dass die Rolladen nur dort heruntergefahren werden, wo die Sonne auch wirklich auf die Fassaden scheint. Des weiteren wird nur beschattet, wenn die Sonne auch soviel Leistung hat, dass sie die Räume innen aufheizen kann (Sonnenstrahlung in W/m²).

Des weiteren haben wir Bewegungsmelder im Hausflur. Und die sollen natürlich auch nur das Licht schalten, wenn es so dunkel ist, dass man Licht auch braucht.

Am Anfang dachte ich, dass ich das alles per Software elegant lösen kann: So gibt es in Loxone die Funktion "Tageslicht". Der Miniserver von Loxone berechnet anhand der geografischen Koordinaten den Sonnenauf- und -untergang. Somit "weiß" er auch, wann es anfängt zu dämmern. Das funktioniert auch sehr schön, nur hat das Ganze einen haken: Im Winter bei stark bedecktem Himmel wird es manchmal schon viel eher draussen so finster, dass man im Flur Licht braucht. Und auch im Sommer bei einem heftigen Gewitter kann es schonmal gegen Abend so dunkel werden, dass man gerne Licht im Flur hätte. Solche lokalen Bedingungen kann man mit einer reinen Software einfach nicht abfangen. Und entgegen meiner ursprünglichen Vermutung nervt es dann doch schon, wenn das Licht eben nicht automatisch angeht, obwohl man eine Hausautomatisierung hat.

Genauso verhält es sich mit der Beschattung: Ich habe mir einen eigenen Wetterserver programmiert, der über einen RaspberryPi die aktuellen Wetterdaten von Wunderground.com abholt und der Loxone zur Verfügung stellt. Einige Wetterstationen stellen auch dort die Sonnenstrahlung in W/m² zur Verfügung. Aber lokale Ereignisse (Wolken, Gewitter, etc.) werden natürlich nicht abgebildet. Und so ist es dann manchmal einfach blöd, wenn die sonne hinter dicken Gewitterwolken versteckt ist, aber trotzdem die Rolladen das Haus beschatten, obwohl man gerade jetzt möglichst viel Licht im Haus haben möchte.

Lange Rede kurzer Sinn: Ich brauchte einen Helligkeits- und Sonnenstrahlungssensor am Haus :-)

Nun war es gar nicht so einfach einen passenden Sensor zu finden. Ich hatte zwar auf unserer Südseite damals bereits ein Kabel für eine automatische Markise legen lassen und dabei auch gleich ein CAT7-Kabel für diverse Sensoren dort mit hinlegen lassen, aber der Dynamikbereich der Sonne ist doch extrem hoch. So gibt es keinen einzelnen Sensor der beides messen kann: die Sonnentrahlung mit vielleicht 1000 W/m² um die Mittagszeit sowie die Abenddämmerung bei Sonnenauf- und Untergang. Hier mal ein paar Beispiele typischer Lux-Werte der Sonne:

Heller Sonnentag: 100.000 lx
Bedeckter Sommertag: 20.000 lx
Im Schatten im Sommer: 10.000 lx
Bedeckter Wintertag: 3.500 lx
Sonnenauf-/-untergang: ca. 100 lx

Verlegte Kabel für die Markise (Strom und CAT7)

Letztendlich bin ich dann aber doch fündig geworden: Bei http://www.eservice-online.de/ habe ich einen Sensor gefunden, der über eine Solarzelle die Sonneneinstrahlung (W/m²) messen kann, und zwar bis zu 70.000 Lux und zusätzlich über eine Fotodiode auch den Messbereich zwischen 10-3500 Lux abdeckt. Bei dem Sensor handelt es sich um einen 1-Wire-Sensor, der auf dem 1-Wire-Chip DS2438 basiert - also auch von Loxone unterstützt wird.

Mit knapp 80 Euro kein Schnäppchen, aber nach dem ersten test heute bin ich sehr zufrieden.

Der Sensor kommt in einem grauen Kunststoffgehäuse (Wetterfest) daher und ich habe ihn bei uns auf der Südseite (oberhalb unserer Terrasse) montiert. Das Ganze mit der 1-Wire-Extension von Loxone verbunden und fertig :-)

Sofort nach dem Anschluss lieferte der Sensor bereits Werte. Dabei findet die Loxone zwei neue DS2438-Chips - einen für den Solar-PV-Sensor, einen für die Fotodiode (Dämmerung). Leider bietet der Hersteller nur Skripte für das Automatisierungssystem IP-Symcon an. Ich habe mir aber darauf die Formeln extrahiert, die zur korrekten berechnung des Lux-Wertes (Dämmerungssensor) bzw. der Sonneneinstrahlung (W/m²) notwendig sind. Teilweise sind mir die verwendeten Konstanten noch nicht ganz klar, aber ich habe dazu den Hersteller schon angeschrieben - sobald ich etwas höre poste ich es hier.

Dämmerungssensor: Helligkeit in Lux = (VDD - VAD) * 520)
Sonnenstrahlung: Leistung = ((VAD * VSens) * 2000)

In Loxone habe ich das Ganze mittels des Formelbausteins realisiert: