Hören Sie auf, zu raten – ob der Heizer des Smart-Meters tatsächlich funktioniert oder nicht.
Wenn Sie schon einmal ein Smart-Meter im Freien verwendet haben, wissen Sie, welche Herausforderungen damit verbunden sind. Kondenswasser und Frost sind eine ständige Bedrohung für die Elektronik. Sie verschlimmern die Situation eher noch, indem sie versuchen, die Elektronik zu beschädigen.
Die meisten Menschen setzen einfach einen Heizelement auf das PCB und hoffen auf das Beste. Doch „blinder Heizvorgang“ ist ein Risiko. Man weiß erst, ob der Heizer seine Aufgabe erfüllt, wenn das ganze Gerät kaputtgeht.
Wir haben uns entschieden, das zu ändern. Anstelle eines einfachen Heizelements verwenden wir die Heizlampe als Sensor.
Der Trick liegt in der Widerstandskraft.
Wir nutzen Leistungselemente mit niedriger Leistung, aber hoher Präzision, die direkt im Board integriert sind. Durch die kontinuierliche Überwachung des Widerstands kann das System erkennen, ob das Heizelement bereits ausgefallen ist – lange bevor das gesamte Gerät kaputtgeht. Wenn der Thermostat nach mehr Wärme verlangt, aber der Stromverbrauch kaum zunimmt, handelt es sich dabei um einen Hardwarefehler. So einfach ist das.
Wie wir den Kreislauf aufbauen
Wir verzichten auf die herkömmlichen Ein-/Ausschalter. Die sind zu unpräzise. Stattdessen verwenden wir einen Shuntwiderstand sowie einen ADC, um den Spannungsabfall über der Lampe zu überwachen. Dadurch erhalten Sie eine Übersicht über den Zustand der Hardware. Sie können sehen, ob der Heizer zu 100 Prozent arbeitet oder ob er bereits an Leistung verliert. Das ist der Unterschied zwischen Raten und Sicherheit.
Das Gleichgewicht finden
Man könnte nun fragen: „Warum erhöhen wir nicht einfach die Leistung?“
Aber: Wenn man zu viel Wärme in einem kleinen Bereich erzeugt, entstehen heiße Punkte. Diese verformen das Board und zerstören die Kondensatoren schneller, als es eigentlich nötig wäre. Es handelt sich dabei um ein empfindliches Gleichgewicht. Man möchte zwar den Taupunkt senken, aber man will die eigene Elektronik nicht ruinieren.
Um Stabilität zu gewährleisten, empfehlen wir, einen kalibrierten NTC-Thermistor etwa 2 mm von der Quelle der Wärme entfernt anzubringen. Dadurch wird verhindert, dass das System in Panik gerät und falsche Alarmsignale auslöst, wenn es bei extremen Temperaturen starten soll.