Sensor-Manipulator: wie eine alte Heizung fernsteuerbar wird
Statt in die Heizungselektronik zu greifen, verstellt ein kleiner Kasten den Widerstand des Außenfühlers — drei Zustände, zwei Funkrelais. Das Gehäuse ist lasergeschnittenes Acrylglas mit gravierter Beschriftung.
Eine ältere Heizungsanlage kennt kein WLAN, keine App und keinen Zeitplan, der sich vom Sofa aus verschieben ließe. Der naheliegende Weg wäre ein Eingriff in ihre Steuerungslogik — teuer, herstellerabhängig und beim nächsten Anlagentausch von vorn. Dieses Projekt geht den Umweg und lässt die Heizung völlig unverändert: Zwischen Außentemperaturfühler und Heizung sitzt ein kleiner Kasten, der den Messwert verstellt. Meldet er eine hohe Außentemperatur, regelt die Anlage von selbst herunter; meldet er eine niedrige, legt sie zu. Die Heizung merkt davon nichts — sie tut genau das, wofür sie gebaut ist.
Möglich ist das, weil die Heizung gar keine Temperatur misst, sondern Ohm. Der Außenfühler ist ein Widerstandsfühler; die Anlage rechnet den gemessenen Widerstand in eine Außentemperatur um. An diesem Fühler wurden zwei Punkte abgelesen — 825 Ω bei 0 °C und 979 Ω bei 20 °C. Der Widerstand steigt also mit der Temperatur, um rund 7,7 Ω je Grad. Genau daran setzt der Manipulator an, mit zwei Potentiometern und zwei Schaltern. Das eine liegt in Reihe zum Fühler und erhöht den Widerstand: Die Heizung sieht es wärmer und regelt herunter. Das andere liegt parallel und senkt ihn: Die Heizung sieht es kälter und legt zu. Daraus werden drei Zustände, die vorab in einem Online-Schaltungssimulator durchgerechnet wurden — unverändert 824 Ω, parallel 810,6 Ω, in Reihe 1,1 kΩ. Die runden Werte darin sind Beispiele; wie viele Grad daraus werden, hängt vom Fühler und von der Kennlinie der Anlage ab und wird an den Potentiometern eingestellt.
Aufgebaut ist das Ganze auf einer Lochrasterplatine, bewusst einfach: gelötete Drahtbrücken, zwei Trimmpotentiometer in der Mitte — bis 500 Ω für den Reihenzweig, bis 50 kΩ für den Parallelzweig — und vier Schraubklemmen nach außen: zwei zu den Schaltern, eine zum Außenfühler, eine zur Heizung. Die Schalter sind zwei Shelly-Module, die als potentialfreie Relais arbeiten und ihre 230 V aus dem Hausnetz beziehen; eingerichtet werden sie über Bluetooth und WLAN und laufen danach über die App des Herstellers. Vom Laser kommt das Gehäuse: dunkel getöntes, durchscheinendes Acrylglas, an den Kanten gesteckt, mit gravierter Wortmarke und den Beschriftungen „Sensor“, „Heizung“ und „Power 230V /50Hz“. Es hängt an zwei Winkeln an der Wand des Heizungsraums — dort muss nichts unter Putz, und die Potentiometer ließen sich im angeschlossenen Zustand feinjustieren, während die Temperaturwerte direkt an der Heizungssteuerung abgelesen wurden. Ein Satz gehört dazu: Hier geht es um 230 V und um einen Eingriff in eine Heizungsanlage. Das ist Sache von Menschen, die das dürfen und können — gefertigt wird hier das Gehäuse, nicht die Elektrik.
Häufige Fragen
Kann ich das nachbauen?
Nur mit dem nötigen Wissen — und auf eigene Verantwortung. Der Manipulator wird in die Fühlerleitung einer Heizungsanlage geschaltet, und die Funkrelais hängen mit 230 V am Hausnetz. Beides ist Sache von Menschen, die Elektroinstallationen fachgerecht ausführen dürfen. Vom Laser kommt hier ausschließlich das Gehäuse; Platine, Bauteile und Verdrahtung sind Eigenbau.
Wie kann ein Widerstand die Heizung steuern?
Weil die Heizung gar keine Temperatur misst, sondern Ohm. Der Außenfühler ist ein Widerstandsfühler, und die Anlage rechnet den gemessenen Widerstand in eine Außentemperatur um. Verändert man den Widerstand auf dem Weg zur Heizung, verändert man ihre Vorstellung vom Wetter. An diesem Fühler wurden 825 Ω bei 0 °C und 979 Ω bei 20 °C abgelesen — der Widerstand steigt also mit der Temperatur, um rund 7,7 Ω je Grad.
Welche drei Zustände gibt es?
Unverändert, kälter, wärmer. Im Ruhezustand überbrückt ein Relais den Reihenwiderstand und der Parallelzweig ist offen: Die Heizung bekommt den echten Fühlerwert, in der Simulation 824 Ω. Wird der Parallelzweig zugeschaltet, sinkt der Wert — im Beispiel auf 810,6 Ω —, die Heizung sieht es kälter und legt zu. Wird die Überbrückung geöffnet, liegt der Reihenwiderstand im Kreis und der Wert steigt — im Beispiel auf 1,1 kΩ —, die Heizung sieht es wärmer und regelt herunter, bis praktisch aus.
Warum Potentiometer statt fester Widerstände?
Weil die Simulation nur das Prinzip zeigt und die runden Werte darin Beispiele sind. Wie viele Grad aus einem Eingriff werden, hängt vom konkreten Fühler und von der Kennlinie der Anlage ab. Auf der Platine sitzen deshalb zwei Trimmer — bis 500 Ω im Reihenzweig, bis 50 kΩ im Parallelzweig. Justiert wurde am Ende an der laufenden Anlage: drehen, an der Heizungssteuerung ablesen, nachziehen.
Wie ist die Leiterplatte aufgebaut?
Als Lochrasterplatine, bewusst einfach. Die Verbindungen sind gelötete Drahtbrücken, die beiden Trimmpotentiometer sitzen in der Mitte. Nach außen führen vier Schraubklemmen: zwei zu den Funkrelais, eine zum Außentemperaturfühler und eine zur Heizung. Schraubklemmen deshalb, weil sich damit im Heizungsraum ohne Lötkolben arbeiten lässt.
Was machen die beiden Shelly-Module?
Sie sind die Schalter. Beide arbeiten als potentialfreie Relais — sie schalten also nur den Fühlerkreis und legen keine Spannung darauf — und werden mit 230 V aus dem Hausnetz versorgt. Eingerichtet werden sie bei der Inbetriebnahme über Bluetooth und WLAN, danach laufen sie über die App des Herstellers. Wer will, hängt zusätzliche Raumfühler in dieselbe Logik und lässt die Zustände automatisch umschalten.
Was ist mit dem Frostschutz?
Das ist der wichtigste Punkt am dritten Zustand. Wenn die Heizung eine deutlich zu warme Außentemperatur sieht, geht sie praktisch aus — und das darf im Winter nicht dazu führen, dass Leitungen einfrieren. Die Anlage muss also einen zuverlässigen eigenen Frostschutz haben. Hat sie keinen, gehört er in die Steuerungslogik der Funkrelais, zusammen mit einem echten Raum- oder Vorlauffühler.
Woraus besteht das Gehäuse?
Aus lasergeschnittenem Acrylglas, dunkel getönt und durchscheinend — man sieht die Platine und die Relais dahinter schimmern. Die Seiten sind an den Kanten gesteckt, die Beschriftung ist graviert: die Wortmarke auf der Front, Sensor und Heizung an den Kabeldurchführungen, Power 230V /50Hz unten. Ein Kasten wie dieser ist eine der einfachsten Zeichnungen überhaupt — Rechtecke mit Kammverbindung, ein paar Bohrungen, fertig. Wer die Maße ändern oder anders beschriften will, zeichnet das im Modeller nach oder lädt eine eigene Vektordatei hoch.
- Kunde
- Formulor — eigenes Projekt
- Projekt
- Gehäuse für einen Sensor-Manipulator zwischen Außenfühler und Heizung
- Material & Verfahren
- Acrylglas, dunkel getönt und durchscheinend — lasergeschnitten, Beschriftung graviert
Mehr dazu: So funktioniert der Modeller · So funktioniert's
Entwurf, Aufbau und Aufnahmen: Formulor. Schaltbilder, Messwerte und Fotos stammen aus der ursprünglichen Projektdokumentation.