Datenblatt für 1-Wire VOC-Mischgas-Sensor V 3.0

Bedienungsanleitung für 1-Wire VOC-Mischgas-Sensor V 2.6 (Vorgängermodell)

Installationshinweise für Sensoreinsatz und Zentralplatte herunterladen


Präziser VOC Mischgas Sensor für die Bewertung der Luftqualität
Der Sensor ist im Werk abgeglichen und absolut langzeitstabil. Der gleiche Typ wird im Automobilbereich mit einer Lebensdauer von 10 Jahren und mehr eingesetzt. Der Sensor justiert sich bei Frischluftzufuhr selbst. Durch digitale Datenübertragung sind Leitungs- und Kontaktwiderstände ohne Einfluss auf die Messung. Jeder Sensor verfügt über eine individuelle digitale Seriennummer. Einfachste Verkabelung. Alle Ausführungen für den Anschluss an das digitale 1-Wire Bussystem. Sehr einfache Integration in KNX mit WireGate / Timberwolf Server.


Top Qualität - Made in Germany:
Wir wollen beste Qualität und maximale Flexibilität für unsere Kunden. Besonders stolz sind wir auf unsere hauseigene Fertigungstiefe von ca. 75%. Vieles wird liebevoll in Kleinserie hergestellt. Gerne berücksichtigen wir Ihre Wünsche und bauen auch Sondermodelle.
• Entwicklung: 100% in Deutschland (durch uns)
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Wir bitten unsere Kunden aus anderen Ländern die obige Darstellung deutscher Wertarbeit zu verzeihen. Im Zeitalter zunehmender fernöstlicher Fertigung wollten wir auf die tatsächliche lokale Fertigung hinweisen, zumal dies auch ein wesentliches Kaufkriterium unserer Kunden ist.


Verwendungszweck / Anwendungsbereich / bestimmungsgemäße Verwendung:
• Messung der Luftqualität anhand der Summe der mit dem Sensor reagierenden VOC (leichtflüchtige organische Substanzen) in geschlossenen, trockenen Räumen, Wohnungen, Büro- und Geschäftsräumen.
• Einsatz daher besonders zur Prüfung der Luftqualität in Räume mit vielen Menschen (Konferenz- und Klassenzimmer) bzw. langem Aufenthalt (Wohn- und Schlafräume), Räumen mit Geruchsbildung (Küchen, Toilette, Abfallentsorgung), Räumen mit Gasansammlung (Stadtgas, Campinggas, Flüssiggas), Wohnmobilen und Yachten.
• In Verbindung mit KWL auch zur Steuerung einer bedarfsgerechten Lüftung.

Vorzugsweise besonders in:
• Räumen mit häufigem und langem Aufenthalt wie Schlafräume, Wohnzimmer
• Räumen mit Luftbelastung wie Küchen, Toiletten Abfallsammelstellen,
• Räumen mit brennbaren Gasen oder Lösungsmitteln wie Gasthermen, offenem Feuer, Werkstatt, Lagerschränke, Farben, Lacke
• Räumen des verarbeitenden Gewerbes hinsichtlich Lösungsmittel- und Klebstoffe
• Räumen mit Schadstoffbelastung wie Raucherräume, Werkstätten
• Räumen mit vielen Menschen / Tieren wie Konferenz- und Klassenzimmer, Sozialräume, Ställe, Tierhaltung und -transport
• Räume mit vielen Pflanzen wie Aufzuchtstationen, Gewächshäuser (wg. Isoprenproduktion der Pflanzen, Überwachung von Ethen zur Fruchreifung)
• Räume mit Aufbewahrung / Gärung von biologischen Substanzen wie Silos, Schächte, Kammern (Deponiegase, insbesondere Methan) und in
• Räumen mit Sammlung schwerer Gase wie Keller, Tiefgaragen,

Nutzung für kontrollierte Wohnraumlüftung / Lüftung: VOC Sensoren sind ein idealer Indikator hinsichtlich der Belastung der Luft mit teils unangenehm riechenden, oft auch hochentzündlichen und teils sehr giftigen Substanzen. Sobald eine entsprechende Belastung angezeigt wird, sollte die Belüftung automatisch oder manuell eingeleitet werden.

Nutzung auch ohne Regelung: VOC Sensoren sind ideale Sensoren dafür, ob eine KWL überhaupt in jedem Raum funktioniert - und sollte daher auch in jedem wichtigen Raum installiert werden (Wohnräume, Toilette, Küche, Schlaf- und Arbeitsräume, Aufbewahrungsräume für Lösungsmittel).

Wichtigste Substanzklassen der VOCs:
• Kohlenmonoxid (Sensor reagiert sehr sensitiv)
• Alkene (Olefine, Pheromone, Phytohormone, Ethen, Propen, Buten)
• Alkane (Methan, Ethan, Propan, Aceton, n-Butan [Treibgas in Sprays, Kältemittel, Rauschmittel])
• Alkine (Ethin [Acetylen], Propin [Methylacetylen], Butin...)
• Aromaten (Benzol, Furan [krebserregend, Lösungsmittel, Kaffee, Pflanzen]; Styrol [Leicht entzündlich, Vorprodukt für die Kunststoffindustrie, Tabakrauch]; Thiopen)
• Amine (=Ammoniakderivate Farbstoffe; Gerüche [ins. bei Fisch, biogene Amine sind ein Indikator für mikrobiellen Verderb]; Methylamin [extrem entzündbar, intensiver Geruch, Vorprodukt für Lösungsmittel, Pflanzenschutzmittel, Pharmazeutika und Farbstoffe])
• Alkohole (1-Butanol [Lösungsmittel für Farben und Lacke, Zusatz in Polituren und Reinigungsmittel, Biokraftstoff der 3. Generation]; Octenol [u.A. Stoffwechselprodukt des Schimmelpilzes Penicillium und gehört zu den Substanzen die den muffigen Geruch schimmliger Wohnungen verursachen, mithin Indikator für Schimmel. Auch Bestandteil von Parfüm und für den Geschmack von Pilzen und Kartoffeln verantwortlich. Evt. ein Faktor für Parkinson-Krankheit]; Gesomin [erdig-muffiger Geruch, für Bodengeruch verantwortlich, wird durch Schimmelpilze sowie die Bakterien Streptomyces und Myxobakterien gebildet. Geruchsschwelle liegt bei 0,1 ppb)
• Aldehyde (Methanal = Formaldehyd [Desinfektion, Schäume, Klebstoffe insbesondere bei Spanplatten und Sperrholz, unvollständige Verbrennung in Kleinfeuerungsanlagen und Verbrennungsmotoren, Tabakrauch], Acetaldehyd, Propanal [Weichmacher, Duftstoffe], Butanal [Kunstharze, Weichmacher, Riechstoffe], Valeraldehyd [Aroma, Weichmacher], Hexanal [Anstrichmittel], Heptanal [Farben und Lacke], Octanal [Farben und Lacke, Duftstoff wie Rosenöl], Nonanal und Decanal [Bestandteil einiger ätherischer Öle, Duftstoffe, Aus Holz ausgasend], Furfural [Geruchsstoff, einsteht beim Kochen und Karamelisieren], Benzaldehyd [Aromen, insbesondere bei Wein], Acrolein [entsteht u.a. beim Überhitzen von Fetten, Vorprodukt für Futtermittelzusatzstoff])
• Ketone (Aceton, Cyclohexanon, 2-Hexanon [Lösungsmittel für Farben und Lacke, Kunstharz], 2-Heptanon [Bestandteil von Schimmelpilzgeruch])
• Alkaloide (Piperidin [Lösungsmittel, Riechstoffe, Härter für Epoxidharze], Pyridin [Röst- und Konservierungsprozesse in Nahrungsmitteln, Rauch von Tabak & Marihuana])
• organische Säuren (Buttersäure; Ameisensäure; Essissäure)
• Terpene (Isoprene [Stoffgruppe mit ca. 20.000 derzeit bekannten Varianten, überwiegend pflanzliche Geruchsstoffe und Ausdünstungen und besteht selbst wieder aus natürlichen Alkoholen und deren Glycosiden, aus Ether, Aldehyden, Ketonen, Carbonsäuren und Ester], Limonen [Lösungsmittel, Insektizid, Konservierungsmittel])

Der VOC-Sensor als Geruchssensor: Der Mensch kann mit seinen 350 verschiedenen Geruchsrezeptoren nur diejenigen VOCs riechen, die während der Evolution nützlich waren. Dazu zählen Alkohole (vergorene und verdorbene Früchte), Aromen (Erkennung und Unterscheidung von Nahrung und Giften) sowie Bestandteile von Rauch (Feuer). Diese - durchaus tausende Substanzen - bilden die Gruppe der sowohl riechbaren als auch detektierbaren VOCs. Die meisten - hinsichtlich der Evolution neuen - VOCs sind jedoch nicht riechbar, dennoch gefährlich.

Der VOC-Sensor als Gefahrenstoffsensor: Ein großer Teil der unter "VOC" zusammengefassten Substanzen sind brennbar, teils hochentzündlich und manche sogar explosionsgefährlich - jedoch nicht riechbar. Nicht wenige VOCs sind zudem giftig und krebserzeugend. Alleine am vom Menschen nicht erkennbaren Kohlenstoffmonoxid (aus Verbrennungsvorgängen wie Kamin, Grill, Feuer) sterben in Deutschland jährlich über 500 Menschen, zumeist in Ihren Wohnungen.

Der VOC-Sensor als Sensor für Tabakrauch: Der Haupt- und Nebenstromrauch von Tabak enthält gut 9600 Substanzen, davon 30 VOCs - weitgehend unabhängig von Marke oder Ausführungen wie Light / Normal / Menthol. Während nur ca. 18 mg Partikel von einer Zigarette emittiert werden, sind es ca. 3600 mg an VOCs. Hierbei haben die VOCs Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Blausäuregas, Methanol, Ethanol, Glycerin, Formaldehyd, Ethanal, Acrolein, Ethan, Butan, Ethen, Propen, Buten, Ethin, Benzol, Toluol, Styrol sowie Phenol, Methylamin und 2,5-dimethyl furan ("DMF") die größten Anteile. Diese Substanzen werden vom VOC-Sensor detektiert.

Der VOC-Sensor als Sensor für schlechte Luft: Frische Luft bedeutet hohen Sauerstoffanteil und Abwesenheit von Schad- und Geruchsstoffen. Menschen atmen - neben Kohlendioxid - ca. 3200 verschiedene VOCs aus. Hinzu kommen Ausdünstungen aus Baustoffen, Boden- und Wandbelägen, Einrichtung. Verbrennung sowie aus Verderb- und Fäulnissvorgängen. Mit einem VOC-Sensor lässt sich die Luftqualität erheblich besser beurteilen als mit einem CO2 Sensor, der nur ein einziges Gas anzeigen kann..

Zusammenfassung: Der VOC Mischgassensor reagiert auf tausende von Stoffen die in der Wohnraumluft nichts zu suchen haben und unsere Behaglichkeit beeinträchtigen. Diese Stoffe entstehen durch unser Wohnumfeld (Baustoffe, Möbel, Teppiche, Reinigungsmittel, aber auch als Reaktionsprodukt von Sauerstoff, Ozon oder Wasser mit Naturmaterialien wie Holz) und durch biogene Prozesse in Pflanzen, Mikroorganismen, Fäulnis (Müll, verderbende Lebensmittel) sowie ganz insbesondere auch durch Ausdünstungen (Odors) und Ausatemprodukte (Methan, Formaldehyd und andere). Nur eine Messung in jedem einzelnen Raum hilft, einzelne Emissionsquellen zu erkennen und gefährliche Ansammlungen wahrzunehmen.


Lieferumfang je nach Ausführung:
Ausführungsvarianten für Fremdserver wie Loxone / IPS / OpenHAB / OEM:
• Art-Nr: 565-1: VOC, (ohne 1-Wire IO; ohne 1-Wire Flash); einfache Baugruppe
• Art-Nr: 566-1: VOC, (ohne 1-Wire IO; ohne 1-Wire Flash); fertig montiert in Sensoreinsatz


Wesentliche Leistungsmerkmale:
• Bauform: B-Serie, zum Einbau im Sensoreinsatz, Indoor
• Montage I: Montage UP im trocken Wohn- und Geschäftsräumen
• Montage II: Einfach mit fast jedem Schalterprogramm kombinierbar
• Baugröße: mit 32 x 28,2 mm, unauffällig
• Loxone / OpenHAB / IPS / OEM: Versionen für fremde 1-Wire Server ohne 1-Wire Flash-Memory
• Elektronik 3. Generation: Überspannungsschutz; Spannungsstabilisierung; Hochfrequenzfilter; Auto-Parasitär
• Überspannungsschutz: Alle Ports mit 30 kV und bis zu 25 A (8/20 us)
• Anschlüsse I: Wago Micro-Busklemmen mit je vier Anschlüssen pro Potential
• Anschlüsse II: Leiterplattenklemme fü Estrichfühler oder Busabzweig (befiltert)
• Komplettgerät: Komplett fertig montiert und getestet.
• Seriennummer: Inklusive SN-Etikett für vereinfachte Installation durch klare Zuordnung.
• Garantie: Professional Line mit 3 Jahren unbeschränkter Garantie; Zertifikat in der Bedienungsanleitung
• Professional Support: kostenfreier Vorab-Austausch; telefonischer Installationssupport; Ferndiagnose per VPN


Kurzbeschreibung 1-Wire Bussystem / Systemübersicht:
• Bussystem: 1-Wire ist einfach und benötigt keine Konfiguration. Verbinden aller Komponenten genügt
• Schutzklasse: 1-Wire ist Schutzklasse III / SELV und benötigt nur eine Betriebsspannung von 5 V
• EMV: Wegen geringe Frequenz, Schirmung und einem Betriebsstrom von wenigen uA praktisch Strahlungsfrei
• Verkabelung: Einfach. Verbindung mehrerer Sensoren über die selbe Busleitung (bis 80 Slaves**, bis 400 m ***)
• Skalierung: An drei Kanälen des Busmaster PBM können bis zu 240 1-Wire Slaves* angeschlossen werden.
• Topologie: Größte Reichweite als Linie mit kurzen Abzweigen. Stern, Baum sowie mehrere Busmaster möglich***
• Datenübertragung: Störsichere digitale Datenübertragung mit Seriennummer und Prüfsumme
• Spannungsversorgung: Betriebsarten Powered (3 Adern) oder Parasitär (2 Adern)
• Energieaufnahme: WireGate Server mit Busmaster und ein paar hundert Sensoren benötigen nur ca. 5 W Energie
• Platzbedarf: für ca. 240 Slaves** werden nur 5-6 TE, drei Leitungszuführungen und Platz für den WireGate Server benötigt.
• Aufzeichnung Messdaten: Alle gewonnenen Messdaten werden im WireGate Server in schlanken Datenbanken gespeichert und per Klick (URL) grafisch dargestellt. Messwerte mehrerer Sensoren auch in Korrelation zueinander über Grafik-Generator konfigurierbar und als URL im Browser abrufbar.

** Ein 1-Wire Slave ist die kleinste Einheit im 1-Wire System. Auf manchen Sensoren sind mehrere Slaves verbaut. Die jeweilig angegebene Anzahl Slaves ist daher nicht gleichbedeutend mit Sensoren / Aktoren. Beim Professional Busmaster bedeutet die Anzahl hinsichtlich der Aktivierung nur die lizenzpflichtigen Slaves. Bestimmte 1-Wire Slaves wie Memory-Chips sind von der Zählung ausgenommen. Bitte achten Sie im Datenblatt / Handbuch zu jedem Sensor / Aktor auf die Anzahl der lizenpflichtigen Slaves.

***Nur in Verbindung mit Professional Busmaster PBM-01 und WireGate Server. Die maximale Anzahl unterstützter Slaves und die erreichbare Buslänge hängen von der Bauart und Ausführung der Verkabelung sowie der Topologie ab. Beachten Sie hierzu die Angaben in der Bedienungsanleitung


Messprinzip / Datenwandlung / Auflösung / Genauigkeit:
Luftqualität: Die Belastung mit VOCs wird von dem Sensorelement gemessen und in ein CO2 Äquivalent umgerechnet, welches digital durch einen DS2438 (IC1, VAD) mit einer Auflösung von 9 Bit (entspricht ca. 3,1 ppm CO2) gewandelt wird. Das Sensorelement ist ab Werk kalibriert und langzeitstabil. Für die automatische Rekalibrierung muss dem Sensorelement mindestens einmal in 48 Stunden frische Luft zugeführt werden (so wie dies bei einem Lüftungsvorgang entsteht). Eine permanente Nutzung in einem Raum mit vielen VOC ohne Frischluftereignisse führen in dieser Zeit zur Verschlechterung der Messgenauigkeit. Dies ist durch erneute Frischluftzufuhr reversibel Hinweis: Bitte beachten Sie die Angabe des Betriebsbereiches im Handbuch.


Technische Daten:
Messung Luftgüte als CO2 Äquivalent:
• Sensorelement: MEMS metal oxide semiconductor
• Messbereich: 450 - 2000 ppm CO2 Äqivalent
• Auflösung: 9 Bit, entsprechend ca. 3 ppm
• Betriebsbereich: 0 - 50° Celsius, 5 - 95% relative Luftfeuchte, nicht kondensierend

Anschluss & Maße:
• Abmessung Baugruppe: 32 x 28,2 mm
• Anschluss 1-Wire Bus: 2 / 3-Leiteranschluss (1W, GND, 5V) an 1-Wire Bus über Wago Microbusklemmen an der Unterseite der Baugruppe.
• Überspannungsschutz 30 kV / 25 A
• Durchmesser Anschlusslitzen: 0,6 - 0,8 mm
• Drahtlänge: 4 - 5 mm

• Zusätzlicher Anschluss 1-Wire für Temperaturfühler oder Abzweig: 2 / 3-Leiteranschluss (1W, GND, 5V) über Leiterplattenklemmen an der Unterseite der Baugruppe.
• Überspannungsschutz 30 kV / 25 A
• Querschnitt Anschlusslitzen: 0,05 - 0,8 mm²
• Drahtlänge: 4 - 5 mm
• Anzugmoment: 0,15 N m
Der Schraubanschluss ist filigran. Bitte beachten Sie hierzu auch den speziellen Schraubendrehersatz in unserem Shop.

Stör- und Überspannungsschutz:
• Hochfrequenzfilter auf allen Anschlüssen
• 1-Wire Anschluss mit dreifachem Überspannungsschutz 30 kV / 25 A (4/20 us)

Betriebsspannung (jeweils gemessen an Klemme „30 V“ gegenüber GND):
• Betriebsspannungsbereich: 6 bis 30 V
• Empfohlene Betriebsspannung: 11 - 12 V
• Maximale Effizienz des DC-DC-Wandlers: 91 % bei 11 V
• Schlechteste Effizienz des DC-DC-Wandlers: 32 % bei 30 V
• Stromaufnahme abhängig von der Betriebsspannung: 85 mA (3 V - 6 V); 45 mA (6,5 V - 10,5 V); 23 mA (10,75 V - 30 V)
• Spannungsausgang 5V (Abzweigklemme): An der Klemme 5 V kann eine stabilisierte Spannung von 5,00 V / 100 mA entnommen werden für den Betrieb von LED / Optokoppler /

Schutzklasse:
• Schutzklasse: III (nach DIN EN 61140)
• Schutzart: IP30
• Je nach verwendetem Netzteil und Anschluss des Servers SELV oder PELV

Montage / Einsatzbereich:
• Der VOC-Mischgas-Sensor ist ausschließlich zum festen Einbau in und an Gebäuden und für den festen Anschluss an die Gebäudesystemtechnik geeignet.
• Die bestimmungsgemäße Benutzung erfordert den Einbau in den Sensoreinsatz UP.
• Die Montage darf nur durch eine geeignete Fachkraft erfolgen.
• Eine Betauung der Baugruppe und Benutzung unterhalb 0° Celsius ist zu vermeiden.
• Die Baugruppe enthält bruchempfindliche Bauteile. Stoß und mechanischer Druck auf die Baugruppe bei Montage und Betrieb sind zu vermeiden.


KEIN Parasitärer Betrieb möglich / Spannungsversorgung:
Dieser VOC-Mischgas-Sensor kann NICHT parasitär betrieben werden. Es ist eine Betriebsspannung von 6 bis 30 Volt an der Klemme 30 V anzulegen. Die maximale Effizienz des DC-DC-Wandlers wird mit 91 % bei 10,75 V (an den Klemmen erreicht).

Verwendung mit Loxone / IPS / OpenHAB: Die für andere Platformen nötige Formel für die Umrechnung finden Sie im Handbuch. Weitere Informationen finden Sie auch im jeweiligen Support-Forum.


Verwendung mit beinahe jedem beliebigen Schalterprogramm:
Der Sensoreinsatz kann mit beinahe jedem beliebigen Schalterprogrammen anderer Hersteller kombiniert werden, sofern diese einen Zwischenring / Adapterring / Adapterplatte für Zentralplatte 50 x 50 mm anbieten.

Die Zentralplatte erhalten Sie hier im Shop in 7 Farben. Für die Montage beachten Sie bitte folgende Installationshinweise (pdf):

Installationshinweise für Sensoreinsatz und Zentralplatte herunterladen

Datenblatt für 1-Wire VOC-Mischgas-Sensor V 3.0