Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

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train1811
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Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#1

Beitrag von train1811 » Samstag 29. August 2020, 22:03

Hallo Forum,

nach der guten Resonanz zu meiner Citra Weizen Doku, bekam ich per PM einige Anfragen zur Steuerung. Deswegen habe ich mich entschlossen diese hier separat vorzustellen:

Ich bekomme für die verlinkten Artikel keine Provision. Die Links sind nur informativ und zeigen mein verwendetes Material!

Achtung: Ich übernehme keine Gewähr auf Richtigkeit etc.
Diese Steuerung arbeitet mit 3x16A Drehstrom. Wer hier nicht weiß, was er tut, riskiert sein Leben!

Unbenannt 1.jpg

1. Um mir den Anschluss zu vereinfachen habe ich hier eine 16A CEE Einbau Buchse verwendet. Damit habe ich 3 Phasen, die von den einzelnen Relais (7) geschaltet werden. somit kann ich in Summe 3x 3600W schalten, also genug für 3 Hendis. Da die Einbau Stecker aus irgendeinem Grund schwer zu bekommen sind, habe ich hier das Restliche Gehäuse entfernt: (LINK)

2. Auf der Hutschiene habe ich eine Anschlussklemme montiert. Diese hat pro Ader 4 Anschlüsse, sodass ich hier alles verteilen kann (LINK)

3. Dies ist ein 12V 5A Netzteil, das die Pumpe (9) und das Rührwerk (Scheibenwischer Motor (8)) versorgt. ( LINK )

4. Dies ist ein 5V Netzteil für die Hutschiene. Hiermit wird das Raspi versorgt (LINK) Hier sollte man den Ausgang mit einem Multimeter messen und per Stellschraube sauber den Output einstellen!

5. Ich habe hier noch einen alten Raspi 1 verbaut. Dieser wird aber bei Zeiten durch ein neueres Modell ausgetauscht. Auf dem Raspi steckt ein Entwickler Board mit diversen Schraubklemmen und der Möglichkeit Widerstände, etc. zu verlöten. Bei Ausfall oder Austausch eines Raspis muss das Board entsprechend nicht getauscht werden. (LINK)
Die Relais habe ich über GPIO 20-22 angeschlossen. Die 3 Thermometer per 1-Wire auf GPIO 4. Das 5V Netzteil ist ebenfalls hier angeschlossen und versorgt den Raspi über die GPIO Steckleiste mit Strom.

6. Hier habe ich mich für ein 7" Touchdisplay entschieden (LINK)
Das Display bekommt über einen USB Stecker Strom. Damit werden auch die Touch Befehle an den Raspi geschickt. Das Display bekommt sein Bild durch einen HDMI Stecker. Die Stecker sind alle beim Display dabei. Das Raspi Eigene Display war für mich keine Option, da ich mich zu sehr an den Raspi binde. So kann ich das Display auch für alles Andere benutzen.

7. Ich hatte die Relais einzeln gekauft als 20A Version. Mittlerweile bekommt man sie unglaublich günstig im 3er Pack mit Kühlkörper (LINK)
Die Eingangsspannung von min. 3V kann direkt vom Raspi über GPIO geschaltet werden. Ich gehe also von (1) über die Anschlussklemme (2) mit den 3 Phasen direkt auf die Relais und schalte damit die Steckdose (10)

8. Hiermit kann ich das Rührwerk von Igel auf Hase und wieder aus schalten. Es ist ein einfacher 2 Wege Schalter für 12V. Die Scheibenwischermotoren haben einen N Anschluss. Dazu gibt es 2 weitere Anschlüsse (L) worüber der Motor halt 2 Geschwindigkeiten anbietet. Mittlerweile überflüssig, da ich immer die schnellere Variante Wähle - aber es sieht geiler aus, wenn da mehr Knöppschen sind ;) Das genaue Modell habe ich nicht gefunden (LINK)

9. Über diesen Drehzahlregler kann ich in 100 Inkrementen meine Gleichstrom Pumpe Steuern. Durch Drücken auf das PushPoti schaltet man ein oder aus. Der letzte Wert wird beibehalten. So kann ich sehr genau die Durchflussmenge für meinen Nachguss steuern (LINK)

10. 3 Einfache Einbausteckdosen (LINK)

11. Hier sind die Thermometer angeschlossen. Da ich fast 10 Jahre in der Tontechnik gearbeitet habe, hatte ich noch einen Bestand von XLR Buchen (Mikrofon Buchsen). Die fand ich hierfür perfekt. (LINK) Entsprechende Stecker habe ich auf die Termometer gemacht (LINK) Der Anschluss auf dem Entwicklerboard ist etwas knifflig, da neben Ground und Datenbus auch noch 3V, sowie ein Widerstand benötigt wird (TUTORIAL). Hat man den Anschluss auf dem Board einmal fertig, kann man beliebig viele Thermometer in Reihe schalten. Die DS18B20 Sensoren gibt es in vielen Längen und Ausführungen.
Was einige nicht wissen: Mit dieser Steuerung und dem CraftBeerPi kann man auch einen oder gaaaanz viele Gärschränke schalten.

12. Ebenfalls auf XLR Buchsen habe ich den Anschluss der 12V Pumpe und des Motors gelegt.

Ich hoffen, dass ich hiermit dem Einen oder Anderen helfen konnte. Wenn Fragen sind, bitte hier posten.
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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#2

Beitrag von dmq » Montag 7. September 2020, 17:13

Schöner Aufbau. Kannst Du mir ggf. noch sagen, welche Pumpe(n) Du im Einsatz hast?

Finde die PWM Ansteuerung spannend.

Danke vorab.

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#3

Beitrag von train1811 » Dienstag 8. September 2020, 19:37

Ich habe mir eine einfache, simple und angeblich Lebensmittelechte 12 Pumpe vor einigen Jahren schon gekauft, bis Dato aber nie verwendet.
Beim Modell muss ich jetzt passen..

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#4

Beitrag von Innuendo » Mittwoch 9. September 2020, 06:06

Diese funktioniert ganz gut: Rotek Mini-Kreiselpumpe

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#5

Beitrag von dmq » Mittwoch 9. September 2020, 18:49

Danke euch. Die Rotek gucke ich mir mal näher an. Ich war auf der Suche nach einer brauchbaren Schlauchpumpe, habe aber da bisher nichts tolles gefunden (oft auch ziemlich teuer).

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#6

Beitrag von train1811 » Mittwoch 9. September 2020, 21:45

Meine Pumpe schaut genau so aus - ob das jetzt eine Rotek ist, kann ich nicht sagen. Preislich passt das aber..

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#7

Beitrag von Innuendo » Donnerstag 10. September 2020, 06:52

Zur Drehzahlregulierung verwende ich ein einfacheres PWM Modul. Das schaut aber auch nicht so gut aus, wie das Modul bei train. Anfang 2019 hatte ich den techn. Support kontaktiert, ob ich die Pumpe mit dem PWM-Modul betreiben kann:
dabei handelt es sich um einen PWM-Regler der prinzipiell schon verwendet werden könnte,
aber nur wenn man nach dem Ausgang aus der PWM wieder eine realtiv saubere DC-Spannung macht.
Ohne Glättung / Kondensatoren wird die Pulswechselrichterbrücke der Pumpe die direkte PWM nicht gut vertragen.
Leider besitze ich kein Oszi, um die DC Spannung nach dem PWM Modul zu visualisieren. Seit 01.2019 ist die Pumpe mit dem PWM-Modul bei mir im Einsatz und es gab keine Probleme. Das beweist aber nur, dass es funktioniert und nicht, dass die Schaltung korrekt ist. Vielleicht hat JackFrost mal Zeit und Lust, dass zu testen und eine Empfehlung für eine Diode, Kondensator o.ä. geben.
Vor dem PWM Modul sitzt bei mir ein Meanwell Netzteil, daher gehe ich davon aus, dass das PWM Modul mit einer sehr sauberen (glatten) DC Spannung im Eingang versorgt ist. Bei 100% läuft die Pumpe mit max. Drehzahl (24V), ab circa weniger als 5% ist die Spannung am PWM-Ausgang zu gering für den Pumpenmotor. Vor einem Nachbau sollte das bedacht und überprüft werden.
Das gleiche Setup verwende ich zur Steuerung vom Rührwerk.

Innu

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#8

Beitrag von JackFrost » Donnerstag 10. September 2020, 22:26

Innuendo hat geschrieben:
Donnerstag 10. September 2020, 06:52

Leider besitze ich kein Oszi, um die DC Spannung nach dem PWM Modul zu visualisieren. Seit 01.2019 ist die Pumpe mit dem PWM-Modul bei mir im Einsatz und es gab keine Probleme. Das beweist aber nur, dass es funktioniert und nicht, dass die Schaltung korrekt ist. Vielleicht hat JackFrost mal Zeit und Lust, dass zu testen und eine Empfehlung für eine Diode, Kondensator o.ä. geben.
Vor dem PWM Modul sitzt bei mir ein Meanwell Netzteil, daher gehe ich davon aus, dass das PWM Modul mit einer sehr sauberen (glatten) DC Spannung im Eingang versorgt ist. Bei 100% läuft die Pumpe mit max. Drehzahl (24V), ab circa weniger als 5% ist die Spannung am PWM-Ausgang zu gering für den Pumpenmotor. Vor einem Nachbau sollte das bedacht und überprüft werden.
Das gleiche Setup verwende ich zur Steuerung vom Rührwerk.

Innu
Leider reicht ein Kondensator nicht zum Glätten, je nach Größe würde sich irgendeine Spannung einstellen die sehr nahe an Vcc ist.
Es müsste eine Spule, Diode und ein Kondensator sein, was dann eine Stepdownwandler wird.
Mit den 10 kHz von der PWM Stufe muss die Spule aber riesig werden. Bei ca. 250 mA wären das schon 6 - 8 mH. Die müssten man leider auch
selber wickeln, da es in der Größe kaum bis gar nichts gibt,

Fertige Schaltregler sind meist auf den maximalen Strom ausgelegt und bei dem kleinen Strom von maximal 500 mA sind die schon im lückenden Betrieb.

Ein L5973AD mit 250 kHz hat da nur noch eine Spule mit 150 µH, ausgelegt auf 600 mA. Bei 12 V zieht die Pumpe auch nur noch 250 mA.

Dahinter einen Spannungsteiler auf 0 - 100 mV und ein billiges einbau Multimeter mit 0 - 199 mV und man hat die Anzeige in 0 - 100 %

Gruß JackFrost
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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#9

Beitrag von Innuendo » Freitag 11. September 2020, 06:48

Ich kann Deine Antwort leider nicht komplett verarbeiten :Waa
Das Tastverhältnis vom PWM-Modul bewirkt doch eine Unterbrechung der Spannung. So wie hier dargestellt - das war das erstbeste Bild von google. Wie geschrieben liegt an DC In eine geglättete Spannung an. Auf dem PWM Modul sind Elkos/Kondensatoren vorhanden. Deshalb vermute ich, dass nach DC Out geglättet wird und mit dem Poti die Pulsweite eingestellt wird. Wenn das stimmt, wäre der Graph zwischen den Pulsweiten keine Lücke (0V), sondern eine abfallende Gerade.
Wenn train das Thema PWM bei der Vorstellung seiner Steuerung uninteressant findet, sollten wir einen neuen Thread starten :redhead

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Re: Vorstellung: meine Steuerung (CBP)

#10

Beitrag von JackFrost » Freitag 11. September 2020, 20:25

DIe PWM Module haben einen NMos verbaut und unterbrechen damit GND. Damit kann man leider nicht filtern.
Der Elko hängt zwischen Motor+ und GND. Damit werden Spitzen beim Anlauf abgefangen.
Die anderen Elkos sind für den Taktgeber, vermutlich ein NE555.
Anbei ein Bild der Simulation. Die PWM war bei allen auf 50% eingestellt.
PWM aktuell.png
Ich hab es dann mal auf einen PMOS "umgebaut" und mit einem Elko gefiltert. Hier liegt fast die gesamte Spannung an,
da der Kondesator deutlich schneller geladen wird als er über den Verbrauch ( 250 mA ) entladen wird.
PMOS1.png
100 µF
PMOS2.png
1 µF
Erst wenn man einen Stepdown baut, und der Strom nicht lückend ist, dann entspricht der Tastgrad der Ausgangspannung.
Hier muss die Spule zur Frequenz, dem Strom und der Ausgangsspannung passen.
Stepdown.png
Leider kann man diese PWM-Module nicht mit einem Elko zu einem Spannungswandler machen.


Gruß JackFrost
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