Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Viele Servos nach Zeit ansteuern


von toby (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich hätte mal eine Frage:
Ich bin in diesem Thema absoluter Anfänger und habe daher sehr begrenzte 
Kompetenzen.
Nun habe ich ein riesen Projekt vor mir und weiß nicht wie ich mich da 
am besten heranarbeite.

Es geht darum, dass 80 Schläuche, welche vertikal ausgerichtet sind 
diverse Flüssigkeiten beinhalten. Ziel soll es sein, eine dynamisch 
vorgegebene Menge durch ein unten angebrachtes Ventil abzugeben.

Dieses Ventil wird mechanisch über einen Servo gesteuert. Der Servo 
öffnet den Hahn und verschließt diesen wieder. Je nach Öffnungsdauer 
könnte ich demnach eine Abflussmenge bestimmen oder?

Nun muss die Elektronik aus einer simplen Textdatei bspw:

LIQUID_1 | 0,1
LIQUID_2 | 0,3
LIQUID_9 | 4,8

Die entsprechenden Servos schalten und genau für die Zeit offen halten, 
wie lange es dauert bis die Schwerkraft die entsprechende Flüssigkeit 
befördert hat.

Als Pilotprojekt würde ich gern folgendes realisieren:

5 vertikale Schläuche
5 Servo-Ventile

Folgendes Prozedere:
USB Stick rein, der Display zeigt den ersten Datensatz an z.B. "Mischung 
1" und der Vorgang startet: Die entsprechende LED für den ersten 
Schlauch leuchtet gelb (Status vorbereitung) nach 3 Sekunden schaltet 
dieses auf Grün (Auslass) und eine Sekunde später öffnet das Ventil.

Das Prozedere wiederholt sich für jede Flüssigkeit bis alle 
Flüssigkeiten aus einem Datensatz durch sind. Danach zeigt das Display 
an, dass der Datensatz fertig ist und geht zum nächsten über.

Die Mechanik und grundsätzliche Konstruktion wäre gegeben, allerdings 
bin ich mit der Ansteuerung und deren Elektronik restlos überfordert.

Meine Fragen dazu:
- Wie könnte ich mich dazu bilden um das Projekt umzusetzen (Tutorials 
etc?)
- Wie hoch schätzt ihr den Aufwand grundsätzlich ein?
- Wenn möglich, wäre ich bereit auch einen Entwickler oder Elektroniker 
für die Umsetzung zu bezahlen, was würde das ca. kosten?


Ich danke euch herzliche für eure Antworten!

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?

toby schrieb:
> - Wenn möglich, wäre ich bereit auch einen Entwickler oder Elektroniker
> für die Umsetzung zu bezahlen, was würde das ca. kosten?

Ausführliches Lasten/Pflichenheft. Vorher kann niemand ein Angebot 
abgeben.
Was genau existiert schon?

von Floh (Gast)


Lesenswert?

Wird das ein Cocktailmixer? :-)

Servos und Display ansteuern ist keine Sache, der USB-Stick wird eher 
das schwierigste sein.
Da würde ich persönlich ein fertiges Board in Richtung Rasberry Pi 
vorschlagen, da gibts
a) guten Support von Mitstreitern
b) läuft auf dem Ding z.B. Linux, was die Sache mit dem USB-Stick und 
Dateienhandling einfach macht.

Hast du Erfahrung mit Elektronik? Microcontroller? Programmieren?

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

> Es geht darum, dass 80 Schläuche, welche vertikal ausgerichtet
> sind diverse Flüssigkeiten beinhalten. Ziel soll es sein, eine
> dynamisch vorgegebene Menge durch ein unten angebrachtes Ventil
> abzugeben.
>
> Dieses Ventil wird mechanisch über einen Servo gesteuert. Der Servo
> öffnet den Hahn und verschließt diesen wieder. Je nach Öffnungsdauer
> könnte ich demnach eine Abflussmenge bestimmen oder?

Das würde ich mir noch mal gut überlegen.
5 oder 10 oder 15 Servos anzusteuern ist eine Sache. Aber 80 Servos sind 
schon wieder eine ganz andere Sache. Da die Servos hier nur ein Ventil 
auf/zu machen sollen, ist ihre wesentliche Eigenschaft, nämlich 
bestimmte Zwischenpositionen anzufahren, gar nicht notwendig.
Ein per Elektromagnete betätigtes Ventil erfüllt da genau den gleichen 
Zweck, ist aber um vieles einfacher anzusteuern, als 80 Servos mit den 
korrekten Pulsen zu versorgen (selbst dann, wenn man immer nur die 
Servos be-"pulst", die auch tatsächlich fahren müssen und die in der 
Zwischenzeit einfach pulslos ihrem Schicksal überlässt)

Was man natürlich machen könnte: busartig 'vernetzte' Satelliten, wobei 
jeder Satellit sich um jeweils 10 oder 15 Servos zu kümmern hat. Über 
den Bus bekommt er das Kommando, welches Ventil wie lange zu öffnen ist.
Hmm. So gesehen wäre das dann wieder bewältigbar.

von Bernhard S. (b_spitzer)


Lesenswert?

Für eine vorhersehbare Flüssigkeitsmenge würde ich Schlauchpumpen mit 
Schrittmotoren aufbauen. Dazu braucht man nur Silikonschlauch, ein Rad 
mit 3 Kugellagern drauf und den Motor. Die Ansteuerung mehrerer Motoren 
kann jeweils ein Mikrocontroller übernehmen, der über einen Bus von 
einem Master gesteuert wird. Das kann ein anderer Controller sein oder 
auch ein PC/Notebook.
Zum Auslesen von USB-Sticks am Mikrocontroller gibt es z.B. von FTDI das 
VDRIVE2 mit dem Vinculum-Chip.

unn tschuess
Bernhard

von toby (Gast)


Lesenswert?

Magnetventil wäre natürlich enorm teuer :(.
Die Variante von Bernhard klingt interessant, wo würde man bei so etwas 
preislich liegen?

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?

toby schrieb:
> Magnetventil wäre natürlich enorm teuer :(.
> Die Variante von Bernhard klingt interessant, wo würde man bei so etwas
> preislich liegen?

WAS WILLST DU ERREICHEN?

Siehe Netiquette

von toby (Gast)


Lesenswert?

Entschuldigung.

Ich möchte mein beschriebenes Problem lösen? Und hatte um Hilfe gehofft.
Da es sich für mich sehr kompliziert anhört, frage ich eben ob eine 
solche Leistung nicht übernommen werden kann?

Es geht darum, dass ich grundsätzlich die Komplexität des Projektes von 
Leuten mit Erfahrung abfragen möchte. Ich kann das leider nur sehr 
begrenzt einschätzen.

Viele Grüße!

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

toby schrieb:
> Magnetventil wäre natürlich enorm teuer :(.

Um die 20 Euro pro Ventil beim ersten Anbieter, den ich gefunden habe.

> Die Variante von Bernhard klingt interessant, wo würde man bei so etwas
> preislich liegen?

Material, Motor, Schrittmotor Ansteuerung, Arbeitszeit. Ich fürchte, das 
wird nicht wesentlich billiger. Obwohl das Konzept einer Schlauchpumpe 
natürlich was für sich hat.

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Hey

Waschwasserpumpen sind günstiger!
http://www.mercateo.at/kw/waschwasserpumpe/waschwasserpumpe.html

12 Euro das Stück, da wirds dann schon eng. Die Frage ist: wie genau 
kriegt man damit die Fördermenge? Kommt aber auch darauf an, welche 
Genauigkeit ihr braucht.

von toby (Gast)


Lesenswert?

Gibt es keine einfachen elektrisch ansteuerbaren Auslassventile? Es muss 
ja nur für eine gewissen Zeit offen gehalten werden und verschließt 
danach wieder?

Vg

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?


von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Das hier scheint für eure Zwecke besser zu sein
http://www.ebay.de/itm/12V-1-4-Elektro-Magnetventil-Ventil-f-Wasser-Luft-Gas-/250872774203?pt=Wasserinstallationen&hash=item3a692ebe3b#ht_6246wt_1094

Funktioniert auch mit Schwerkraftförderung.
Euro 9.40


Allerdings solltest du jetzt wirklich mal mit den RELEVANTEN Details 
rausrücken. Du machst dir jetzt schon Sorgen darüber, ob du Schritt 328 
in der Projektentwicklung hinkriegst. Jetzt geht es erst mal um den 
Schritt 1.

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?

Herr im Himmel ist es denn so schwer?

WAS für Flüssigkeiten willst du damit abmessen? Flusssäure, 
Glyzerintrinitrat, oder Schnaps?
WELCHE Mengen (min/max) sollen abgemessen werden?
WELCHE Genauigkeit benötigst du?

WIE oft bzw n welcher Häufigkeit wird das Teil benutzt?
WELCHE Lebensdauer soll es haben
....

Wie soll man dir raten oder gar sagen was es kosten würde wenn du nur 
Prosa verfasst aber NIX konkretes angibst?

Ist das ein gewerbliches oder privates Projekt?

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?


von toby (Gast)


Lesenswert?

Herr im Himmel ist es denn so schwer?
Nein.

WAS für Flüssigkeiten willst du damit abmessen? Flusssäure,
Glyzerintrinitrat, oder Schnaps?

Propylenglykol, Glycerin und diverse Aromen.

WELCHE Mengen (min/max) sollen abgemessen werden?
Minimal: 0,1ml
Maximal: 20ml.

WELCHE Genauigkeit benötigst du?
0,1 ml.


WIE oft bzw n welcher Häufigkeit wird das Teil benutzt?
Täglich. Für etwa 100-200 Mischungen.

WELCHE Lebensdauer soll es haben
So lang wie möglich. 1 Jahr?
....

Wie soll man dir raten oder gar sagen was es kosten würde wenn du nur
Prosa verfasst aber NIX konkretes angibst?

Ist das ein gewerbliches oder privates Projekt?
Gewerblich.

von Norbert (Gast)


Lesenswert?

toby schrieb:
> Es geht darum, dass 80 Schläuche, welche vertikal ausgerichtet sind
> diverse Flüssigkeiten beinhalten. Ziel soll es sein, eine dynamisch
> vorgegebene Menge durch ein unten angebrachtes Ventil abzugeben.

Das Stichwort hier ist Menge!

> Dieses Ventil wird mechanisch über einen Servo gesteuert. Der Servo
> öffnet den Hahn und verschließt diesen wieder. Je nach Öffnungsdauer
> könnte ich demnach eine Abflussmenge bestimmen oder?

Das Stichwort hier ist Dauer!

> Die entsprechenden Servos schalten und genau für die Zeit offen halten,
> wie lange es dauert bis die Schwerkraft die entsprechende Flüssigkeit
> befördert hat.

Das geht nur (im Sinne von ausschließlich) wenn die Viskositäten der 
einzelnen Flüssigkeiten bekannt und konstant sind!
Temperaturkonstanz wäre auch nicht schlecht.

Wenn all das gegeben ist und wir annehmen das die Servos nur zwei 
Positionen anfahren müssen, so könnten vom Controller zwei versch. 
Pulslängen generiert werden, die mit externen Gattern auf die Servos 
geschaltet werden.

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

toby schrieb:

> WELCHE Genauigkeit benötigst du?
> 0,1 ml.

Da hast du kaum eine Chance.
0.1ml Unsicherheit hast du mindestens alleine schon dadurch, dass in den 
Schläuchen was hängen bleibt. Von unterschiedlichen Durchflussmengen 
durch unterschiedliche Fallhöhen reden wir erst mal nicht.

Realistische Werte, nicht das was dir als 'nice to have' so vorschwebt!

von Kay (Gast)


Lesenswert?

Hi,

nimm mehrere RC Servo Controller wie diese hier z.B.

http://www.pololu.com/catalog/category/12

Damit kannste dann mehrere Servo´s zeitlich steuern. Vorne dran ein 
Atmega mit LCD und dem angesprochenen Vinculum-Chip zum auslesen des 
USB-Sticks. Damit kannst Du dann die Servo Controller ansteuern.

Gruß Kay

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?

Hast du dir eigentlich mal Gedanken gemacht wie du die Durchflussmenge 
bestimmen willst? Die hängt nämlich vom Druck und damit von der Füllhöhe 
deiner Schläuche, von der Viskosität deiner Flüssigkeit, des 
Durchflusswiderstands deiner Leitung und dem Durchflusswiderstand deines 
Ventils ab.

von toby (Gast)


Lesenswert?

Das mit dem Druckluftventil wäre auch eine Option:

Wenn ich bspw. einen Behälter in dem sich die Flüssigkeit befindet einem 
gewissen Druck aussetze der grundsätzlich auf das System gegeben wird.

Also eine Pumpe erzeugt einen gewissen Druck X, dieser wird per Ventil 
auf auf die Behälter gegeben, die dann ja eine Bestimmte Menge abgeben.

Wäre das nicht noch einfacher?

Vg

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

toby schrieb:
> Das mit dem Druckluftventil wäre auch eine Option:
>
> Wenn ich bspw. einen Behälter in dem sich die Flüssigkeit befindet einem
> gewissen Druck aussetze der grundsätzlich auf das System gegeben wird.
>
> Also eine Pumpe erzeugt einen gewissen Druck X, dieser wird per Ventil
> auf auf die Behälter gegeben, die dann ja eine Bestimmte Menge abgeben.
>
> Wäre das nicht noch einfacher?

Wie hoch war noch mal deine Genauigkeitsanforderung?

von Hauspapa (Gast)


Lesenswert?

Zu den massiv fehlenden Daten sag ich nichts.

Für die Pollin Jünger gibt es noch das gute alte Waschmaschinenventil 
390042

In Sachen Physik gebe ich noch zu bedenken das sich je nach Füllhöhe der 
Schläuche die Durchflussgeschwindigkeit ändert.

Viel Erfolg
Hauspapa

von Karl (Gast)


Lesenswert?

Bei 80 verschiedenen Flüssigkeiten stellt sich auch die Frage ob die 
alle die gleichen Eigenschaften haben. Haben die Flüssigkeiten 
unterschiedliche Viskositäten muß jedes Ventil eine andere Öffnungszeit 
haben. Bei der Wahl der Ventile ist ebenfalls darauf zu achten. Sind die 
Flüssigkeiten sehr dickflüssig, brauchst du entsprechende Querschnitte 
und evtl. Kugelhäne. Weiterhin ändert sich die Viskosität und damit die 
Ausflussmenge mit der Temperatur. Auch der Füllstand deiner 
Vorratsbehälter hat einen Einfluss auf den Durchfluss.

Vielleicht wäre es einfacher, wenn der zu füllende Behälter auf einer 
Waage steht und dadurch die menge bestimmt wird.

von toby (Gast)


Lesenswert?

Es geht darum eine Zusammetzung aus minimal 10ml zu folgenden 
Bestandteilen zu mischen:

Flüssigkeit A: 8,9 ml
Flüssigkiet B: 1,1 ml

Die Zusammensetzung wird in Prozent angegeben:
1 % von 10 ml = 0,1ml.

Vg

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

toby schrieb:
> Es geht darum eine Zusammetzung aus minimal 10ml zu folgenden
> Bestandteilen zu mischen:
>
> Flüssigkeit A: 8,9 ml
> Flüssigkiet B: 1,1 ml
>
> Die Zusammensetzung wird in Prozent angegeben:
> 1 % von 10 ml = 0,1ml.

Ganz ehrlich:
Wenn die 0.1ml nicht debattierbar sind, solltest du dich an die 
Hersteller von Dosiersystemen wenden.

von Spontan (Gast)


Lesenswert?

> Also eine Pumpe erzeugt einen gewissen Druck X, dieser wird per Ventil
> auf auf die Behälter gegeben, die dann ja eine Bestimmte Menge abgeben.

Das ist das reinste Wunschdenken. Das machen Kinder in Sandkasten auch. 
Die lassen sogar Wasser bergauf fließen.

Wie wärs denn mal mit einem Behälter, einem Schlauch, und einem 
Experiment, daß Du mal ein Gefühl für diese Aufgabenstellung erhälst?

Mechanik ist doch schon fertig. Dann los.

von Uwe (Gast)


Lesenswert?

> WELCHE Mengen (min/max) sollen abgemessen werden?
> Minimal: 0,1ml
> Maximal: 20ml.

> WELCHE Genauigkeit benötigst du?
> 0,1 ml.

Plotter mit motorisierte Dosierpipette !

von Stefan M. (derwisch)


Lesenswert?

In der Labortechnik wird sowas mit Präzisionspumpen und hochgenauen 
Durchflussmengen-Sensoren gemacht.
Und das alles klingt nach Laborbedingungen.

Klingt auch nicht nach einem privaten Hobbyprojekt.
Will sagen:
Wenn man sowas vor hat, wieso ist dann kein Budget für professionelle 
Labortechnik vorhanden?

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?

Irgendwie klingt das für mich als wolle jemand das 50000 Euro teure 
vollautomatische Dosiersystem für 500 Euro nachbauen.
Das wird so nix!

von Noname (Gast)


Lesenswert?

Fragen wir mal anders. Wieviel Gesamtmenge mit gleicher Zusammensetzung 
von den jeweils 20ml brauchst Du?

Dir ist vielleicht nicht bekannt, das die Kapseln für die elektrischen 
Zigaretten nicht einzeln sondern eher im Hektoliterformat gemischt 
werden.

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> toby schrieb:
>> Es geht darum eine Zusammetzung aus minimal 10ml zu folgenden
>> Bestandteilen zu mischen:
>>
>> Flüssigkeit A: 8,9 ml
>> Flüssigkiet B: 1,1 ml
>>
>> Die Zusammensetzung wird in Prozent angegeben:
>> 1 % von 10 ml = 0,1ml.
>
> Ganz ehrlich:
> Wenn die 0.1ml nicht debattierbar sind, solltest du dich an die
> Hersteller von Dosiersystemen wenden.

Nur zum Vergleich.
Aus der Bürette kann man rechnen, dass ein Tropfen (Wasser) ungefähr 
0.05ml sind. Du hast aber Flüssigkeiten mit höherer Viskosität. Mit 
Pumpe/Ventilen kriegst du das nie auf 2 Tropfen genau hin.

von UR-Schmitt (Gast)


Lesenswert?

Denk doch mal selbst nach. Wie willst du von 80 !!! versch. 
Flüssigkeiten das in eine Dosierkammer leiten? Alleine die Leitungen 
hinter dem Dosierventil haben ein Volumen deutlich über 0,1ml. Wie 
verhinderst du da Ungenauigkeiten und Nachtropfen?
Wie willst du halbwegs exakt disieren? Nur über die Zeit Ventil auf 
Ventil zu?
Und das bei einer Dynamik von 100 : 1 also selbst bei 0,1% Fehler vom 
Endwert hättest du auf min. Dosiermenge schon 10% Fehler!

von Norbert (Gast)


Lesenswert?

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Nur zum Vergleich.
> Aus der Bürette kann man rechnen, dass ein Tropfen (Wasser) ungefähr
> 0.05ml sind. Du hast aber Flüssigkeiten mit höherer Viskosität. Mit
> Pumpe/Ventilen kriegst du das nie auf 2 Tropfen genau hin.

Ach, das kommt auf das zu tropfende Material an ;-)
Da kann zwischen den einzelnen Tropfen schon mal ein Jahrzehnt vergehen.
1
http://de.wikipedia.org/wiki/Pechtropfenexperiment

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Noname schrieb:
> Fragen wir mal anders. Wieviel Gesamtmenge mit gleicher Zusammensetzung
> von den jeweils 20ml brauchst Du?

Das sieht für mich nach dem einzig gangbaren Weg aus (für kleines 
Budget).
Nicht 20ml, sondern eher sowas in der Größenordnung von 200 oder eher 
1000ml Gesamtmischung.
Bei 80 Zutaten gibts da natürlich dann jede Menge 
Kombinationsmöglichkeiten, und man produziert für ein riesiges Lager.

von toby (Gast)


Lesenswert?

Ich glaube, dass ich damit wirklich zu weit gegriffen habe :(.

Aber dafür darf man sich doch Experten-Meinung einholen? Danke für eure 
super Antworten!

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.