Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Projekt Dosiersystem (Beginner)


von Projekt Dosiersystem (Beginner) (Gast)


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Hallo geschätztes Forum,

ganz kurze Background-Info:
Derzeit bin ich Maschinenbaustudent. In meiner Freizeit möchte ich gerne 
mit meinem Bruder (ebenfalls Student) ein µ-Controller gestütztes 
Dosiersystem entwickeln.

Herausforderung: Wir haben beide geringe Vorkenntnis über 
Mikrocontroller. Nichtsdestotrotz möchten wir, im Laufe des Projekts, an 
der Aufgabe wachsen.

Es würde uns freuen, wenn hier eine Diskussion entstehen würde und wir 
eventuell Hilfestellung erhalten könnten.


Die Basic-Anforderungen:

1: Messung Durchfluss von sauberen Flüssigkeiten - Durchflussmesser
2: Regelung/Steuerung Durchfluss (etwa über definierte Zustände: bsp. 
Abgabe 5ml) - Pumpen, Ventile
3: Genauigkeit etwa 1-5 ml

Optionale Anforderungen:
4: Schreiben auf Chipkarte - Modul zum Lesen/Schreiben
5: LCD Display: Programmabläufe dokumentieren, Benutzermenü (2-3 
mögliche Aktionen)


Fragen:
Da wir doch relativ bei Null anfangen (außer etwas Kenntnis in Assembler 
und C(++)) haben wir einige Fragen. Die wichtigste vorab:

#1 welcher µC ist anfängergerecht, genügt aber den Anforderungen?



Für Hilfestellungen sind wir erfreut und sehr dankbar.
Wir würden am liebsten gleich starten...


Beste Grüße...

: Verschoben durch User
von Frank G. (frank_g53)


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Projekt Dosiersystem (Beginner) schrieb:
> Wir würden am liebsten gleich starten...

Dann würde ich ein Arduino-Set vorschlagen und mal in die Materie 
reinschnupperN.http://www.ebay.de/itm/Starter-Kit-UNO-R3-Step-Motor-Servo-1602-LCD-Breadboard-Wire-Arduino-Compatible/161025888770?_trksid=p2141725.c100338.m3726&_trkparms=aid%3D222007%26algo%3DSIC.MBE%26ao%3D1%26asc%3D20150313114020%26meid%3D105b0cc1e97449ed9e1fcfdf357eddab%26pid%3D100338%26rk%3D10%26rkt%3D17%26sd%3D401007335761
Programmiert wird hiermit:https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Vorteil: Alles dabei und man kann in kurzer Zeit was sehen, hören.
Erfolgserlebnis stellt sich ein und man bleibt motiviert.

Damit kann schon etwas steuern, z.B.:
https://www.youtube.com/watch?v=hJIkJ9x0-JQ

Natürlich kann man auch was anderes dosieren : 
http://nanoriffe.de/board13-allgemeiner-bereich/board17-technik/board247-diy-bauanleitungen-als-pdf/9738-bauanleitung-diy-arduino-dosierpumpe/

Eins vorweg: wirklich mit den Basics anfangen, verstehen und langsam den 
Schwierigkeitsgrad steigern.

Unterschiedlichste Sensoren auswerten.
Unterschiedliche Protokolle kennenlernen, z.B. I2C.
Microntroller mit PC verbinden und mit Software kommunizieren lassen, 
z.B. so:Beitrag "Projekt: Virtuelle Instrumente an serielle Schnittstelle"

Wichtig:Labornetzgerät mit einstellbarer Strombegrenzung, um die 
Schaltung zu schützen.

Meine Lese-Erfahrungen hier im Forum: Viele möchten gleich zu Beginn ein 
umfangreiches Projekt stemmen, befassen sich aber zu wenig mit den 
Grundlagen wie z.B. Bitoperationen, Logik, Tasten entprellen.

Als Programmiersprache kann ich auch "Luna" 
empfehlen:http://avr.myluna.de/doku.php
Gerade für mich als Gelegenheitsprogrammierer ist es doch hilfreich auf 
fertige Funktionen zugreifen zu können. Sehen aber die eingefleischten 
hardcore-bitschubser anders :)
Am Ende ist es egal wie man zum Ziel kommt.

von Mischer (Gast)


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Dann beginne mit den Grundlagen.

"1-5 ml" ist keine Genauigkeitsangabe sondern eine Volumen Einheit...

von Projekt Dosiersystem (Beginner) (Gast)


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@Frank G:

Vielen Dank für die schnelle und vor allem umfangreiche Antwort.
Der Arduino hört sich doch ganz gut an. Habe bereits im Mikrocontroller 
Wiki auch einiges über den Aduino gelesen.

Das Video mit dem Dosiergerät, kannte ich bereits. Finde ich ansprechend 
gelöst :)

Wie bereits erwähnt müssen wir nicht "ganz" von vorne anfangen. Boolsche 
Algebra ist durchaus auch ein Begriff.
Wir haben uns nun für ein Arduino Starter Kit entschlossen (in zwei 
Tagen startet das Unpacking).

Grundsätzlich besteht kein Problem darin, markenfremde Sensoren zu 
verwenden, wenn bspw. ein Durchflusssensor In, Out und Ground Anschlüße 
hat?! Sehe ich das richtig?


@Mischer: Ich bin mir durchaus bewusst, dass "ml" keine Angabe der 
Genauigkeit ist. Mein Professor hätte sicherlich auch die Augen 
verdreht.


Nochmals vielen Dank für die Rückmeldungen. Wie erwähnt möchten wir uns 
nicht in dem Projekt verlaufen, daher Fortschritte Step-by-Step.
Wir würden uns gerne wieder melden, sobald wir das Projekt konkret 
angehen.


Beste Grüße, mikrostudent & Bruder

von Won K. (Firma: Outside the Asylum) (the_sane)


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Projekt Dosiersystem (Beginner) schrieb:
> Wir würden am liebsten gleich starten...

Dann sagt doch erstmal was Ihr dosieren wollt.
Seife, Handwaschpaste, Wasser, Alkohol ...
Lebensmittelecht?
Geforderte Geschwindigkeit?

Solche Projekte scheitern meist an der Mechanik, die Elektronik dazu ist 
nichts besonderes.

von buerklekenner (Gast)


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Also dafür ist jeder µC geeignet, es muß ja nur ein Linearanteil 
berücksichtigt werden.
Wenn man es ganz einfach machen will würde ich eine 1ml Spritze nehmen 
da dann ein T-Stück mit Rückschlagventilen und einen Servo der den 
Stempel drückt und wieder auszieht.Beim Einschalten wird erstmal 
mehrfach durchgepumpt so das nun 1ml sauber dosiert werden kann.
Jetzt müßt Ihr nur noch zählen wie of die Spritze geleert worden ist und 
Ihr wißt wieviel ml Ihr dosiert habt.
Was man auch immer wieder mal sieht sind die Schlauchpumpen wo ein 
Laufrad dagegen drückt, pro Umdrehung wird da die Menge dosiert die in 
den Silikonschlauch paßt.
Mit Pumpen geht es auch, nur hat man da Toleranzen oder eine verdammt 
teure Pumpe die Euch in den Ruin treibt :-P
Oh fällt mir gerade ein weil ich nachher noch Handseife kaufen muß :-P
Die günstigste Dosierpumpe ist die von den Handseifenspendern, 
funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die mit der Spritze.
Kann man nun einen automatischen Seifenspender bauen, idealer Weise mit 
Schmutzerkennung ;-)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Zahnrad- und Schlauchpumpen (auch Peristaltikpumpen genannt) eignen sich 
am besten zur Dosierung, haben aber auch geringe Förderleistungen.
Wenn ihr also Fundamente aus Beton giessen wollt, sind solche Pumpen 
nicht geeignet, für eine Cocktailbar schon eher.

Kaffeevollautomaten sind oft sehr gut geeignete Teilespender und 
lebensmittelecht. Dadrin finden sich Durchflussmesser und meistens eine 
sehr kräftige Schwingkolbenpumpe.
Die aus meiner alten Moreno macht locker 8 bar Druck.

von Mischer (Gast)


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Projekt Dosiersystem (Beginner) schrieb:
> Ich bin mir durchaus bewusst, dass "ml" keine Angabe der
> Genauigkeit ist.

Aha, warum schreibst Du es dann?


Matthias S. schrieb:
>Schlauchpumpen ... haben aber auch geringe Förderleistungen.

Die gibt es auch für "dicke Pampe" mit l/min Volumenstrom.

von Ralph S. (mikrostudent)


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Hallo :)

wir sind wirklich erfreut über die vielen Kommentare, Tipps und 
Ratschläge, macht weiter so.

Im Rahmen des Projekts sollen:

ausschließlich saubere Flüßigkeiten gefördert werden.
Die Dosiermenge sollte zischen 10 ml und etwa 500 ml möglich sein.



Die Vorschläge mit umgebauter Spritze und der Seifendosierer finde ich 
persönlich sehr interessant. Allerdings schwebt uns eher eine "Standard" 
Lösung, d.h. mit gängigen Modulen und Geräten vor.

Im Vorfeld haben wir uns bereits eine Peristaltik-Pumpe und ein 
Flowmeter zugelegt, ob diese tauglich sind muss sich erst noch zeigen.


Wie gesagt nochmals vielen Dank für die rege Beteiligung...
Morgen kommt vermutlich erst mal das Board :)

: Bearbeitet durch User
von Ralph S. (mikrostudent)


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Guten Abend,

kurze Frage,

wir haben zwar bereit ein Labornetzgerät, dennoch die Nachfrage: Spricht 
etwas gegen die Verwendung von 9V Batterien in der Entwicklungsphase?


Schönen Abend und Grüße

von Rene H. (Gast)


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Ralph S. schrieb:
> wir haben zwar bereit ein Labornetzgerät, dennoch die Nachfrage: Spricht
> etwas gegen die Verwendung von 9V Batterien in der Entwicklungs

Grundsätzlich nein. Für das Arduino Board braucht es aber noch ein 7805.

von holger (Gast)


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> wir haben zwar bereit ein Labornetzgerät, dennoch die Nachfrage: Spricht
> etwas gegen die Verwendung von 9V Batterien in der Entwicklungs

Ja, die sind razz fazz leer.

von Mischer (Gast)


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Die Frage zu 9V Block lässt vieles erahnen.
Die sind für Motoren und Ventile weniger geeignet...

Ciao

von µ_student (Gast)


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Stand der Dinge...

Ein paar Tage sind ins Land gegangen.
Erste Gehversuche sind gemacht und viele Fortschritte getan.
Die Grundlagen sollten auch einigermaßen sitzen.

Erste Anschaffungen für das Projekt haben wir uns auch schon geleistet.

Produktliste:

-Arduino Uno (Sunfounder Kit)
-B.I.O Tech Flowmeter 
https://www.conrad.de/de/flow-meter-fch-m-pom-lc-003-30-lmin-bio-tech-ek-fch-m-pom-lc-ad-6-mm-mit-duese-16-mm-003-18-lmin-ohne-duese-d-3-mm-005-30-lmin-150392.html?sc.queryFromSuggest=true
-0815 China Flowmeter
-Peristaltikpumpe
-Membranpumpe, selbstansaugend
-4 Kanal Relais Modul
-Netzteil

Erste Erfolge haben sich rasch eingestellt. Als wir den Durchflussmesser 
geschaltet haben, ließen sich die Impulse über die Schnittstelle oder 
LCD Display ablesen.
Auch mit den beiden über das Netzteil versorgten Pumpen war die Ausgabe 
der Impulse glaubhaft.

Mit Verwendung des Relais-Moduls begann der Albtraum...
Selbst mit getrenntem Signal des Durchflußmessers wurden Impulse 
gezählt.
Auch nach dem dritten Tag kommen wir einfach nicht auf die Ursache. Ist 
jemandem dieses Problem bekannt?

Ich bereite gleich einen Schaltplan und den Sketch vor.
Über Hilfe und Beteiligung freuen wir uns natürlich immer :)

von µ_student (Gast)


Angehängte Dateien:

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So, im Anhang einer unserer Sketch Versuche und der Fritzing Schaltplan

von Mike J. (linuxmint_user)


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Wenn du später ein etwas schöneres Benutzermenü oder auch eine farbliche 
Darstellung haben willst:

Es gibt TFT-Displays bei eBay die auch gleich eine SD-Kartenhalterung 
mit drauf haben auf der du Bilder für das TFT-Display oder Daten 
abspeichern kannst.

Mit Touche:
2.4" 240x320 SPI Serial TFT Color LCD Module+ILI9341 Touch Panel Screen
http://www.ebay.de/itm/221527845922
Preis ca. 4,70 Euro.

Mit SD-Kartenhalterung:
2.4" 240x320 SPI TFT LCD Serial Port Module+3.3V PBC Adapter SD ILI9341
http://www.ebay.de/itm/321496984303
Preis ca. 5,40 Euro

Dafür müsste es schon fertige Arduino-Bibliotheken geben.

von µ_student (Gast)


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Danke Mike J.,

um über weitere Anschaffungen nachzudenken, sollten erst mal die 
grundlegenden Dinge funktionieren....

und aktuell tun sie das nicht :).

Es würde mir schon enorm helfen, Fehlerquellen auszuschließen.

Schaltplan okay? (habe Relaisschaltungen mit Diode und Transistoren 
gesehen, die sind aber meines Wissens auf dem Relais-Modul verbaut)

Code in Ordnung?
(Entschuldigt den Mangel an Kommentaren, ist ziemlich spät heute und das 
war die aktuellste Version, die ich vor wenigen Minuten von Null 
geschrieben habe)

In Worten:
Durch Betätigung eines Tasters sollen 2 Relais geschalten werden, dass 
die beiden Pumpen anlaufen. Der Durchflussmesser zählt mit Interrupts 
bei RISING die Impulse.

Mit dem Erreichen einer definierten Pulsanzahl sollen die Relais den 
Arbeitskreis unterbrechen.

(Die zweite Pumpe/ zweite Relais ist auskommentiert, da es schon ein 
Fortschritt wäre, dass eines geht)


Späte Grüße und Frohe Ostern

von The D. (thedaz)


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Klingt so als ob die Bedienung der Relais zu Einbrüchen bei der 
Versorgungsspannung führt. Dem kann man auf mehrere Arten 
entgegenwirken: 1. Die Versorgung des Relaismoduls nicht übers 
Breadboard führen sondern direkt am Labornetzteil abgreifen, 2. Einen 
dicken Elko in die Versorgung einbauen um die Versorgung zu stützen 
(dicht an das Relaismoduls). Dies alles gilt in der Annahme, daß der 
Fehler nur auftaucht, wenn die Relais geschaltet werden. Hast du ein 
Scope um die Signale und Versorgungsleitungen zu monitoren?

: Bearbeitet durch User
von Walta S. (walta)


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µ_student schrieb:
> So, im Anhang einer unserer Sketch Versuche und der Fritzing Schaltplan

In Fritzing gibt es auch eine Schaltplanansicht. Verwende die und nicht 
dieses unsinnige Steckbrettzeug. Hab ich anfangs auch gemacht, verwirrt 
aber mehr als es hilft.

Walta

von The D. (thedaz)


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Dein Code ist nicht gut. Einmal angezogen geht das Relais vermutlich nie 
aus weil der Zähler nur für ein paar wenige Prozessorzyklen >= 1400 ist. 
Die Tastenabfrage solltest du auskommentieren solange kein Taster 
angeschlossen ist. Und wenn doch, musst du dich mit Tastenentprellung 
befassen. Mein Tipp: erstmal ohne Sensor und Relais auf dem Steckbrett 
mit Tasten und LEDs umgehen lernen.

Zum Thema Entprellen von Tastern: 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Entprellung

: Bearbeitet durch User
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