Altes Drehspulinstrument mit µC ansteuern (PWM?)

[Michael W. (michael_w459)]

Hallo zusammen,

ich möchte ein Retro-Thermometer für unsere Terrasse bauen. Dazu habe 
ich für kleines Geld ein altes Drehspul- (oder Dreheisen?) Instrument im 
Holzgehäuse gekauft. Das Teil war Ursprünglich mal zur Strommessung, die 
Skala geht bis 300A. Allerdings ist da kein Shunt oder so verbaut, das 
wurde bestimmt extern angeschlossen.

Die Spule hat einen Widerstand von ~3,5 Ohm. Wenn ich sie mit 1,2V 
betreibe, schlägt es bis ca. 80% aus und verbrät knapp 1A.

Ich suche nun eine Möglichkeit, das Teil sparsam an einem µC zu 
betreiben, um die Temperatur aus der Hausautomatisierung per WiFi 
anzeigen zu können.

Ich könnte da sicher einfach 1,2 (oder 1,5) Volt per PWM passend machen. 
Allerdings finde ich die Ströme für einen Dauerbetrieb recht hoch, 
könnte mir vorstellen, dass die Spule recht heiß wird. Welche Optionen 
hätte ich denn sonst so? Wäre es sinnvoll, die Spule neu zu wickeln? 
Oder brauche ich am Ende die gleiche Leistung, um das gleiche Magnetfeld 
zu erzeugen?

Wenn gar nix geht, baue ich das Innenleben raus und einen kleinen Servo 
oder Stepper rein. Den muss ich dann nur ansteuern, wenn sich die 
Temperatur ändert.

Grüße und schonmal vielen Dank,
Michael.

[Michael W. (michael_w459)]

Hier mal ein Bild davon

[c-hater (Gast)]

Michael W. schrieb:

> oder Stepper rein.

So würde ich es machen.

[Dyson (Gast)]

Michael W. schrieb:
> Die Spule hat einen Widerstand von ~3,5 Ohm. Wenn ich sie mit 1,2V
> betreibe, schlägt es bis ca. 80% aus und verbrät knapp 1A.

Bei mir sind das 1,2Ω.

Michael W. schrieb:
> Oder brauche ich am Ende die gleiche Leistung, um das gleiche Magnetfeld
> zu erzeugen?

Um den Zeiger 80% zu bewegen, d.h. die Feder um 80% zu umzubiegen, 
brauchst du, wie oben festgestellt, 1,2W. Egal, wo die herkommen.

Michael W. schrieb:
> Wenn gar nix geht, baue ich das Innenleben raus und einen kleinen Servo
> oder Stepper rein

Wenn du das mechanisch hingebastelt kriegst, scheint mir das sehr 
sinnvoll.

[Michael W. (michael_w459)]

Mechanisch bekomme ich das sicher hin, das Teil ist groß (20x20x7cm), 
schaut aus als wäre es manuell gefertigt und hat reichlich Platz drin. 
Muss nur schauen, dass ich nen ordentlichen Anschlag hinbekomme, falls 
der Servo mal zu weit dreht (oder besser eine Untersetzung).

Bei Interesse poste ich hier gerne das Endergebnis.

[Josef G. (0123456789)]

Nur die schöne sichtbare Spiralfeder würde man dann nicht mehr sehen, 
wenn du das Innenleben austauscht.

[Dyson (Gast)]

Michael W. schrieb:
> Bei Interesse poste ich hier gerne das Endergebnis.

Auf jeden Fall.

[Vorn N. (eprofi)]

Da es für Wechselstrom geeignet ist und die Skala nicht linear ist, 
handelt es sich um ein Dreheisen-Instrument (von Siemens & Halske).
Das mit den 1,2W sehe ich anders, die Ampere-Windungen werden in etwa 
gleich sein (evtl. kann man es noch empfindlicher justieren / 
aufmagnetisieren).
Wenn Du mehr Windungen dünneren Drahtes draufbringst (es scheint noch 
Platz zu sein), könnte eine kleinere Leistung, z.B. 0,7W 3,5V 0,2A 
herauskommen.
Umbau: eigentlich schade um das schöne Instrument.
Da ist der Aufwand, etwas neues zu bauen, etwa gleich.
Bei Kleinanzeigen verkaufen?
Ist neben der Spule noch ein Temperatur-Kompensationselement verbaut?
Das verbraucht auch (unnötig) Leistung.

[jo (Gast)]

Das Instrument ist viel zu schade und das umzubauen. Bedenke auch, dass 
du eine neue Skala brauchst.

Ich habe schon alte Dreheisen-Instrumente (aus den 1950-ern, auch S&H) 
umgewickelt - aber schon das Zerlegen war eine Strafarbeit.

Gut an meinen Instrumenten war: Ich konnte dies Spule demontieren, ohne 
das eigentlich Messwerk anfassen zu müssen.
Ausgeartet hat es totzdem: Zum Neubewickeln brauchte es eine 
selbstgebaute Wickelmaschine.

Skalenvorlage hab ich mit https://github.com/brathering82/inkscape 
gebastelt.

[MaWin (Gast)]

Michael W. schrieb:
> Die Spule hat einen Widerstand von ~3,5 Ohm. Wenn ich sie mit 1,2V
> betreibe, schlägt es bis ca. 80% aus und verbrät knapp 1A.
> Ich suche nun eine Möglichkeit, das Teil sparsam an einem µC zu
> betreiben

Vergiss es, es braucht ca. 1.2A, ca. 1.5V also ca. 1.8W für 
Vollausschlag und daran ändert auch PWM nichts (eine LED wird auch nicht 
heller, wenn sie 50% der Zeit den doppelten Strom bekommt).

Für Batteriebetrieb völlig ungeeignet.

Nimm ein 50uA Drehspulmesswerk, aber das gibt's wohl nicht in antik 
(Chinaglia Cortina, 40uA)

[Michael W. (michael_w459)]

Vorn N. schrieb:
> Ist neben der Spule noch ein Temperatur-Kompensationselement verbaut?

Nein, nur die Spule. Handschriftlich vermerkt: 0.91-1.3 A, 185 
Windungen.

Die Spiralfeder kann ich erhalten. Im Prinzip könnte ich alles so lassen 
und mit einem kleinen Seilzug arbeiten - der Servo zieht dann einfach 
gegen die Feder. "Geeicht" ist es dann am unteren Anschlag, so dass 
immer eine "Grundspannung" da ist. Vorteil der Variante ist, dass wenn 
der Servo doch mal volle 270° dreht, nix kaputt geht.

[Helge (Gast)]

So ein historisches Teil zerbasteln wär nicht meins. Ansteuerung passend 
machen. Da die Menschheit eh grad den Planeten zum kochen bringt, auf 
die 0-50 Skala als Temperaturanzeige kalibrieren in der Ansteuerung.

[Michael W. (michael_w459)]

Moin,
hab das gestern nochmal durchdacht. Die Skala muss ich ja eh neu machen. 
Daher habe ich entschieden, das alte Messwerk so zu lassen, wie es ist, 
nur das Gehäuse zu nehmen und den Einsatz komplett neu zu machen. Ein 
neuer Zeiger kommt dann direkt auf einen Servo. Dann kann ich auch einen 
zweiten für die Pooltemperatur verbauen.

Für Zeiger und neue Spiralfedern (rein optisch, ohne Funktion) muss ich 
noch das passende Material finden.

[Andrew T. (marsufant)]

jo schrieb:
> Gut an meinen Instrumenten war: Ich konnte dies Spule demontieren, ohne
> das eigentlich Messwerk anfassen zu müssen.

Das ist (oft) beiden alten Meßwerken möglich.

> Ausgeartet hat es totzdem: Zum Neubewickeln brauchte es eine
> selbstgebaute Wickelmaschine.


Bei mir genügte (da nur geringe Ansprüche an die Präzision) ein 
Akkuschrauber und eine ruhige Hand zur straffen Drahtführung. Für ein 
Einzelstück OK, für viele Meßwerke: Da sollte man sich was an 
Hilfskonstruktion bauen.

[Christian M. (likeme)]

Nimm doch die Innereien aus einem aktuellen Drehspulinstrument und bau 
das da rein.

[Peter D. (peda)]

Michael W. schrieb:
> Hier mal ein Bild davon

Da ist ja kaum was zu erkennen, zeig doch mal das Innenleben.
Wenn die Spule auf dem rechten Bild der Antrieb ist, sollte sie leicht 
mit dünneren Draht zu bewickeln sein.

[Stoer P. (stoerpeak)]

Michael W. schrieb:
> Wenn gar nix geht, baue ich das Innenleben raus und einen kleinen Servo
> oder Stepper rein.

Falls du passende Schrittmotoren brauchst, da hab ich noch welche 
vorätig.
Das sind Tacho-Schrittmotoren von Motometer. Von denen habe ich mal 
welche für ein Uhrenprojekt direkt an den Portpins eines PIC Controllers 
betrieben (mit Schutzdioden und evtl. Reihenwiderstand). Da sie nur den 
Zeiger antreiben müssen haben die eine sehr niedrige Stromaufnahme.

[Michael W. (michael_w459)]

Hi,

vielen Dank für Eure Ratschläge. Ich will hiermit mal ein Update 
schreiben, wie das Ergebnis am Ende ausschaut. Ich habe mich dazu 
entschieden, das originale Innenleben unangetastet zu lassen und nur das 
Gehäuse zu verwenden.

Zunächst habe ich ein neues Ziffernblatt entworfen. Dazu habe ich mich 
ein wenig in SVG mit passender JavaScript-Bibliothek eingearbeitet: 
https://github.com/micw/retro-ziffernblatt

Anschließend habe ich 2 neue Zeiger gebaut. Ich habe 2,5mm² 
Kupferleitungen genommen und flach gehämmert. Dann habe ich daraus 
passende Zeiger mit Spirale dran (ähnlich dem originalen Zeiger) gebogen 
- nur dass die Spirale hier statisch ist und keine Feder.

Das ganze habe ich zusammen mit zwei kleinen Modellbau-Servos auf eine 
Holzplatte montiert. Die Servos hängen an einem ESP8266, welche die 
anzuzeigenden Temperaturen direkt per MQTT aus der Heimautomatisierung 
empfängt.

Das Gehäuse habe ich komplett demontiert, abgeschliffen und mit Holzöl 
aufbereitet.

Über die Feiertage will ich die letzten Handgriffe dran machen.

Viele Grüße,
Michael.

[Harald W. (wilhelms)]

jo schrieb:

> Ich habe schon alte Dreheisen-Instrumente (aus den 1950-ern, auch S&H)
> umgewickelt - aber schon das Zerlegen war eine Strafarbeit.

Versuch doch mal, ein Drehspulinstrument umzuwickeln. Dann weisst
Du, was Arbeit ist. :-)