Düngung Aquarium: PWM in einfaches AN/AUS-Signal umwandeln

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Autor
Düngung Aquarium: PWM in einfaches AN/AUS-Signal umwandeln
Suche nach: pwm (3618)

    







BID = 965218

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12
 

  


Hallo zusammen,
ich wende mich wie nicht anders zu erwarten mit einem Problem an euch. Folgende Ausgangssituation:
Ich möchte meinem Aquarium über Schlauchpumpen täglich eine definierte Menge Dünger zuführen. Die Beleuchtung des Aquariums erfolgt über LEDs. Ursprünglich war geplant die Steuerung der LED-Beleuchtung auch gleichzeitig für die Ansteuerung der Dosierpumpen zu verwenden. Die Platine (zur Steuerung) liefert 24V und je nach Kanal 350mA bzw. 1000mA. Die Helligkeitsregelung der LEDs geschieht über PWM.
Die Dosierpumpen wollte ich über einen der Beleuchtungskanäle für eine definierte Zeit mit einer definierten Spannung versorgen und darüber die dosierte Düngermenge bestimmen. Problem ist allerdings, dass die Pumpen auch auf dem 1000mA Kanal erst bei relativ hoher Spannung (%-Regler in der Steuerung auf 30%) und die Pumpe für die geringe Dosiermenge schon zu schnell läuft.
Meine Vermutung ist, dass der Strom zu gering ist und damit das Drehmoment zum anlaufen fehlt -> richtig?
Aus diesem Grund verfolge ich aktuell den folgenden Plan:
Die Energie zur Versorgung der Dosierpumpen beziehe ich direkt vom 24V Netzteil. Die LED-Steuerung liefert mir lediglich das Signal, ob die Pumpe laufen soll oder nicht. Die Spannung des Netzteils regle ich mittels Spannungsregler auf 6V oder 9V runter (780x). Das Signal der LED-Steuerung „übersetze“ ich mittels Relais in reines „an“ oder „aus“.
Das ganze könnte dann in etwa so wie im Anhang aussehen.

Hier nochmal die Daten von Pumpe/Steuerung/Netzteil:
Netzeil: 24V, Strom weiß ich jetzt nicht, aber mehr als ausreichend
Pumpe: 12V, 7 Ohm Innenwiederstand -> etwa 1,7A
Steuerung: 350 mA (Konstantstromquelle), PWM, 24V bei Reglerstellung 100%

Was haltet ihr davon? Könnte das Ganze zur Reduzierung des Platzbedarfes auch mit einem MOSFET umgesetzt werden? Wie hoch muss/soll/darf der Widerstand im Relaisstromkreis sein?

Vielen Dank für eure Hilfe vorab.

Grüße
Marco





[ Diese Nachricht wurde geändert von: Dehnschraube am 10 Jul 2015 19:23 ]

BID = 965225

der mit den kurzen Armen

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Beiträge: 17434

 

  

Du hast doch bestimmt da auch einen Filter drin und der wird über eine Pumpe versorgt.
Denke mal darüber nach https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlpumpe Den Fischen und deinen Planzen ist es völlig wurscht ob der Dünger Stoßweise oder kontinuierlich kommt. Und Flüssig wirst du den wohl so und so zuführen.

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Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 965227

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Hallo,
danke für deine Antwort. Über Strahlpumpen bin ich auch schon einmal gestolpert. Der einfache Aufbau hat mich motiviert da mal etwas weiter einzusteigen. Letztlich sind Strahlpumpen, zumindest gemäß meiner Recherchen, nicht für meinen Einsatzfall geeignet.
1. ist die zu dosierende Menge äußerst gering (wir reden hier von 1-5ml pro Tag)
2. Ist die dosierte Dünermenge abhängig von der Förderleistung der Filterpumpe. Die variiert in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades der Filterelemente.

Letzteres kann ich sicher noch verschmerzen. Und sicherlich könnte ich den Dünger auch soweit verdünnen, dass ich mal als 1-5ml pro Tag dosieren kann. Allerdings wird mir das ganze dann vermutlich zu groß, um es noch im Aquarienschrank unterzubringen.

Mit Schlauchpumpen kann ich mililitergenau Dosieren und die dosierte Menge jederzeit über die Dauer des Ein/Aus-Signal anpassen. Und da ich davon ausging, dass ich die einfach über meine LED-Platine ansteuern kann habe ich die auch schon gekauft, liegen beide hier vor Ort. Ich suche nach einer möglichst günstigen Lösung, das System nun zum Laufen zu bringen...

Grüße
Marco

BID = 965229

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Und genau bei der Ein -Auszeit für Deine Schlauchpumpe liegt der Hund begraben. Dein Licht wird ja nicht nur wenige Sekunden leuchten. Das es Gedimmt wird ist dabei erst mal nebensächlich.

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BID = 965231

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Da gebe ich dir recht, das Licht ist mehrere Stunden täglich an.

Ich habe auf der Platine 12 Kanäle zur Verfügung.
3 von denen nutze ich zur ANsteuerung von RGB-LEDs. 3 weitere Kanäle für die Ansteuerung der "weißen" LEDs.
Die 6 übrigen Kanäle sind bislang unbenutzt. 2 dieser Kanäle möchte ich nun für die Steuerung meiner 2 Schlauchpumpen nutzen. Die EIN/AUS-Zeiten der Kanäle kann ich vollkommen frei steuern. Die restliche Beleuchtung des Aquariums bleibt davon unberührt.

Das hab ich im EIngangspost noch nicht so deutlich dargestellt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Dehnschraube am 10 Jul 2015 20:49 ]

BID = 965232

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

So nun mal Butter bei die Fische. Deine 2 Kanäle kannst du getrennt steuern. Wie sind da die Schaltzeiten und was fördert Deine Schlauchpumpe in einer Sekunde?
Edit: wohl gemerkt mit den Nennbetriebsdaten bei 12 V!
Die Fördermengen sind in der Regel in ml je min angegeben zb 15ml/min

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 10 Jul 2015 20:53 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 10 Jul 2015 21:04 ]

BID = 965235

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

DIe Kanäle kann ich getrennt steuern, richtig. Die Ein- und Ausschaltzeiten kann ich sekundengenau festlegen.

Bei 12V fördern die Pumpen gemäß Datenblatt 100ml/min, ergo 1,7 ml/s.

Die exakte Fördermenge bei festgelegter Spannung habe ich noch nicht ermittelt. An einer 9V Blockbatterie liefen die Pumpen allerdings schon deutlich langsamer, gefühlt ist die Fördermenge damit im ok Bereich, sofern ich sekundengenau dosieren kann.
Um eine etwas längere Laufzeit zu erreichen ist ein Betrieb an 6V vorgesehen. Die Fördermenge bei dieser Spannung konnte ich bislang nicht testen, weil ich (noch) keine 6V Spannungsquelle habe.

BID = 965242

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Die Pumpe sollte schon mit 12 V versorgt werden.
Das hat 2 Vorteile:
Erstens musst du von der Eingangsspannung 24 V nur 12 V über den Spannungsregler verheizen im Gegensatz zu den 18 V bei 6 V
Zweitens läuft die Pumpe auch stabil an.
Weiter im Text Deine Pumpe sollte wenigstens 10 s besser 30 s laufen.
Rechnen wir mal du willst 1ml Dünger dosieren das sind bei 30 s 50ml Flüssigkeit !
50ml *30 Tage sind 1,5 Liter als Monatslösung (noch vertretbar) Bei höherer Dosierung zb 5 ml Dünger eben einfach den Dünger geringer verdünnen oder öfter nachfüllen (pumpe läuft länger und damit wird dein Vorratstank schneller leer.



Zur Schaltung Die Dioden sind reine Schutzdioden 1n 400x
Als Relais wird ein 24 V Relais verwendet. Deine LED-Steuerung wird auf 60 bis 100% gestellt.
Die LED mit Vorwiderstand dient als Kontrollleuchte.

Der Elko parallel zum Relais verhindert das dieses "flattert"
Die beiden Dioden am 7812 schützen den Spannungsregler!
Edit: der 7812 sollte auf einen Kühlkörper montiert werden.

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 10 Jul 2015 21:57 ]

BID = 965246

Otiffany

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Wohnort: 37081 Göttingen

Besteht nicht die Möglichkeit einfach einen dünneren Schlauch einzusetzen?


Gruß
Peter

BID = 965259

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Danke für den Schaltungsvorschlag. Das sieht meinem Vorschlag ja zumindest ähnlich
Die Idee mit der Kontroll-LED gefällt mir.

Folgende Fragen habe ich noch:
- Wie wird der Stromfluss im Relaiskreis begrenzt? Bei 100% sind das immerhin 350mA bei 24V -> 8,4W mit denen irgendwas passieren muss. Hat ein Relais (als einziges begrenzendes Element) einen so hohen Innenwiederstand?
- Woher kommen die 60-100% der LED Steuerung? Hängt das mit der Dimensionierung des Elko zusammen? Ich nehme an, dass in dem genannten Bereich das Relais anzieht?

Bis auf das Relais hab ich schon alle Teile da. Kann ich ja zumindest schon mal ein bisschen basteln


An die Variantion des Schlauches hatte ich auch schon gedacht. Muss mal gucken, was es auf dem Markt so gibt. Entscheidend ist, dass der Schlauchaußendurchmesser gleich bleibt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Dehnschraube am 11 Jul 2015 10:02 ]

BID = 965260

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Deine LED werden mit konstantem Strom betrieben.
Das Dimmen erfolgt über die PWM. (PulsWeitenModulation)

Zitat :
- Wie wird der Stromfluss im Relaiskreis begrenzt? Bei 100% sind das immerhin 350mA bei 24V -> 8,4W mit denen irgendwas passieren muss.

Zur Erklärung der LED Treiber versucht den Strom durch die LED konstant zu halten, dazu verändert er die Ausgangsspannung. Das kann er aber nur bis zur maximalen Spannung.
In deinem Fall kann der Treiber die 350mA nur bis zu einer Spannung von 24 V bereitstellen.
Würde der Strom höher sein geht die Spannung in die Knie, und bei geringerem Strom geht eben die Spannung hoch. Allerdings ist dann eben bei 24 V das Ende der Fahnenstange nach oben erreicht.

Den Strom durch das Relais begrenzt dieses selbst und der liegt unter 300mA.

Zum weiterem Verständnis LED sind Dioden und das sind keine Ohmschen Widerstände. Bei Led steigt der Strom nicht linear mit der Spannung.(geringe Spannungserhöhungen rufen extremen Stromanstieg hervor, deshalb wird der Strom so begrenzt das eben nur die 350 mA maximal fließen können.
Die Helligkeit der LED wird durch schnelles Ein und Ausschalten der Spannung erreicht. Dein Auge erkennt aber nicht das die LED praktisch immer nur seht schnell ein oder ausgeschaltet wird, und so entsteht der Eindruck das die LED dunkler wird, da sie eben immer nur sehr kurz oder länger eingeschaltet ist. (Wenn du eine Leuchtquelle schnell bewegst, erhältst du den Eindruck das sie eine Linie bildet obwohl sich ja die Lichtquelle zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nur an einem Ort befinden kann.)
Bei einem Relais würde sich das durch schnelles anziehen und abfallen bemerkbar machen. (es flattert) Das Flattern unterdrückt der Elko, denn er lädt sich im eingeschaltetem Zustand auf und beim Abschalten liefert er den Strom für das Relais. Die Diode in Reihe verhindert das sich der Elko in Richtung LED-Treiber entladen kann, und schützt den Led-treiber vor der Induktionsspannung des Relais beim abfallen.
Mit den 60 bis 100% stellst du ein das eben der Treiber das schnelle ein und ausschalten möglichst gering hält. (Die Led würden da mit maximaler Helligkeit leuchten)



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BID = 965266

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Ja ok. So betrachtet macht das alles Sinn...

Ich danke dir und melde mich, wenn ich was gebaut/getestet/erfolgreich in Betrieb genommen habe.

Grüße
Marco

BID = 965350

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Hi,
der Testaufbau läuft, funktioniert aller sehr gut.

Danke nochmal für deine Hilfe :)



BID = 965365

Mirto

Schreibmaschine



Beiträge: 2236
Wohnort: Sardinien (IT)

Ein kleines Kühlblech würde dem 7812 nicht schaden

_________________
Fehler passieren immer wieder. Wichtig dabei ist, anschliesend noch in der Lage zu sein, davon berichten zu können!!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Mirto am 13 Jul 2015  0:20 ]

BID = 965471

Dehnschraube

Gerade angekommen


Beiträge: 12

Das Kühlblech hat er bekommen. Auch ein Dauerbetrieb des Motors ist jetzt kein Problem mehr.
Die Schaltung läuft seit ein paar Tagen problemlos. Bin vollauf begeistert.



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