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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ventilsteuerrung


Autor: lumenar (Gast)
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hallo hallo
vielleicht bzw ich hoffe ihr könnt mir ein wenig helfen ?!
ich hab eine neue idee zur erweiterrung finde aber kein passenden 
controller zur umsetzung... ich will 100ventile (festo 
hochgeschwindigkeitsventile) über den PC steuern jetzt suche ich einen 
zu programmierenden controller der synchron diese 100ventile ein/aus bzw 
auf/zu schalten kann "mehr" muss das ding nicht können... es sollte 
schon ein bauteil sein nicht mehrere kleine.. vielleicht gibt es sowas 
ja auch schon fertig ?? mit interface?! über jede idee bin ich super 
dankbar... vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen ?!?!
die ventile werden ganz einfach mit 24v wechsel angesteuert, und sind 
immoment noch alle alleinstehend

Autor: G.Wels (Gast)
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Um was für eine Applikation handelt es sich denn hier?

Autor: lumenar (Gast)
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es geht um eine ansteuerbare wasserwand  welche mittels PC  an 
bestimmten stellen aussetzen soll

Autor: Sumynona (Gast)
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Mit einem Bauteil wird das schlecht zu machen sein, was gefällt dir 
nicht an der Idee:
- Mikrocontroller: nimmt Daten vom PC entgegen und verteilt sie auf
- Latches: Bieten die ganzen (digitalen) Ausgänge, welche mittels
- Leistungstreiber (z.B. ULN2803)
- Relais steuern, die dann die Wechselspannung der Ventile schalten.

Autor: munsa (Gast)
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wasser dürfte träge genug sein damit du die ansteuerungsverzögerungen 
von wenigen µS nicht bemerkst.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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ansonten nimmst du mehrere 74HC573N Latches die kannst du alle parallel 
ein einen Port hängen nun gibts du 8 Bits aus gibt ein Steuersignal aus 
damit der Latch diese 8 Bits speichert, und gibt du am gleichen Port die 
nächsten 8 Bits aus gibts das Steuersignal an das nächste Latches usw. 
nach dem du dann alle Signale in die einzelenen Latches gelegt hast 
musst den den Entsprechenden Pin der Latches ansteuer das Sie alle ihren 
gespeicherten Wert am Ausgang ausgeben, hier kannst du wiederum alle mit 
dem gleichen Pin des µCs ansteuern.

Was du benötigst wäre ein AVR mit genügens Pins  oder ATTiny mit 1 Port 
für die Daten, 2-3 einzelnen Pin für das Steuern der Latches, einen 
HC4514 = 1 of 16 Decoder und dazu noch einige paar Steuerleitungen dann 
könntest du 16 Latches ansteuern.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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hier mal ein Beispiel zum Einsatz der Latches

Autor: H.j.Seifert (Gast)
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So, und nun nochmal das ganze Pferd von hinten aufzäumen.
24V AC, das schränkt das eigentlich Stellglied schon mal mächtig ein. 
Kommt mehr oder weniger nur Relais oder Triac in Frage.
Und ich würde das seriell mit 74HC4094 und Triac machen. Hat einen 
strobe-Eingang, mit dem man die Daten synchron an die Ausgänge schalten 
kann und einen OE, der sich prima dafür nutzen lässt, die Triacs mit 
kurzen Impulsen anzusteuern.
Triacs dürften billiger als Relais sein, die ganze Platine wird deutlich 
kompakter. Ein Controller, 12xSchieberegister, 100 Widerstände, 100 
Triacs.

Ansonsten - es gibt auch Controller, die mehr als 100 I/Os haben.

Autor: lumenar (Gast)
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hey vielen dank schonmal für die ganzen antworten  gibs sowas nich auch 
schon fertig die technik kommt mir doch bekannt vcor ich weiss nur noch 
nicht woher

Autor: yyyy (Gast)
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Nimm 2 IOWarrior 56 und steuere alles mit USB.

Ist das Modernste.

An jeden Ausgang einen TTL-Buffer, gefolgt von Optokoppler oder ein 
DIL-Relais, dann ein Triac oder ein Relais, bei DC auch ein Transistor.

Hat eben für Netzspannung besondere Sicherheitsaspekte.

24 V-Magnete, AC oer DC, wären sicherheitmäßig besser.

Autor: F.H. (Gast)
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Autor: G.Wels (Gast)
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Sag mal, möchtest Du Deinen Wasservorhang einfach bloß an- und 
abschalten (wofür dann die vielen Vertile?), oder sollen damit Bilder 
und Schriftzüge erzeugt werden?
Wenn das so wäre, brauchst Du Schalter, die im Millisekunden-Bereich 
Deine Ventile schalten. Damit wären dann auch die meisten hier gemachten 
Vorschläge für die Tonne.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ein 24V~ Ventil kann nicht Hochgeschwindigkeit sein, es muß ja 
mindestens 10ms verzögern, damits nicht klappert.

Nimm besser 24V=, dann braucht man auch weniger Leistung (keine 
Wirbelstromverluste).
Und die kann man ganz einfach mit 24V-Treibern direkt schalten, z.B. 
VN340 von ST (4 * 0,7A).


Peter

Autor: Charly B. (charly)
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moin moin

also zb. ein atmega ein paar latch mit entspechender hardware dahinter
das die ventile bestromt und quasi fertig, fehlt nur noch die software
auch koenntest du im atmega fertige 'programme' hinterlegen so das
er eigenstaendig dein 'ventilspiel' macht, ist halt alles eine frage
der software und der kreativitaet des programmierers ;)

@G.Wels : so schnell wie ein ventil ist ein atmega allemal,bei 10Mhz
          sind das 0.1 us zykluszeit......

vlg
Charly

Autor: G.Wels (Gast)
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@ Charly:

Selbst wenn Dein atmega die Ventile theoretisch in 0,2 us ein- und 
wieder abschalten kann, heißt das noch lange nicht, daß sie es dann auch 
wirklich tun.

Die Probleme liegen wohl eher bei den Ventilansteuerungen und vielleicht 
auch beim Netzteil (100 Ventile gleichzeitig schalten!). Um hier auf 
eine sinnvolle Lösung zu kommen muß man schon die Applikation kennen.

Welche festo-Ventile sollen denn verbaut werden?

Autor: lumenar (Gast)
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also es soll schon eben so ein schriftzug im wasser erzeugt werden ;) 
gut erkannt  es handelt sich bei  dem ventil um  ein MHE2-M1H 3/2G
gibt es da nich auf  was einfaches  ?!??!? ;))  ich hatte jetzt an eine 
relaiskarte gedacht ?!

Autor: Otto (Gast)
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Hm - eins dieser Ventile benötigt beim Einschalten kurz 1A, dann 0,1A.

Wenn Du jetzt diese schnell schaltest, ergibt sich eine mittlere 
Stromaufnahme von geschätzt 20-50A.

Und da möchtest Du etwas einfaches einsetzen?

Otto

Autor: Michael A. (aim)
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Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Otto schrieb:
> Hm - eins dieser Ventile benötigt beim Einschalten kurz 1A, dann 0,1A.

Hallo,

100 klappernde Relais finde ich einen Alptraum - man kann die Ventile 
durchaus mit den Ausgängen von IC-Treibern ansteuern, bloss ändert das 
überhaupt nichts an der Tatsache, dass z.B. beim Einschalten der Anlage 
100A bei 24V verbraucht werden, also 2,4 Kilowatt (wenn stimmt was Otto 
schreibt). Dafür muss man erst mal eine Stromversorgung bereitstellen. 
Die Ansteuerung ist demgegenüber ein Peanut.

Vielleicht könnte man mit der Abwärme den Wasserfall heizen? Bzw. 
wenigstens das Netzteil mit dem Wasser kühlen.

Gruss Reinhard

Autor: Matthias W. (fralla)
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Otto schrieb:
> Hm - eins dieser Ventile benötigt beim Einschalten kurz 1A, dann 0,1A.

Im Datenblatt http://www.festo.com/INetDomino/files_01/22_HME2-RR.pdf 
steht
das der Haltestrom 0.5A beträgt. Ein kurzer peak von ca 0,1ms von 4,5A 
ensteht auch. Okay das könnte man noch puffern. Aber wenn alle Vetile 
eingeschalten bleiben sollen, (was ja sein könnte, oder?) ziehts 50A.
Alle gleichzeitig Schalten naja theoretisch 450A also 11kW ~11kW Peak 
Leistung. Könnte man mit Kondesatoren puffern, nur muss dann Zeit zu 
laden sein. Das Powersupply müsste dann natürlich weit mehr als 50A 
können, je nach maximalen Schalfrequenzen. Eventuell mit Software 
verhindern, das eine bestimmte Anzahl von Ventilen exakt gleichzeitig 
geschaltet werden, denke einen Verzögerung von 1-10ms sieht niemand.

Iteressantes Projekt, vorallem wirds ein interessantes Power Suuply. Ich 
würde keine Relais nehmen. Sind ja eh DC Ventile.

MFG

Autor: G.Wels (Gast)
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Noch mal zur Veranschaulichung:

Wenn das Wasser 0,5 Sekunden lang fällt, ist bei 100 Bildpunkten in 
senkrechter Richtung jeder Bildpunkt im Mittel 5 ms lang. Damit scheiden 
schon mal sämtliche Relaisansteuerungen aus. Auch muß genauer als 5 ms 
geschaltet werden, weil man sonst statt einer geraden waagerechten Linie 
eine Zickzack-Linie bekommt.

Dazu kommen noch die besonderen Ventileigenschaften. Möchte man schnell 
schalten, dann muß ein hoher Strom eingeprägt werden, was bei einer 
Spule zwar möglich, aber nicht ganz so einfach ist.

Somit liegt unser Hauptaugenmerk wieder bei der Ventilansteuerung und 
beim Netzteil (wie bereits oben erwähnt).

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Hallo,

es gehört zwar nicht in dieses Forum, aber auch die Installation der 
Zuleitungen ist alles andere als unproblematisch: bei so schnellem An- 
und Abschalten ergeben sich Druckstösse, die bis zur Zerstörung von 
Rohrleitungen führen können (aktuell ist das russiche Wasserkraftwerk so 
zerstört worden). Wenn dann auch noch die Relais in einem Takt schalten, 
der eine Resonanzfrequenz trifft...

Gruss Reinhard

Autor: Thomas O. (kosmos)
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Man kann ja Pulsationsdämpfer aus dem Autobereich einsetzen. Außerdem 
tut ja der mechanische Druckregler auch die Druckstöße etwas auffangen, 
da er bei steigendem Druck einfach etwas öffnet um den Druck 
gleichzuhalten.

Autor: Matthias W. (fralla)
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>Wenn das Wasser 0,5 Sekunden lang fällt, ist bei 100 Bildpunkten in
>senkrechter Richtung jeder Bildpunkt im Mittel 5 ms lang. Damit scheiden
>schon mal sämtliche Relaisansteuerungen aus.

Ahh jetzt check ich was du machen willst. Also, dann werden im 
Extremfall alle gleichzeitig eingeschaltet.

>Möchte man schnell
>schalten, dann muß ein hoher Strom eingeprägt werden, was bei einer
>Spule zwar möglich, aber nicht ganz so einfach ist.

Im Datenblatt ist angegeben wie sich der Strom beim Schalte verhält, bei 
konstanter Spannung. Du muss also dafür sorgen das sie konstant bleibt 
und nicht einbricht, wenn zb über Kondenstoren gepuffert.

Was spricht jetzt dagegen N-Kanal Mosfets zu nehmnen?

MFG

Autor: Mathias O. (m-obi)
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Das sind doch 24V DC oder nicht und nicht AC?

Schonmal an eine SPS gedacht? Wieviel willst/kannst du denn maximal 
ausgeben?

Schonmal als Tipp, nimm aber die Ausführung für mit Stecker.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Bei DC würde ich auch zu N-Kanal MOSFETs raten.
Der IRFR3711 z.B. kann schon 10A bei 3.3V UGS schalten, und das im DPAK 
- Gehäuse. Ist für Schaltnetzteile, also für schnelle Schaltvorgänge 
konzipiert.

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