im Rahmen einer Abschlussarbeit muss ich (Informatiker, wenig Ahnung von
Elektronik und vor Beginn des Projektes keinerlei Ahnung von Pneumatik)
ein kleines System bestehend aus:
Einer Labor-Membranpumpe (7 l/min, Betriebsdruck (max.) 2.5 bar
(rel.))
bauen. Die Komponenten habe ich selbst ausgesucht, heißt vor allem das
Ventil auch ausgetauscht werden. Die Schläuche zum Verbinden der
Komponenten haben einen Außendurchmesser von 8mm und einen
Innendurchmesser von 6mm.
Die Luft aus der Pumpe durchläuft dabei, je nach Stellung des Ventils,
entweder ein Gefäß mit zu analysierenden Stoffen, oder sie fließt von
der Pumpe aus ohne Umweg direkt zu einem Sensor. Das ganze soll dann
alle 30 Sekunden umschalten, heißt 30s Luft mit Stoffen, dann wieder 30s
"reine" Luft, repeat.
Ich habe mal (amateurhaft) mit etwas Hilfe versucht, das irgendwie in
einem Pneumatikplan (s. Anhang) darzustellen, kann aber sehr gut sein
dass da Fehler drin sind oder die Zeichen von den tatsächlich
verwendeten Teilen abweichen, bspw. ist das Ventil, welches ich
verwende, in beide Richtungen verwendbar. Dient aber erstmal nur zur
Veranschaulichung.
Das Problem dabei ist nun, dass das Pneumatikventil nicht schaltet. Das
Ventil wird über eine externe 12V Stromversorgung über einen MOSFET von
einem Arduino Uno angesteuert, was scheinbar auch funktioniert (das
Ventil, bzw. ich nehme an das Relais im Ventil, klickt alle 30 Sekunden,
so, wie es einprogrammiert ist). Jedoch verändert sich die Stellung
nicht, auch wenn die Pumpe angeschlossen ist. Ich habe den Ausgang der
Pumpe einfach an der Seite, wo 3 Verbindungen sind (die beiden äußeren
sind mit Schalldämpfern "verschlossen") in das mittlere Teil gesteckt.
War das zu naiv? Bzw. muss der Kreis geschlossen sein? Wie gesagt, ich
habe da leider keine Ahnung.
Eigentlich hätte ich gerne ein größeres 3-Wege Magnetventil wie dieses
(https://www.dfrobot.com/product-2373.html) verwendet, jedoch habe ich
keines mit größeren Anschlüssen gefunden. Klar könnte man da adapter
bswp. 3D drucken, aber ich habe die Befürchtung dass die ca. 1.5mm
Durchmesser dann einen Flaschenhals darstellen und am Ende beim Sensor
zu wenig Luft ankommt, das war auch einer der Gründe eine größere Pumpe
anzuschaffen.
Gibt es da eine Möglichkeit, das Pneumatikventil zum Schalten zu
bringen? Wahrscheinlich nicht ohne eine Druckluftquelle mit höherem
Druck, oder? Kennt vielleicht jemand ein Ventil, welches für diese
Anwendung geeignet ist? Habe ich einen Denkfehler bei dem Aufbau, wie
ich ihn hier geplant habe?
Vielleicht hat hier noch jemand eine Idee, wie man da alternativ
switchen könnte. Ich würde mich echt sehr über Tipps und Anregungen
freuen.
Welchen MOSFET (Typ) hast du genommen? Wie steuerst du den vom Arduino aus an? Hast du, wie für induktive Verbraucher üblich, eine Diode zum Abbau der induktiven Spannungsspitze bei Abschalten verbaut? wenn ja, welches Modell? Wieviel Strom kann dein 12V Netzteil liefern?
Es gibt viel mehr Möglichkeiten, es falsch zu machen, als richtig ;-)
Hallo,
Das Ventil nutzt ja die Durchluft um über das Pilotventil das eigentliche Ventil zu steuern. Reicht hierzu eventuell der Druck der Membranpumpe nicht aus?
Ich sehe das wie Sascha: das Ventil braucht lt. Aufdruck mindestens 1,5 bar Eingangsdruck um zu funktionieren.
Du brauchst ein direktgesteuertes Ventil.
Hast du mal das Datenblatt (das ich auf der Seite nicht finde) von dem Ventil gelesen?
Hifsweise hättest du dir auch mal ansehen können was auf dem Ventil aufgeduckt ist!
Das ist ein vorgesteuertes Ventil
Das brauchteinen Mindestdruck um zu arbeiten!
Schaltet das Ventil genau so wenn Du es direkt an die 12V
Spannungsquelle provisorisch anklemmst?
Ich habe es direkt am Anfang als ich es bekommen habe mal genau so getestet und kann mich nicht erinnern, dass es sich anders verhalten hat (es war ebenfalls nur das Klicken zu hören und die LED hat aufgeleuchtet wie jetzt auch).
Ist das 12V Netzteil in der Lage den Spulenstrom zu bringen?
Das ist ein einfaches 2-Adriges 12V Netzteil (von einem alten Router) mit 12V 1A. Ob das dann am Ende auch ankommt kann ich gerade nicht sagen, weil mein Multimeter gerade komische Sachen macht :/
Ich als Laie werde daraus leider nicht besonders schlau, vielleicht siehst du ja direkt was deine Frage beantwortet?
Hast du mal das Datenblatt (das ich auf der Seite nicht finde) von dem
Ventil gelesen?
Ein Datenblatt habe ich komischerweise leider auch nicht gefunden.
Hifsweise hättest du dir auch mal ansehen können was auf dem Ventil
aufgeduckt ist!
Das ist ein vorgesteuertes Ventil
Das braucht einen Mindestdruck um zu arbeiten!
Das habe ich mir im Nachhinein auch gedacht als ich das entdeckt habe, leider dachte ich (naiverweise), dass die 2.5 Bar Betriebsüberdruck auch das sind was am Ende rauskommen kann sodass das kein Problem wäre
Ich sehe das wie Sascha: das Ventil braucht lt. Aufdruck
mindestens 1,5
bar Eingangsdruck um zu funktionieren.
Du brauchst ein direktgesteuertes Ventil.
Danke für die Antwort. Ich nehme mal an dass ein direkt gesteuertes Ventil keinen Mindestdruck benötigt und auch "frei", also ohne an irgendwas angeschlossen zu sein (außer Strom natürlich), schaltet? Das wäre dann tatsächlich genau das wonach ich gesucht habe :)
Das Netzteil ist schon mal unterdimensioniert. Rechne mit
mindestens 2,4 A.
Meine Überlegung war dass mit 12V und 5W Leistung das Teil nur ca. 0.41A benötigt, sollten die 1A da nicht ausreichen? Oder habe ich einen Denkfehler/vergesse etwas?
Zum Anziehen brauchts ein wenig mehr, das Netzteil sollte reichen. Vielleicht das Multimeter in Gang bringen und die Spannung am Ventil messen. Der Mosfet ist ziemlich egal, solange der durchschaltet und keine >3V in ihm abfallen ;-)
Das Netzteil ist schon mal unterdimensioniert. Rechne mit
mindestens 2,4 A.
Meine Überlegung war dass mit 12V und 5W Leistung das Teil nur ca. 0.41A
benötigt, sollten die 1A da nicht ausreichen? Oder habe ich einen
Denkfehler/vergesse etwas?
Stimmt, hab mich verwirrt.
Hast du das Ventil mal direkt an das Netzteil verbunden?
Das habe ich mir im Nachhinein auch gedacht als ich das entdeckt habe,
leider dachte ich (naiverweise), dass die 2.5 Bar Betriebsüberdruck auch
das sind was am Ende rauskommen kann sodass das kein Problem wäre
Die 2,5 bar stehen nur an wenn etwas die aus der Pumpe ausströmende Luft aufhält. Frei rausgeblasen ist das nicht höher als der Umgebungsdruck.
Teste mal: Die Anschlüsse 2 und 4 am Ventil (beide gleichzeitig) mit jeweils einem Finger fest zuhalten damit sich Druck aufbaut. Dann sollte das Ventil schalten und an den Anschlüssen abwechselnd Druck anstehen.
das Datenblatt im Anhang scheint das Ventil zu sein.
1,5 bar sollten ausreichen (idealerweise mit höherem Druck - bspw mit 6 bar noch testen). Nach Schaltbild wird es mit interner Steuerluft zum Schalten versorgt.
Edit: Nachdem ich das Schaltbild nochmal geprüft habe, bin ich mir bei der Steuerluft nicht ganz sicher? Gebe es noch ein freies Gewinde für einen Anschluß?
Das Ventil besitzt noch eine Handhilfsbetätigung. Wird oft mit einem Schraubenzieher betätigt. Durch Drehung rastet sie ein. Ist die womöglich aktiviert (im Datenblatt als manual override bezeichnet).
Teste mal: Die Anschlüsse 2 und 4 am Ventil (beide gleichzeitig) mit
jeweils einem Finger fest zuhalten damit sich Druck aufbaut. Dann sollte
das Ventil schalten und an den Anschlüssen abwechselnd Druck anstehen.
Hi, vielen Dank für die Antwort. Ich habe es gerade getestet und tatsächlich, es schaltet! Selbst auf der niedrigsten Stufe der Pumpe ändert sich die Stellung des Ventils! Das hat mir schon mal wahnsinnig geholfen, danke!
Das Problem ist nun nur, dass das "Ende" des Schlauchs (hinter dem Y-Adapter wie im Pneumatikplan eingezeichnet) nicht abgedichtet ist, heißt die Luft fließt da einfach ohne Widerstand über einen Sensor drüber. Bedeutet das, dass das Ventil für den Anwendungsfall einfach nicht geeignet ist?
Edit: Nachdem ich das Schaltbild nochmal geprüft habe, bin ich mir bei
der Steuerluft nicht ganz sicher? Gebe es noch ein freies Gewinde für
einen Anschluß?
Ja, der Teil in dem die Elektrik untergebracht ist, wird auf ein Rohr geschoben, an dessen Ende einfach ein Endstück aufgeschraubt ist, sodass der Teil mit der Elektronik (keine Ahnung wie das heißt) nicht wieder herunter rutscht. An diesem Rohr ist ein Gewinde außen, ist das vielleicht was du meinst? Ich kann komischerweise nur eine Datei anhängen...
Das Ventil besitzt noch eine Handhilfsbetätigung. Wird oft mit einem
Schraubenzieher betätigt. Durch Drehung rastet sie ein. Ist die
womöglich aktiviert (im Datenblatt als manual override bezeichnet).
War nicht aktiviert, habe mal bisschen rumgedreht aber hat sich nichts verändert.
Kannst du Fotos von deinem Aufbau zeigen?
Siehe Anhang, ist aber etwas chaotisch, ich hoffe man erkennt einigermaßen was da passiert.
die Luft fließt da einfach ohne Widerstand über einen Sensor
drüber. Bedeutet das, dass das Ventil für den Anwendungsfall einfach
nicht geeignet ist?
Ja.
Drei Möglichkeiten:
ein direktgesteuertes Ventil verwenden
ein vorgesteuertes Ventil mit externer Steuerluft verwenden (braucht zusätzlich Druckluft)
die Abluft nach der Messaparatur so drosseln dass im System ein ausreichender Druck entsteht. (geht nur wenn der Überdruck die Messung nicht beeinflusst)
Edit: Nachdem ich das Schaltbild nochmal geprüft habe, bin ich mir bei
der Steuerluft nicht ganz sicher? Gebe es noch ein freies Gewinde für
einen Anschluß?
Ja, der Teil in dem die Elektrik untergebracht ist, wird auf ein Rohr
geschoben, an dessen Ende einfach ein Endstück aufgeschraubt ist, sodass
der Teil mit der Elektronik (keine Ahnung wie das heißt) nicht wieder
herunter rutscht. An diesem Rohr ist ein Gewinde außen, ist das
vielleicht was du meinst? Ich kann komischerweise nur eine Datei
anhängen...
Hallo,
da es mit aufgebautem Druck funktioniert hat. Ist es doch eine interne Steuerluft. Jetzt musst du dir eine der Möglichkeiten vom Uli aussuchen :)
die Luft fließt da einfach ohne Widerstand über einen Sensor
drüber. Bedeutet das, dass das Ventil für den Anwendungsfall einfach
nicht geeignet ist?
Ja.
Drei Möglichkeiten:
ein direktgesteuertes Ventil verwenden
ein vorgesteuertes Ventil mit externer Steuerluft verwenden (braucht
zusätzlich Druckluft)
die Abluft nach der Messaparatur so drosseln dass im System ein
ausreichender Druck entsteht. (geht nur wenn der Überdruck die Messung
nicht beeinflusst)
Vielen Dank für die Hilfe. Ich denke ich brauche dann ein direktgesteuertes Ventil. Ich finde aber leider nur Ventile mit einem Eingang und einem Ausgang, ich bräuchte aber ein Ventil mit einem Eingang und zwei Ausgängen, das einfach zwischen Ausgang 1 und 2 schaltet. Gibt es dafür einen Suchbegriff, nach dem ich suchen kann?
Im Notfall könnte ich auch zwei "normale" Ventile (die einfach nur zwischen offen und geschlossen wechseln) nutzen und diese dann synchron so schalten dass immer nur eines geöffnet ist. Aber das wäre mMn. keine wirklich elegante Lösung.
Wenn ich mich nach 25 Jahren noch an meinen Grundlehrgang Pneumatik richtig zurück erinnere dürfte dein Suchbegriff:
3Strich/ 2 Wege Ventil
3/2 Ventil
sein
Mir ist gerade noch eine andere Idee gekommen: Wäre es nicht möglich, die Pumpe auf voller Leistung laufen zu lassen und hinter den Y-Adapter noch ein einfaches Druckventil zu schalten, welches dann die Ausströmende Luft drosselt? Würde dadurch im System nicht ebenfalls Druck aufgebaut?
pneumatik_schaltplan.png
(11 KB)
