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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Taster der Kaffeemaschine überbrücken


Autor: micha (Gast)
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Hallo,

ich würde gerne meine Kaffeepadmaschiene von einem microcontroller aus 
ansteurn. Dazu will ich die Taster zum Einschalten, und Kaffee machen 
vom μC aus ansteuern/überbrücken. Allerdings habe ich sowas noch nie 
gemacht und weiß nicht wie ich das machen kann. Muss ich ein Relais, 
einen Optokoppler oder kann ich den Taster womöglich direkt mit 5V 
ansteuern. Ich habe noch ein Bilde von der Platine angehängt.
Schonmal vielen Dank für die Hilfe!

Micha

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

nettes Bild.....

Da die Elektronik der Kaffeemaschine üblicherweise keine von außen 
berührbaren Teile hat, die elektrisch verbunden sind (höchstens mit dem 
Schutzleiter) dürfte der ganze Kram ohne Potenzialtrennung am 230V-Netz 
hängen.

Da sollte man also schon sehr genau wissen, was man macht, wenn es nicht 
der letzte Kaffee sein soll, den Du oder ein anderer Benutzer damit 
kocht!!!

Ohne Potenzialtrennung durch geeignete Optokoppler und Beachtung der 
Isolationsbedingungen sollte man das also garnicht machen.

Irgend jemand wird sicher auch noch auf das Risiko mit der 
Hausrat-/Brandversicherung hinweisen, falls was passiert, egal, ob es an 
Deinem Umbau lag oder nicht...

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Alex G. (alex94) Benutzerseite
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So was würde ich auch mit Optokopplern machen. Du musst ja eig. nur die 
taster mit dem Fototransistor des optokopplers ersetzen.

mfg alex

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Besser noch sind PhotoMos-Relais, die ersetzen einen Taster, elektrisch 
gesehen, genauer.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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> Da die Elektronik der Kaffeemaschine üblicherweise keine von außen
> berührbaren Teile hat, die elektrisch verbunden sind (höchstens mit dem
> Schutzleiter) dürfte der ganze Kram ohne Potenzialtrennung am 230V-Netz
> hängen.
Du glaubst doch nicht, dass die Mikroelektronik der Maschine mit 230V 
läuft oder?
so wies aussieht, ist da auf der Rückseite eine Art kleiner Trafo.

aber hast natürlich trotzdem recht, dass man extrem vorichtig sein 
sollte, bei einer "Hoch"spannungsquelle in unmittelbarer nähe. Erst 
recht, wenn es ein Gerät ist, was normalerweise mit Wasser betrieben 
wird.

Autor: micha (Gast)
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Schonmal danke soweit. Was bedeutet es genau, dass keine 
Potentialtrennung zwischen Stromnetz und der Schaltung vorliegt? Liegen 
dann an den winzigen kurzhubtastern, die von außen gedrückt werden, die 
ganzen 230V an?
Zu den Optokopplern bzw Photo-Relays: worauf muss ich beim aussuchen 
achten? Wenn ich das richtig gesehen hab ist da jeweils eine 
Maximalspannung und ein Maximalstrom angegeben. Wie hoch sind die Ströme 
die ich zu erwarten habe?

(Im Anhang noch ein Bild von der Rückseite der Platine. Ist das gelbe 
ein Trafo?)

Gruß Micha

Autor: holger (Gast)
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>(Im Anhang noch ein Bild von der Rückseite der Platine. Ist das gelbe
>ein Trafo?)

Nein, das ist ein Kondensator. Und damit ist klar
das auf der Schaltung volle 230V anliegen. Also
nichts anfassen wenn der Stecker drin ist!

Autor: jl (Gast)
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ich würde ein kleines relais nehmen,
das ist das einfachste, keine polarität beachten und es ist 
potentialgetrennt

Autor: Mathias R. (prinz77) Benutzerseite
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Auf dem ersten Bild unten links sind Kontaktflächen zu sehen die zu 
einen µC führen.

Mich würde mal interessieren was auf dem µC draufsteht?

Autor: Thomas R. (tinman) Benutzerseite
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Mathias R. schrieb:
> Auf dem ersten Bild unten links sind Kontaktflächen zu sehen die zu
> einen µC führen.
>
> Mich würde mal interessieren was auf dem µC draufsteht?

das ist eher ein eeprom. So könnte man es vielleicht umprogrammieren 
statt umbauen - so wird deine versicherung keine 'schmerzen' haben :P

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Vlad Tepesch schrieb:
>> Da die Elektronik der Kaffeemaschine üblicherweise keine von außen
>> berührbaren Teile hat, die elektrisch verbunden sind (höchstens mit dem
>> Schutzleiter) dürfte der ganze Kram ohne Potenzialtrennung am 230V-Netz
>> hängen.
> Du glaubst doch nicht, dass die Mikroelektronik der Maschine mit 230V
> läuft oder?
Nö...
Aber selbst wenn dort ein Schaltwandler drauf ist oder ein Trafo hat der 
Hersteller wenig Grund, den entsprechend Berührungsschutz auszulegen, 
wenn er Außen für die geforderte Isolation sorgt.
Er kann also auch einfach ein Kondensatornetzteil nehmen (wie es zu sein 
scheint) oder ein Bein vom Netzkabel mit der µC-Spannung verbinden, wenn 
es z.B. seiner Schaltung dazu verhilft, den EMV-Test zu überstehen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: holger (Gast)
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@prinz77
>Auf dem ersten Bild unten links sind Kontaktflächen zu sehen die zu
>einen µC führen.
>
>Mich würde mal interessieren was auf dem µC draufsteht?

Das ist kein uC. Vermutlich ist das der Schalttransistor/triac
für das Ventil. Der uC ist der schwarze Klecks auf der Platine.
Das Gerät hat ein Kondensatornetzteil. Kann man doch ziemlich
gut erkennen (so ganz ohne Trafo ;).

@micha
Nichts für ungut, aber wenn du einen Kondensator nicht
von einem Trafo unterscheiden kannst, dann spiel besser
erstmal mit blinkenden LEDs weiter Punkt.

Autor: Michael Sa. (michaelsa)
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Hallo Communitiy,

da meine Frage zu der Aufgabenstellung passt möchte ich keinen neuen 
Beitrag erstellen (auch wenn die letzte Antwort hier schon 2 Jahre alt 
ist).

Hier wurde anfänglich gefragt wie man an einem externen Gerät die Taster 
überbrücken kann um dieses Gerät fremdzusteuern. Antwort lautete 
Optokoppler wegen der galvanischen Trennung.

Wie sieht es nun aus wenn man den Zustand des Tasters mit einer 
getrennten Schaltung auf Mikrocontroller-Basis erfragen möchte?
Am Taster liegen 5V an. Diese kann man wegen den 2 getrennten Massen 
nicht mittels eines Single-End AD-Eingangs überwachen.
Hier meine Frage: Kann man dies mittels eines differentiellen AD 
Eingangs (wie im Atmega16 verbaut) abfragen, indem man schaut ob 5V oder 
0V am Taster anliegen? Oder gibt es dort auch Probleme wie beim 
Single-End Betrieb bzgl. der Masse?
Der MC wird dabei von einer anderen Spannungsquelle betrieben wie das 
Gerät (bei welchem der Taster überwacht werden soll).

Diese Frage muss nicht unbedingt auf die Kaffeemaschine bezogen sein 
(mich deshalb bitte nicht wegen den Gefahren etc auseinander nehmen ;))

Danke
(Lese schon seit einer Ewigkeit hier im Forum mit und bin erstaunt über 
die große Anzahl Freiwilliger die hier ihre Hilfe anbieten, danke)

Autor: Mike J. (emjey)
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Michael Sa. schrieb:
> Am Taster liegen 5V an

Also die 5V liegen ja nicht direkt am Taster an, sondern meinetwegen 
über einen 100kOhm PullUp Widerstand.
Der Taster verbindet den Punkt dann mit Masse, so das das Signal 
geringer als 2.5V ist und der Eingang es als Low erkennen würde.

Vielleicht so wie im Anhang.

Autor: Michael Sa. (michaelsa)
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@ Mike J.: Danke für deine schnelle Antwort.
Mit 5V anliegen meinte ich auch eher das man dort mittels hochohmigen 
Messgerät 5V messen kann.
Danke für deinen Schaltplan, die Idee sieht interessant aus, jedoch 
müsste ich dafür extra Bauelemente in das Gerät einbauen (und erstmal 
die 5Volt Versorgung finden) bzw. 3 anstatt 2 Kabel herausführen. Ich 
habe gehofft es gibt eine Möglichkeit nur die 2 Kontakte des Tasters 
benutzen zu können. Also mehr oder weniger ein Messgerät, welches durch 
seinen hohen Widerstand auch keinen beachtlichen Strom zieht (was bei 
einem Optokoppler schon ein paar mA sein würden).
Wenn das nicht geht werde ich deine Idee so umsetzen, danke.

Spricht eigentlich etwas gegen den differentiellen AD Eingang bzgl. der 
unterschiedlichen Massen, oder sind diese in diesem differentiellen-Fall 
nicht von Bedeutung? Möchte es nicht testen und dann riskieren das 
Ausgleichsströme fließen wie es bei einem Single-End Eingang geschehen 
würde.

Autor: Mike J. (emjey)
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Michael Sa. schrieb:
> Spricht eigentlich etwas gegen den differentiellen AD Eingang

Die sind nicht galvanisch getrennt, wenn an dem einen Eingang -325V 
anliegen und an dem anderen -320V und nach 10ms liegen da +320V und 
+325V an ist der ADC nach wenigen ms defekt.

Bei einer Kaffeemaschine mit Elektronik werden die 5V oder 3V durch ein 
Kondensator Netzteil erzeugt.
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Autor: Michael Sa. (michaelsa)
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Mike J. schrieb:
> werden die 5V oder 3V durch ein Kondensator Netzteil erzeugt

Vielen Dank für die Info. Alles viel komplexer als ich es mir auf den 
ersten Blick vorgestellt hatte.

Wie ich in deinem Link nachlesen konnte ist dieses Netzteil meist nur 
für ca. 50mA ausgelegt. Macht es dann auch nichts aus wenn ich in den 
Optokoppler dann ein paar mA reinfließen lasse?

Autor: Michael_ (Gast)
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Nimm ein Reedrelais mit entsprechender Spannungsfestigkeit, und schon 
geht es.

Autor: Mike J. (emjey)
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Bei guten Optokopplern reichen 5mA aus um den Transistor durch zu 
schalten.

Du musst den Transistor auch nicht zu 100% durchschalten.

Wenn du in das Datenblatt des SFH 620A-3 (gibt es bei Reichelt) schaust 
steht dort dass er den Transistor bei 1mA Diodenstrom schon so weit 
durchschaltest dass bei einem CTR von 34% bis 70% mindestens 0.34mA über 
den Transistor fließen können.

Wenn du jetzt einen 100k PullUp-Widerstand nimmst wird die Spannung 
locker unter 2.5V gezogen so dass es als Low erkannt wird.

http://www.reichelt.de/Optokoppler/SFH-620A-3/inde...

Du kannst auch den SFH628A-4 nehmen, der schaltet sogar bei 0.5mA weit 
genug durch.

Autor: HildeK (Gast)
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Mike J. schrieb:
> Vielleicht so wie im Anhang.

Bestimmt nicht!
Schau dir doch nochmals den Pfad
V1(+) - Q1-E - W1 - GND
an. Ich glaube nicht, dass der Transistor Q1 das erste Einschalten von 
W1 lange überlebt.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
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Michael Sa. schrieb:

> Jedoch müsste ich dafür extra Bauelemente in das Gerät einbauen
> Ich habe gehofft es gibt eine Möglichkeit nur die 2 Kontakte des Tasters
> benutzen zu können.

Bei Deinen geringen elektrischen Kenntnissen ist es wirklich das
Beste, wenn Du ein kleines (Reed-)Relais zum Überbrücken des Kontakts
nimmst. Dann hast Du auch nur zwei Drähte, die Du z.B. über eine
Steckbuchse nach aussen führen kannst. Die arbeiten dann aber mit
völlig ungefährlicher Niederspannung von z.B. 5V.
Gruss
Harald

Autor: Mike J. (emjey)
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HildeK schrieb:
> Bestimmt nicht!
> Schau dir doch nochmals den Pfad
> V1(+) - Q1-E - W1 - GND
> an. Ich glaube nicht, dass der Transistor Q1 das erste Einschalten von
> W1 lange überlebt.

Oh ... ja das sprengt die Basis, da gehört noch ein Widerstand (10k oder 
größer) an die Basis.

Autor: Udo Schmitt (urschmitt)
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Wie wärs wenn du dir einen kleinen Roboterbausatz kaufst und den einfach 
den Taster drücken lässt.
Das wäre einwandfrei galvansich getrennt du hast die Kaffemaschine nicht 
verändert (Haftung / Garantie)

Autor: Hää? (Gast)
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micha schrieb:
> ich würde gerne meine Kaffeepadmaschiene von einem microcontroller aus
> ansteurn.

Was soll damit eigentlich bewirkt werden? Ich meine, die Maschine hat 
doch schon Taster zur Bedienung. Ich verstehe den Sinn dahinter nicht so 
ganz. Vielleicht kann mich jemand mal erleuchten.

Autor: Mike J. (emjey)
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Udo Schmitt schrieb:
> Das wäre einwandfrei galvansich getrennt du hast die Kaffemaschine nicht
> verändert (Haftung / Garantie)

Rein rechtlich ist die Modifikation wirklich nicht ganz ohne.

Es gibt einfache Kaffeemaschinen die funktionieren und dann noch die 
Sorte bei denen auch bei der Ausbildung der Leute gespart wurde die das 
zusammenbauen. Da werden Kabel an Stellen verlegt die sau heiß werden, 
Temperaturschalter verrotten durch den eindringenden Wasserdampf und 
durch unzureichende Dichtungen tropft das Wasser in das Gehäuse.

Man muss schon einiges drauf haben um beim Kaffee kochen nicht drauf zu 
gehen.

Zu dem rechtlichen:
Wenn das so ein Chinamüll ist wo die Firma ein halbes Jahr produziert 
und dann eh nicht mehr existiert bringt dir das im Schadensfall nichts. 
Der Ramschladen wo man das Ding gekauft hat ist dann aber meist recht 
kulant und du bekommst ein neues.

... nein kein neues Leben, ein neues Chinamülldingens.

Das Problem liegt nicht bei den Chinesen, es liegt bei Leuten die nicht 
wissen wollen was sie einkaufen (Hauptsache billig) und das dann ohne 
schlechtem Gewissen unter den Menschen verteilen.

Autor: Mike J. (emjey)
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@ Hää? (Gast)
Das ist die Frage:

Michael Sa. schrieb:
> Wie sieht es nun aus wenn man den Zustand des Tasters mit einer
> getrennten Schaltung auf Mikrocontroller-Basis erfragen möchte?

Es geht nicht explizit um Kaffeemaschinen, er will einfach verstehen wie 
man das galvanisch getrennt machen könnte (wenn man es wollen würde) und 
du kannst ihm dabei helfen.

Autor: Michael Sa. (michaelsa)
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Erstmal danke für die zahlreichen Antworten.
Ein paar beziehen sich aber auf die Ausgangsfrage des Thread-Ersteller, 
der einen Taster überbrücken möchte. Ich aber möchte den Zustand des 
Tasters erfragen (somit fällt die Roboter-Idee und das Relais zum 
Schalten des Tasters weg). Vielleicht hätte ich doch einen neuen Beitrag 
eröffnen sollen, tut mir Leid wegen der Verwirrung.

Mike J. hat mein Anliegen auch am besten verstanden, mir geht es hier um 
die Methodik den Zustand eines Taster eines fremden Gerätes auslesen zu 
können. Dabei hat er mir schon gute Tipps bzgl. Kondensatornetzteil etc 
gegeben die man bei seiner Überlegung berücksichtigen sollte.

HildeK schrieb:
> Ich glaube nicht, dass der Transistor Q1 das erste Einschalten von
> W1 lange überlebt.
>>Mike J. schrieb:
>> Oh ... ja das sprengt die Basis, da gehört noch ein Widerstand (10k oder
>> größer) an die Basis.
Der fehlenden Basiswiderstand hatte mich auch schon stutzig gemacht, es 
wäre also nicht soweit gekommen :). Danke für die Vergewisserung.


Ich möchte kurz trotzdem auf die Fragen eingehen (die eher den 
Thread-Ersteller betreffen):
Hää? schrieb:
> Was soll damit eigentlich bewirkt werden? Ich meine, die Maschine hat
> doch schon Taster zur Bedienung. Ich verstehe den Sinn dahinter nicht so
> ganz. Vielleicht kann mich jemand mal erleuchten.
Da man zum Bespiel nach dem Aufstehen seinen fertigen Kaffee vorfinden 
möchte, oder weil die Kaffeemaschine nicht komfortabel genug umgesetzt 
wurde. Z.b. bei der Senso, da muss man erst warten bis das Wasser kocht 
und kann dann den Taster zum Befüllen der Tasse drücken...unsinnige 
Warterei denn ich weiß schon vorher das ich ne Tasse Kaffe möchte, also 
warum nicht einfach den Taster für ne Tasse drücken und der Automat 
kocht das Wasser und startet dann AUTOMATISCH den Vorgang.

Autor: Michael Sa. (michaelsa)
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Update:
Diese Seite beschäftigt sich mit diesem Thema und zeigt einerseits wie 
man es nicht machen soll:
http://mosfetkiller.de/?s=kaffeecontroller

Diese Person hat den guten Tipp von "Mike J." bzgl. des 
Kondensatornetzteils und der damit verbundenen Gefahr nicht 
berücksichtigt und somit ist ihm die Elektronik der Kaffeemaschine um 
die Ohren geflogen.
Danach hat er eine eigene Elektronik entwickelt.

Vielleicht interessiert es den einen oder anderen der sich hier über die 
Ansteuerung von Kaffeemaschinen schlau machen wollte.

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