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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hopfendosieranlage


Autor: Tobi M. (steppenhund)
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Hallo, ich bin Tobi, 31 Jahre und Werkzeugmachermeister.
Ich braue in meiner Freizeit Bier. Am Ende des Brauchvorgangs, nach dem 
Läutern, wird die Würze gekocht und der Hopfen zugegeben. Das sieht in 
etwa so aus: 78° Ausgangstemperatur, aufheizen bis ca. 99-100°, dann 
nach 5 Min soll der erste Hopfen zugegeben werden, 40 Minuten später der 
zweite, und nochmal ca. 40-45 Minuten später der letzte. Wenn man 
soetwas automatisieren könnte, könnte ich an Brautagen fast 2 STunden 
eher ins Bett gehen und die Zugabezeit währe bei jedem Brauvorgang 
gleich.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Automatischen Zugabe, man muss 
aber bedenken, das die Vorrichtung beim Gebrauch fast 2 Stunden über 
dampfenden "Zuckerwasser" (klebt ungefähr genauso) hängt. Ich habe mir 
Gedanken gemacht und bin auf einen Drehteller gekommen mit drei 
Zylindern und einer Bohrung im Drehteller mit Außenverzahnung, ein 
Elekrtomotor soll nun 6 oder 8 sec, je nachdem welche Untersetzung ich 
benutze laufen und den Teller um 120° weiterdrehen. Am Sichersten ist 
natürlich eine Scheibe zu lasern mit 3 Nocken und dann mit einem 
Schalter alle 3 Positionen anzufahren. Da die Vorrichtung aber nur 
einmal am Brautag gebraucht wird und sowieso nach einmal benutzen total 
verklebt und verdreckt ist, reicht auch eine ungenaue und primitive 
Zeitsteuerung für den Anfang aus. Nun habe ich mir übelegt, ich löse das 
mit einer Digitalen Zeitschaltuhr von Reichelt für 5 Euro. Um 0:05 
schalten, um 0:45 schalten, um 1:25 schalten. Problem nur, die Uhr 
schaltet eine Minute lang ein, soll aber nur ein paar Sekunden schalten. 
Die Einschaltzeit hätte ich einfach mit ein paar Elkos verlängert, alles 
sehr einfach, aber ich habe mich in meiner Jugend immer nur mit 
Bauteilen wie Motoren, Lampen, evtl mal nen Wiederstand usw beschäftigt, 
und das ist zwar eine primitve Lösung, aber sie funktioniert.
Nach langer langer suche in diversen Foren und viel Spot, hat man mir 
nahe gelegt ein Monolop zu verwenden. Dann ging der Ärger los, ein 3x3 
cm Schaltplan wo draufsteht R1 R5 C3 C1 usw.... und ich als absoluter 
Leihe. Mit dem Schaltplan konnte ich absolut nichts anfangen. Irgendwann 
habe ich bessere ausgegraben aber mir fehlte dann immer noch ein 
vernünftiges Layout in vernünftiger Größe und eine genaue Beschreibung 
der Bauteile. Zusammenlöten kann das jeder 5. Klässler, wenn er weiss 
was wohin kommt. Ich habe rumgesucht und nichts gefunden, wo ich es 
nachlesen kann oder mal vernünftige Bilder, in Bildschirmgröße, auf 
denen man die Bauteile erkennen und auch die Leitungen sehen kann. 
Irgendwann kam der Tip, eine Zeitschaltuhr von Conrad zu verwenden, das 
gute ist, es ist ein Relais drauf und es ist einstellbar, also keine 
gepfusche mit den Elkos. Der Bausatz kam heute mit der Post an, fix 
zusammengelötet, im "leerlauf" also ohne Motor funktioniert es zusammen 
mit der Uhr perfekt! Hängt der Motor drann funktioniert es nicht. Ich 
vermute das der Motor beim Einschalten zuviel Saft zieht und deshalb das 
Monoflop nicht arbeitet. Der Motor hat 0,8 Amp, das Netzteil 7Amp 
Langzeit/ 9 Kurzzeit, ist also nicht zu klein dimensioniert. Also 
Pustekuchen, das Projekt liegt erst mal auf Eis bis ich herausgefunden 
habe, wie man das Problem lösen kann.
Jetzt kurbeln wir mal schnell 3 Tage zurück, in einem Forum bekam ich 
den Tip, mach das mit nem Microcontroller, die kosten nur nen Euro, 
können eigentlich viel mehr als nur drei mal an und aus, brauchen aber 
weniger Bauteile, das heißt das layout wäre einfacher.
Nun habe ich mich in verschiedenen Foren "schlau" gelesen und mir den 
AVRISP mkII besorgt, zusammen mit ein paar attyni13v.
Dabei ist mir als erstes aufgefallen das der chip 8 Beine hat, der mkII 
aber nur 6 Buchsen :-( Erste Entäuschung. Dann habe ich die Software 
installiert in der Hoffnung das ich zumindest halbwegs verstehe wie oder 
was da vorsich geht....Null Plan!
Wie gesagt ich bin Werkzeugmachermeister, ich habe verschiedene 
Programmiersprachen gelernt, bei uns würde ein programm dafür z.B. so 
aussehen:
...
M17 (Schalter ein)
G04X10 (10Sek Pause)
M18 (Schalter aus)
G04X2400
M17
G04x10
M18
Go4X2400
M17
G04 X10
M18
M02
Die ganze Anleitung ist auf Englisch, ich behaupte mal ich spreche ganz 
gut Englisch, ich rede fast jeden Tag Englisch mit Kunden aus dem 
Ausland, aber die Wörter die dort benutzt werden, habe ich noch nie 
gehört.

Jetzt zur eigentlichen Fragestellung, ist meine Hardware überhaupt 
geeignet?
kann mir jemand sagen wie man mit AVR Studio 4 überhaupt programmiert 
und mir mal eine kleines Programm zur verfügung stellen, Schalter ein, 
Pause, Schalter aus usw, mehr brauche ich ja nicht. Und wie schließe ich 
das später an meine Hardware an?

Autor: Andreas K. (derandi)
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Monoflop?
Was ist nur aus den altmodischen Zeitrelais geworden...

Wie sieht denn das Dosieren aus? Ist das stets die gleiche Menge oder 
unterschiedlich?
Soll das langsam in die Suppe gebröselt werden oder einfach nur rein 
damit?

Autor: Sven K. (svenk)
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Hallo Tobi,

natürlich kann man so etwas mit einem Mikroprozessor lösen.
Aber bei Deinen Vorkenntnissen wäre ein Weg mit einem Zeitrelais
sicher der schnellste Weg.

z.B.

http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=74902;PROVID=2402

Aber vielleicht kann man mit dem Bausatz noch etwas retten,
welche Bestell.Nr hat dieser denn ?

Und kannst Du mal genau beschreiben wie Du den Bausatz
angeschlossen hast und wie Du den Bausatz versorgst ?


Gruß Sven

Autor: oszi40 (Gast)
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Tobi M. schrieb:
> Der Bausatz kam heute mit der Post an, fix
> zusammengelötet, im "leerlauf" also ohne Motor funktioniert es zusammen
> mit der Uhr perfekt! Hängt der Motor drann funktioniert es nicht.
... Schaltplan wäre nützlich.
> Monoflop nicht arbeitet. Der Motor hat 0,8 Amp, das Netzteil 7Amp
> Langzeit/ 9 Kurzzeit, ist also nicht zu klein dimensioniert. Also
> Pustekuchen, das Projekt liegt erst mal auf Eis bis ich herausgefunden

Dein Motor versaut vermutlich die Spannung (induktive Spitzen?)!
Schnellster Test wäre: Monoflop aus anderem, stabilisiertem Netzteil 
versorgen. Bevor das nicht gelöst ist nützt, auch kein Mikrocontroller.

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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Das ist ganz einfach ausgedrückt ein Drehteller mit einer Bohrung, auf 
der ein sich nicht mitdrehendes Gestell montiert ist mit 3 
Edelstahrohren und 3 Edelstahlkolben. Der Teller dreht sich bis die 
Bohrung frei ist und der Kolben drückt den Hopfen heraus, dieser klebt 
noch am Kolben fest, wegen dem Dampf, bei der Weiterdrehung wird das 
dann abgestriffen. Sehr primitiv, aber wie gesagt, es muss sich ja nur 
einmal drehen, danach muss sowieso alles gereinigt werden. Das ist auch 
schon alles fertig konstruiert, was mir fehlt ist die Anstuerung des 
Motors.
Und bitte entschuldige wenn ich mich nicht immer fachlich korrekt 
ausdrücke, komme aus na anderen Branche.

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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donnerwetter, ihr seit ja schnell hier...
@ Sven K. ich verwende den Präzisionszeitschalter von Conrad Best Nr 
191280

Angeschlossen, Netzteil 7/9 Amp über zeitschaltuhr

@oszi40 Das muss etwas mit dem Motor zu tun haben, wenn ich beim 
eingeschalteten Netzteil die Bananenstecker raus und reinstecke gehts.

Evtl nen zweites Netzteil würde hier warscheinlich helfen, währe das 
einfachste, denn die Schaltung ansich funzt ja. Ich wollte nur mal 
wissen wie das mit nem MC funzen würde, dann könnte ich ja die Zeituhr 
ganz weglassen.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Wenn du da ein paar Endschalter dranschraubst könnte man das auch viel 
einfacher haben.

Zeig doch mal ne Zeichnung mit deinem Aufbau.

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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Kannst du Catia 5 lesen?

Es geht ja nicht um die Positionen, selbt mit Schaltern habe ich das 
Problem der 5 Min, 40Min 45 Min ansteuerung nicht gelöst.

Autor: Andreas N. (maikohar)
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Naja Tobi M. hat einen Mikrocontroller und einen Programmer. Ihn jetzt 
auf halbem Wege verhungern(verdursten? :D ) zu lassen wäre fies. Er 
braucht doch kaum noch was damit es geht.
Mit welcher Spannung versorgst Du denn Deinen Motor?
Auch wenn oszi40 vermutlich recht hat wegen der Spannungsspitzen, aber 
man kann das ja auch mit Batterien lösen.

Vorneweg, so ganz wird die Hardware nicht reichen. Paar kleinere 
Bauteile wirst Du brauchen (Widerstände, Kondensatoren, Relais oder 
Transistoren und evtl. noch was, was ich grad nicht bedacht habe).

Auch Du kannst es schaffen.

Autor: oszi40 (Gast)
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Merk Dir schon mal den Link für das Relais:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit...

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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Dein Problem ist recht einfach zu lösen.

1. lade dir mal dei PDF Datei zum ATtiny13V runter.
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Da steht etwas von:
"Industrial Temperature Range" (-40°C to +85°C)
und
"In-System Programmable via SPI Port"
----------------
Zu "Industrial Temperature Range":
Das erste bedeutet dass der ATtiny am besten an einem Ort verweilt wo es 
kühler ist oder du ignorierst es einfach mal und probierst ob es so 
läuft.

Zu "In-System Programmable via SPI Port":
Das bedeutet dass dein Programmer den Chip über ISP programmieren kann.

Der 6 Polige ISP Anschluss muss auf die richtigen Pins deines Chips 
geführt werden.
-> Datenblatt Seite 2 (Versorgung + und -), (RESET, SCK, MOSI, MISO)

---------------

Zu deinem Programm:
 - Du brauchst einen Interrupt um dir eine kleine Uhr zu bauen.
 (ist eigentlich nur ein Zähler)
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial#ISR

 - Musst wissen wie du die Pins auf High oder LOW schaltest
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tu...
----------------------

Das Programm sieht dann in etwa so aus:

ISR(Vectorname)
{
   ++my_isr_counter;
}
main()
{
  uint16_t sekunde;

  init_IO_Ports();

  for(;;)
  {
    if(my_isr_counter > 64)
    {
    // eine Sekunde vergangen
    ++sekunde;
    }

  // hier musst du sagen was bei einer bestimmten Sekunden Anzahl 
gemacht werden soll




  }

return 0;
}

----------------------

So in etwa ... ein bischen fehlt da nich, z.B. die Initialisierung der 
I/O-Pins und die Initialisierung des ISR-Counters.

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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@ Andreas N.

12 Volt, bzw 13,8 Volt Netzteil.
Die Bauteile kriegt man sicher bei Reichelt oder Conrad, das 
zusammenlöten ist für mich nur immer sehr schwierig wenn ich keine 
genaue Anleitung habe, was ich wo bestellen muss, was nachher wohin wie 
rum dranngelötet wird. Das Löten ansich ist halb so wild.
Ich werde das Projekt erstmal so wie es jetzt ist mit einem Zweiten 
NEtzteil betreiben, das geht denke ich. Aber in Zukunft möchte ich das 
mit nem MC probieren, dann kann ich ´doch hoffentlich die Zeituhr 
weglassen.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Tobi M. schrieb:
> Kannst du Catia 5 lesen?
>
> Es geht ja nicht um die Positionen, selbt mit Schaltern habe ich das
> Problem der 5 Min, 40Min 45 Min ansteuerung nicht gelöst.

1. Nein, keinerlei CAD-Programme vorhanden.

2. Dazu brauchst du dann nur noch drei Zeitrelais, die stellt man mit 
einem kleinen Schraubenzieher ein.

Aber ok, ist korrekt, wenn du jetzt schon mit Mikrocontrollern 
angefangen hast bringen wir das auch so zu Ende. Ich würd aber trotzdem 
zu Schaltern oder besser Näherungsschaltern zum Positionieren raten, 
wenn die Scheibe mal ungewöhnlich viel vollgeklebt wird und sich 
langsamer dreht kann man nicht mehr nach der Zeit gehen...

Autor: Andreas N. (maikohar)
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Blöd, die Temperatur habe ich gar nicht beachtet, aber der µC soll ja 
nicht im Kessel drin sein. Es wird schon irgendwo ein Platz unter 85°C 
da sein.

@Mike J.
Denke nicht dass Tobi M. WinAVR(GCC) vor dem AVR Studio installiert hat, 
also vorerst nur Assembler.

Schaltplan kommt, entweder von mir (bin leider noch paar Minuten 
beschäftigt) oder jemand anderes zimmert da was zusammen.

Kennt einer der Anwesenden die Pinbelegung des AVRISP mkII aus dem Kopf?
Ich werde erst suchen müssen.

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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Es ist alles nicht so super eilig, ich fahr erst mal zum Rock am Ring 
und Resette mich selbst :-D danach werde ich mich wieder intensiv damit 
beschäftigen.

Ich versuche mal auf die einzelnen Punkte einzugehen
@Mike J. ganz so einfach wie es für dich ist, ist es für mich sicherlich 
nicht. Ich habe mal die grob die PDF durchgeblättert, verstehe nicht ein 
einziges Wort, ich bin aber auch der Meinung, ich muss nicht alles 
wissen um 3 mal ein und aus zu schalten mit na gewissen Zeit dazwischen, 
jedenfalls nicht, wenn ich hier im Forum weiter solche gute und schnelle 
Hilfe bekomme.

@Andreas K.
Ich hab das nie so richtig geblickt, warscheinlich wäre das von Anfang 
an die besser Wahl gewesen, ich dachte immer Zeitrelais schaltet man ein 
und stellt die Zeit ein wann Sie sich wieder ausschalten sollen. Hierbei 
soll aber ja mal ein und mal ausgeschaltet werden, das das geht wusste 
ich nicht.
Zu den Endschaltern:
Ich habe auch erst überleg das so zu machen, kenn ich aus der Industrie 
und hat sich hundert Jahre millionen fach bewährt, hat aber zwei 
Probleme, einmal habe ich drei schalter die im klebrigen Dampf hängen 
und sich nicht so einfach jedesmal reinigen lassen oder ich nehme 
berührungslose, was bei Austhenitischen Stählen nicht funzen wird, weil 
nicht magnetisch. Hab keinen anderen Rostfreien Stahl., also auch Käse. 
Dafür habe ich den Motor aber stark untersetzt, der Motor läuft mit 1200 
UPM, der Teller sollte, die Untersetzung ist noch nicht Endgültig die 
120° in ca 10 sec machen.

@ Andreas N.

Die Temp is egal, das Gerät steht daneben, hat RT.
Schaltplan und LAyout währen toll, aber vorerst müssen wir das mit dem 
programmieren hinbekommen.

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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Mit C kommen die meisten Anfänger schneller klar.

ich habe zwar kein AVRISPmkII, aber
Atmel wird schon die Standard Belegung gewählt haben :-)

http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_Sys...

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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achso, vergessen, dadurch das ich den Hopfen abstreifen, überlaufe ich 
den Punkt um 60° das heißt die Bohrung wird in der Mitte des 
"Arbeitsvorschubs" freigegeben. Der Start un Endpunkt liegt also über 
Bohrungsmitte gemessen 60° vor, bzw. 60° nach dem Auswurf. Ich denke das 
dreht sich einaml ohne Probleme

Autor: Mike J. (linuxmint_user)
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Tobi M. schrieb:
> ich muss nicht alles
> wissen um 3 mal ein und aus zu schalten mit na gewissen Zeit dazwischen

Genau, die ISR ist kein hit und die Datenrichungsregister kannst du dir 
schon mal anschauen, da gibt es wenig zu wissen.
Es geht nur darum ob dein Pin als Eingang oder Ausgang definiert werden 
soll.
DDRB = 0b00001111; // 7-4 Eingänge , 3-0 Ausgänge

Zum Pin auf high oder low setzen:
PORTB |= (1<<3);  // schaltet den Pin3 am Port "B" auf high.
PORTB &= ~(1<<3); // schaltet den Pin3 am Port "B" auf low.


(Der ATTiny13V besitzt ja nur PB5 bis PB0)

Meine güte dein Programm ist fast fertig ...


Das steht aber auch alles im Tutorial.

Das ist wie das erste Beispiel was man als Anfänger macht, eine LED zum 
blinken zu bringen und einen Taster dabei einzulesen.


Viel Spaß beim "Rock am Ring" :-)

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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@Mike Ich muss eine Relais drei mal schalten, dann brauche ich einen 
Ausgang, mehr nicht oder?

Zurück zur Grundkonfiguration, ich habe jetzt mal mit einem 
Steckernetzteil den Motor betrieben und das Zeitschaltdings von Conrad 
wie vorgeschlagen mit meinem "großen" Netzteil getestet....geht nicht, 
egal wierum, ob motor mit steckernetzteil und schalter mit großem oder 
andersrum. Wenn ich den Bananenstecker ins NEtzteil stecke klickts 
wunderbar, nur Netzteil einschalten geht nicht. Wie kann man das 
stabiler bekommen, einfach ein paar dicke Elkos drannstecken, dann 
bricht die Spannung ja noch mehr ein beim einschalten....

Autor: R. Freitag (rfr)
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Du brauchst für jedes Relais einen Ausgang. Damit kann man das Relais 
auch mehrfach ein- und ausschalten.

Könntest du mal ein Schaltbild zeichnen, was jetzt von welchem Netzteil 
betrieben wird, und auch die Daten des Motores.

Gruss

Robert

Autor: Ohforf Sake (ohforf)
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Für die Erkennung der Position wären Reedschalter praktisch - die sind 
wasserdicht und werden mit einem Magneten betätigt, sehr zuverlässig und 
preiswert.

Autor: Andreas N. (maikohar)
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Schaut mal bitte drüber, es ist schon spät und ich hab das Gefühl ich 
habe was vergessen. Der Fet sollte den Motor treiben können.
Der Motor muss ja nur an oder aus (mit unterschiedlichen Zeiten).

Die 12V sind doch hoffentlich Gleichspannung, oder?

Autor: R. Freitag (rfr)
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Leistungsdaten des Motors sind nicht vorhanden?
Gruss
Robert

Autor: Derk L. (wichtel)
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Tobi M. schrieb:
> Zurück zur Grundkonfiguration, ich habe jetzt mal mit einem
> Steckernetzteil den Motor betrieben und das Zeitschaltdings von Conrad
> wie vorgeschlagen mit meinem "großen" Netzteil getestet....geht nicht

Versuche es noch einmal andersherum. Also Motor ans große Netzteil, 
Zeitschalter ans kleine.

Der Zeitschalter braucht nicht viel Leistung, aber eine saubere 
Spannung.

Wenn es dann immer noch nicht funktioniert kommt der Zeitschalter wohl 
nicht mit langsamem Hochfahren der Versorgungsspannung klar...entweder 
baust du dann einen Schalter zwischen Netzteil und Zeitschalter oder wir 
fangen evtl. doch besser mit deinem Mikcrocontroller an ;).

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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Guten Morgen,
also wir haben natürlich 12 Volt Gleichspannung.
Der Motor max 12 Volt 0,75 A ist schon sehr Kräftig für diesen Zweck, 
ist 10/1 Untersetzt, den hält man mit den Fingern schon nicht mehr an.

@ Derk
Ich habe bei Kombinationen mehrfach getestet, funzt nicht. Ich habe 
gelesen das der NE555 sehr empfindlich auf Spannungsschwankungen 
reagiert, evtl. könnte man doch einen anderen Baustein verwenden in 
dieser Schaltung bis der MC funktioniert oder?

Autor: Peter Z. (hangloose)
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Hallo Tobi, also gegen eine Kiste Bier würde ich Dir eine kleine Platine 
mit Relais aufbauen und programmieren ;-) da ich gerade in der Arbeit 
nicht ausgelastet bin...

Autor: Andreas N. (maikohar)
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R. Freitag schrieb:
> Leistungsdaten des Motors sind nicht vorhanden?
> Gruss
> Robert

Der Motorstrom ist schon im 1. Post genannt worden. Spannung habe ich 
nachgefragt.

Autor: Wichtel (Gast)
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Hallo Tobi,
hier ist beschrieben wie der Reset beim Einschalten des NE555 vonstatten 
geht:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaere...

Das erklärt warum es bei direktem Einstecken deiner Bananenstecker 
funktioniert aber nicht bei normalem Netzteil-einschalten da hier die 
Zeit bis zum erreichen einer brauchbaren Betriebsspannung deutlich 
größer ist.

Demnach sollte es bei deiner Schaltung von Conrad helfen den Kondensator 
C5 gegen einen größeren auszutauschen, z.B. 1µF oder testweise 10µF.

Autor: Tobi M. (steppenhund)
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sooo.... da bin ich wieder !
Lang, lang ists her, aber das Problem besteht nach wie vor.
Meine letzten Biere benötigten nur eine einmalige Hopfenzuugabe nach 
Kochbeginn, deshalb brauchte ich die Steuerung nicht.

Ich war in der Zwischenzeit nicht ganz untätig, ich habe mich mit 
eagle5.1 angefreundet, das Schaltplan/layout-Problem ist damit um 
einiges durchsichtiger geworden.
Ich habe schon erste Erfolge mit einer Drehzahlsteuerung für den Antrieb 
einer Linearführung gefeiert. Das Layout habe ich einfach in Corel 
kovertiert, skaliert, invertiert und bearbeite den Platinenrohling mit 
dem Gravurlaser. Ich wage mich noch nicht an zweiseitige Platinen, aber 
die einseitigen tuns ja auch erstmal.

Nun wieder zum´Thema, ich werde den Entwurf von Andreas N. mal im eagle 
skizzieren und dann das layout lasern. Danach muss ich die AVR Box mal 
aus der Schublade kramen und anschließen, kann jemand das Layout einmal 
durchsehen und gucken ob ich das so verbauen kann?

Danke für Eure Hilfe

Gruß

Tobi

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