Hallo,
solche Kugelhähne kennt vielleicht jeder aus seiner Heizungs-/Solar-
Anlage.
Hier ein Exemplar, das elektrisch betätigt werden kann.
Unter der Platine ist ein Motor mit Getriebe. Der Motor dreht sich immer
nur in eine (!) Richtung. Steht der lange Zeiger auf den 2
Mikroschaltern ist der Kugelhahn gerade offen. Steht der lange Zeiger
auf dem 1 Mikroschalter, ist der Kugelhahn gerade zu. Um von einem
Zustand in den anderen zu kommen, dreht der Zeiger also ein mal 90 Grad,
das andere mal 270 Grad. So weit die gekaufte Version. Der Motor ist
230V/50Hz.
Meine Idee/Wunsch:
Die Platine mit den Mikroschaltern raus werfen und ersetzen, so das man
den Kugelhahn feiner dosieren kann, also zwischen zu - ein wenig auf -
halb auf - ganz auf. Die Abstufung: je feiner um so besser natürlich.
Eine Steuerung per AVR darin sehe ich nicht das Problem. Die Platine zu
ersetzen, wäre auch kein Problem.
Hat schon mal jemand so etwas gemacht?
Was mir so in den Sinn gekommen ist, sind folgende Möglichkeiten:
a) Auf einer Kreisbahn Hallsensoren verteilen. Der "Zeiger" kann so vom
AVR abgefragt werden und der weiß dann, wie die Stellung ist.
b) Eine Scheibe mit Strichcode, der durch Reflexkoppler wie CNY70 (ist
nur ein wenig groß) vom AVR abgefragt werden kann.
c) dto. ähnlich als Lochscheibe
Vorgabe:
1) Der aktuelle Stand soll jederzeit abgefragt werden können auch nach
Stromausfall oder Demontage/Montage, ohne das sich das Ventil zuvor
bewegt hat, um das durch die Bewegungsrichtung festzustellen.
2) Der Motor dreht immer nur in eine Richtung (es halt so ein Motor das
will ich nicht ändern).
3) Bauhöhe maximal so hoch wie die Mikroschalter (so ca. 10 mm). Da muß
die Sensorik auf jeden Fall rein. Mikrokontroller/Netzteil kann auch
extern sein.
Ideen? Manchmal sieht man ja den Wald vor lauter Bäumen nicht....
Vielen Dank schon einmal an Alle.
Gruß Herbert
Wie wäre es denn mit einem kräftigen Schrittmotor mit Kalibrierschalter?
Die aktuelle Position ist nach Demontage natürlich weg, aber ist das
wirklich ein Problem? Für den Stromausfall kann man die Position im RAM
halten und das per Goldcap puffern oder (die verschließbehaftete
Variante) im EEPROM abspeichern.
Alternativ einen starken Modellbauservo einsetzen.
Grüße,
Peter
Ich würde über 2 Stirnräder oder einen kleinen Zahnriemen ein
keramisches Poti (langlebiger als die 1 EUR-Teile) anbringen. Da weiß
man auch nach einem Stromausfall, wo der Hahn steht. Man braucht den
Controller dann auch wirklich nur für eine Verstellung des Hahns
einzuschalten. Das setzt keine dauerhafte Stromversorgung voraus.
Knut Ballhause schrieb:> Ich würde über 2 Stirnräder oder einen kleinen Zahnriemen ein> keramisches Poti (langlebiger als die 1 EUR-Teile) anbringen. Da weiß
Potentiometrisch nicht schlecht aber 360 Grad Poti sind schwer zu
bekommen und an der Uebergangsstelle nicht eindeutig.
@Herbert:
Das ist ein Synchronmotor mit Getriebe.
Das bedeutet, dass die Stellzeit sehr konstant ist.
Du koenntest also auf "zu" fahren und von dort aus den Motor eine
bestimmte Zeit bestromt lassen.
Die Gesamtzeit kannst Du auch jedesmal, wenn Du ueber "auf" kommst,
nachrechnen und ggf. im uC korrigieren.
Die Genauigkeit duerfte dann schon auf wenige Grad kommen.
Das bedeutet dann keinerlei HW-Aenderung, Du musst nur die drei Schalter
auslesen und das kannst Du mit einem Analogeingang machen.
Gruss
Michael
Michael Roek-ramirez schrieb:> Potentiometrisch nicht schlecht aber 360 Grad Poti sind schwer zu> bekommen und an der Uebergangsstelle nicht eindeutig.
Deshalb die Übersetzung mit Stirnrädern oder Zahnriemen, so dass bei
einer kompletten Umdrehung des Kugelhahns maximal nur der zulässige Weg
des Potis an seiner Achse zurückgelegt wird.
Hallo
Nimm Einen Schrittmotor mit einem Initialiesierungsendschalter in der Zu
-Stellung. Nach einschalten der Versorgungsspannung fährst du ihn zum
Initialiesieren zu. Hat der Motor 200 Schritte für die Umdrehung ist der
Hahn nach 50 Takten auf. Diese 50 Schritte hast du dann als Stufen.
Wenn das nicht reicht nimm microschritte.
Gruss Bernd
Hallo,
eine Idee, die ich über Nacht hatte, sind in Reed Kontakte, die, wie
Sonnenstrahlen um die Achse angeordnet sind. Auf dem "Zeiger" wird ein
kleiner Magnet mit Schrumpfschlauch festgemacht.
Danke schon mal an die anderen Vorschläge.
Schreibt ruhig noch Eure Ideen weiter. Ich habe noch nichts entschieden.
Am wenigsten Aufwand ist sicher die Idee von "mexman". Die hatte ich
auch. Hat aber den Nachteil, das ich nach Stromausfall die Position
nicht habe. Dann müsste man das mal 360 Grad durchfahren, um sicher zu
wissen, welcher Zustand es ist, bzw. den letzten Zustand speichern im
Eeprom oder so.
Die Idee mit dem Poti hat auch etwas, allerdings bin ich nicht so von
mechanischen Umbauten begeistert.
Gruß Herbert
> die Übersetzung mit Stirnrädern oder Zahnriemen, so dass bei> einer kompletten Umdrehung des Kugelhahns maximal nur der zulässige Weg> des Potis an seiner Achse zurückgelegt wird.
Du hast aber schoon gelesen, dass der Motor immer nur in einer Richtung
weiterdreht, oder?
Gruss
Michael
Hallo Herbert,
> Am wenigsten Aufwand ist sicher die Idee von "mexman". Die hatte ich> auch. Hat aber den Nachteil, das ich nach Stromausfall die Position> nicht habe. Dann müsste man das mal 360 Grad durchfahren, um sicher zu> wissen, welcher Zustand es ist, bzw. den letzten Zustand speichern im> Eeprom oder so.
Ja, das ist generell der Unterschied zwischen Inkrementaler und
Absoluter Position.
Musst Du abschaetzen.
Mir waere das deshalb sympathisch, weil eben keine HW-Aenderung
notwendig waere.
Und wie es aussieht, ist ja nicht gefordert, immer auf dem kuerzesten
Weg zwischen den Positionen zu fahren, bzw. ein Ueberfahren einer
unerwuenschen Position kann akzeptiert werden, deshalb darf der Motor ja
in einer RIchtung weiterfahren..... wischnell dreht das Teil eigentlich?
Schaetze mal ca. 1 RPM?
Gruss
Michael
Wayne schrieb:> Hast du dir schon mal Gedanken über den Kugelkopf bezüglich Kavitation> gemacht? Die mögen es eigentlich nicht, wenn sie nur halb geöffnet> werden.
Hallo Wayne,
das kommt natuerlich darauf an, in welcher Betriebsart, mit welchem
Medium, Druck, Temperatur unser Freund Herbert arbeitet.
Ich verwende das aber seit Jahren zur Durchflusssteuerung der
Heizungszirkulation und das Ventil sieht noch prima aus und es gibt auch
keine feststellbaren "Dreck"effekte.
Das Teil, was er da einsetzt sieht ja auch nicht gerade gebastelt aus,
so dass ich denke, wir koennen uns hier auf seine Hauptfrage
konzentrieren.
Michael
Ach ja.....hoffentlich erlischt die Betriebserlaubnis nicht und alles
ist legal ;-)
>Hast du dir schon mal Gedanken über den Kugelkopf bezüglich Kavitation>gemacht? Die mögen es eigentlich nicht, wenn sie nur halb geöffnet>werden.
Ein Kugelhahn ist definitiv kein Regelventil. Natürlich kann man damit
auch irgendetwas stellen, aber die Kennlinie ist kaum reproduzierbar.
Freude (oder wie man jetzt sagt: Spaß) wirst Du damit nicht haben.
Gruß Dolivo
Hallo,
wie Michael Roek-ramirez (mexman) möchte ich das in der Heizungsanlage
einsetzten.
Heißt, die Kugelhähne sind da schon eingelötet. Jetzt ist die Steuerung
dran.
Eingebaut habe ich die in den verschiedenen Vorläufen (Heizung /
Wärmepumpe).
Beim Kessel soll es nur auf/zu gehen. Ist notwendig, da die
ausgeschaltete Pumpe doch eine Zirkulation zuläßt.
Beim Wärmetauscher der Wärmepumpe war meine Idee, damit den Durchfluß
ein wenig zu beeinflussen. Ansonsten zu, wenn Kessel in Betrieb.
Soweit habe ich hoffentlich Bedenken über die Anwendung ausgeräumt.
Die gesamte bisherige Heizungsregelung ist selbstgebaut und funktioniert
schon seit vielen Jahren.
Sicher ist ein Kugelhahn nicht zwangsläufig gedacht, um exakte Mengen
"durchzulassen". Muß es in meinem Falle wohl auch nicht. Im ESBE 3-Wege
Mischer ist aber auch nichts anderes drin (Vielleicht andere
Materialien/Dichtungen/Toleranzen), außer das bei der "Kugel" die
Öffnung anders gestaltet ist.
"Wo kann man so ein Teil bekommen?" -> Die habe ich vor einigen Jahren
mal gekauft. Ich schaue mal nach, ob ich noch finde wo.
Gruß Herbert
Michael Roek-ramirez schrieb:> Du hast aber schoon gelesen, dass der Motor immer nur in einer Richtung> weiterdreht, oder?
Ähem... nein. Dann geht ein Poti natürlich nicht. Was noch geht, ist ein
Magnet, der auf die Welle geklebt wird und 4 Magnetfeldsensoren in
90°-Anordnung. Aus der Differenz der Sensorsignale ist die Position des
Hahns eindeutig erkennbar. Auch nach einem Stromausfall. Die Sensoren
müßten einmalig geeicht werden.
Recht neu sind diese Teile auf dem Markt, die natürlich auch eingesetzt
werden könnten:
http://www.austriamicrosystems.com/eng/content/download/11929/212604/file/AS5030_Datasheet_v1_04.pdf
Ich hab so was schon mal 'from scratch' gemacht, d.h. zwei manuelle
Kugelventile mit je zwei Reedschaltern und Getriebemotoren als
Wärmemischer für die Gartendusche ;-) zu steuern.
Ein guter Bekannter hat mich auf das Prinzip gebracht, der ein ähnliches
System für Frostschutzzwecke in der Wasserzuleitung einer Berghütte
einsetzt.
Beide Systeme sind seit Jahren im Einsatz (Regeleinsatz bei meinem ist
3x pro Woche) und funktioniert ganz gut.
Nachdem die Getriebemotoren seeehr langsam laufen, kann man recht gut
über die Zeitkonstante steuern. Den Anschlag ermittelt man sich einmalig
beim Einschalten, bzw. korrigiert ihn, falls man mal in die Endstellung
fährt.
Zusätzlich könnte man über ein Reedrelais auf der Schnecke (ich hab ein
Schneckengetriebe), sogar noch die Umdrehungen ermitteln, aber das wäre
zu oversized.
Sogar eine Regelung ist denkbar, nachdem im Einsatz bei einem Mischer
die Temperatur gemessen werden könnte. Steht zwar auf meiner Todo-Liste,
ist aber noch nicht realisiert.
Michael Roek-ramirez schrieb:> Potentiometrisch nicht schlecht aber 360 Grad Poti sind schwer zu> bekommen und an der Uebergangsstelle nicht eindeutig.
Ein 10Gang Wendelpoti wär da eine mögliche Lösung.
Wenn du Durchfluss regeln willst ist auch (Differenz)Druckmessung
möglich.
hmmm ... was spricht gegen ne PWM?
Ne Heizung ist ja eh ne träge Geschichte und "Verschmiereffekte" in den
Leitungen wird's eh geben, warum nicht PWM auf/zu ?
Sucht hier mal nach "Winkelsensor" oder bei den üblichen Verdächtigen
nach "Incrementalencoder" oder "incrementale Drehgeber" oder "Absolute
Drehgeber".
Man muss das Rad nicht immer nochmal neu erfinden.
Fhutdhb Ufzjjuz schrieb:> hmmm ... was spricht gegen ne PWM?> Ne Heizung ist ja eh ne träge Geschichte und "Verschmiereffekte" in den> Leitungen wird's eh geben, warum nicht PWM auf/zu ?
Der Sinn einer Durchflussregelung bei Heizungen/Sonnenkollektoren ist
die Optimierung des Wirkungsgrades.
Das erreichst Du nicht indem du ständig den Durchfluss von Max auf 0
schaltest. Zumal Dein Ventil durch ständiges stellen auf die
Maximalwerte massig Energie frisst und außerdem viel schneller
verschleisst!
@Knut Ballhause (travelrec)
Hallo,
Danke für den Link zum AS5030. Ich wußte nicht das es so was gibt. Auch
darüber werde ich mal nachdenken. Da ergeben sich vielleicht noch für
ganz andere Dinge Ideen.
Gruß Herbert
Fhutdhb Ufzjjuz schrieb:> hmmm ... was spricht gegen ne PWM?
Bei einem solchen Kugelhahn alleine schon die Verstellgeschwindigkeit
die meistens über einer Minute für 90° liegt.
Zum Hauptproblem könnte ich noch eine Scheibe mit Graycode ins Feld
werfen, die mit Reflexlichtschranken abgetastet wird.
Da der Kugelhahn ja 360° läuft und alle 180° die Stellung (auf/zu)
widerholt wird, sollten 5 oder 6 Bit eigentlich reichen. Damit könnte
man dann sogar die Kennlinie nach einigen Messungen begradigen.
Frank
