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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik SkinnerBox - Elektronik Fragen


Autor: Johannes B. (t-rex)
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Heyho :)

hab das gefühl das Ihr euch hier recht gut auskennt.

Also folgendes:
Meine Bio-Facharbeitet ist: Lernverhalten von Säugern in einer 
Skinnerbox. Bitte nichts schlimmes denken, die Ratte wird gut versorgt 
werden und es werden keine "bösen" Experimente mit ihr gemacht. 
Skinnerbox klingt nur ein wenig trügerisch.

Das Prinzip ist eine leere Box. Diese ist ausgestattet mit einem 
Hebel-tipp-schalter. Wenn dieser von der Ratte betätigt wird, bekommt 
sie was zu futtern :D recht simpel eigentlich. Nun... Des weiteren 
werden 2 LEDs installiert. Eine rote, eine grüne. Natürlich keine 
ultrahellen LEDs die das arme Tier blenden sondern matte low current 
Leds. Nun Soll aber dieser Schalter nicht immer Futter rauswerfen, wenn 
das Tier da draufdrückt. Der Clou ist, wenn die rote LED leuchtet so 
soll der Schalter "tot" sein. Bei grün dann eben funktionieren.

Da das "Selberbauen" der Skinnerbox Teil der Facharbeit ist, brauch Ich 
jetzt ein wenig Hilfe bei der technischen Umsetzung des ganzen.

Wahrscheinlich bekomm ich jetz nen haufen Verbesserungsvorschläge und 
Schläge vor den Kopf :D aber gut, ich versuch mal das beste...
Wie ich mir das so vorstelle:
Man braucht einen IC der den Intervall zwischen "AN/Grün" und "AUS/Rot" 
regelt. Diesen würde ich am liebsten über ein Potentiometer steuern 
können, so dass der Intervall regulierbar ist. Vorwiegend soll es also 
"AUS/Rot" sein. Dann für kurze Zeit (am besten regulierbar zwischen 5-30 
Sekunden um das Tier besser daran gewöhnen zu können) auf "AN/Grün" 
wechseln. Wenn also dieser IC auf "AN" steht, müsste er ein Relais 
aktivieren. Wenn dieses dann aktiviert ist, muss das rote LED ausgehn 
und das grüne angehn. Außerdem muss der Kippschalter dann funktioneren. 
Wenn dieser dann innerhalb der 5-30 Sekunden vom Tier betätigt wird, 
muss ein Signal an einen weiteren IC gehen, der dann die Fütterung 
übernimmt. Das heißt, der "Fütterungs-IC" muss von einem sehr kurzen 
Signal aktiviert werden können und dann eigenständig einen Motor für 
Zeit X mit Spannung versorgen (klappe öffnet sich, futter kommt raus) 
und sofort drauf gegenpolen (klappe schließt sich wieder). Sobald die 
Ratte den Schalter betätigt muss der erste IC wieder auf "AUS" gehn, 
dass die Ratte nie mehr als eine Portion pro Zeitintervall bekommt 
(nicht weil sie nicht fett werden soll, aber sonst hat sie ja keinen 
Grund mehr zu drücken danach xD).

Ich hoffe das Grundprinzip wurde euch hiermit verständlich gemacht, bei 
weiteren Fragen einfach raus damit.

So, hm... nun wär ich sehr dankbar wenn sich jemand ein paar Gedanken 
dazu machen würde :)

Ich kann löten, verstehe skizzen und werd zumindest aus den 
Pinbelegungen von Datasheets schlau. Aber ich tu mich echt schwer daran 
die richtigen ICs, Relais usw zu finden :( wär Super wenn mir jemand ne 
Skizze und Art.nr von Reichelt oder Konrad geben könnte wie ich das am 
besten anstelle. Ich würde 12V gleichstrom Betriebsspannung 
bevorzugen... für so eine Konstruktion sollte ja ein günstiger 230V zu 
12V Konverter reichen oder? :)

Bitte Bitte helft mir!!!!

Greetz Johannes...

Autor: Winfried (Gast)
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Das wäre doch nett mit einer Mini-SPS-Anlage umsetzbar, zumal du dich ja 
nicht sonderlich in Sachen Schaltungsbau auskennst.

Falls du SPS nicht kennst:
http://de.wikipedia.org/wiki/Speicherprogrammierba...

Ich glaub, es gibt mittlerweile sehr preiswerte kleine Geräte.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Winfried (Gast)

>Das wäre doch nett mit einer Mini-SPS-Anlage umsetzbar, zumal du dich ja
>nicht sonderlich in Sachen Schaltungsbau auskennst.

AUA! Für bissel Fusselkram ne SPS? Was kommt morgen? Wenns regnet die 
Welt überdachen?

@ Johannes B. (t-rex)

Dein vorhaben ist recht easy mit ein paar einfachen Bauteilen machbar.
Relais braucht man da nicht unbedingt, das geht anno 2008 ohne ;-)

>Man braucht einen IC der den Intervall zwischen "AN/Grün" und "AUS/Rot"
>regelt. Diesen würde ich am liebsten über ein Potentiometer steuern
>können, so dass der Intervall regulierbar ist. Vorwiegend soll es also
>"AUS/Rot" sein.

Wie lange?

> Dann für kurze Zeit (am besten regulierbar zwischen 5-30
>Sekunden um das Tier besser daran gewöhnen zu können) auf "AN/Grün"
>wechseln.

OK.

> Wenn also dieser IC auf "AN" steht, müsste er ein Relais
>aktivieren. Wenn dieses dann aktiviert ist, muss das rote LED ausgehn
>und das grüne angehn.

Braucht man kein Relais ;-)
Das hätte dein Grossvater vielleicht so gemacht, heute macht man das 
nicht mehr so.

> Außerdem muss der Kippschalter dann funktioneren.
>Wenn dieser dann innerhalb der 5-30 Sekunden vom Tier betätigt wird,
>muss ein Signal an einen weiteren IC gehen, der dann die Fütterung
>übernimmt.

Kein Problem. Ist eine einfache logische UND-Verknüpfung

> Das heißt, der "Fütterungs-IC" muss von einem sehr kurzen
>Signal aktiviert werden können und dann eigenständig einen Motor für
>Zeit X mit Spannung versorgen (klappe öffnet sich, futter kommt raus)

Das macht ein Monoflop. Wie lange soll der Motor aktiviert sein?

>Ich hoffe das Grundprinzip wurde euch hiermit verständlich gemacht, bei
>weiteren Fragen einfach raus damit.

Ist geschehen.

>besten anstelle. Ich würde 12V gleichstrom Betriebsspannung
>bevorzugen...

Ist ja Starkstrom! ;-)
Warum nicht 5V?

> für so eine Konstruktion sollte ja ein günstiger 230V zu
>12V Konverter reichen oder? :)

Nennt sich Netzteil.

Mfg
Falk

Autor: Tim T. (tim_taylor)
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Was jetzt noch interessant wäre:

- Verhältnis von Grünzeit zu Rotzeit.
- Art der Mechanik zum Füttern. Eventuell modifizierter Fütterautomat 
vom Aquarium?
- Auswertung der Fehlversuche gewünscht?

Ansonsten würde ich es mit einem ATMega8 basteln und fürs Ansteuern des 
modifizierten Futterautomaten einen Mosfet (IRL530N) benutzen.

Kosten ohne Futterautomat dürften dann bei <10€ liegen.

Autor: Fred (Gast)
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Hi,

ist zwar nix explizit zur Schaltung sondern mehr zur mechanischen 
Ausführung, aber vielleicht nicht uninteressant. Du hast von einer 
Futterklappe geschrieben, und dass diese erst auf- und dannach 
zugeklappt werden muss. Wäre es evtl. möglich eine Art Förderband oder 
Förderzahnrad zu verbauen? Das müßte für jeden einzelnen 
Fütterungsvorgang nur in einer Richtung für eine bestimmte Strecke/um 
einen bestimmten Winkel bewegt werden. Bei entsprechender Konstruktion 
ist es dann für die Ratte auch nicht möglich, sich irgendwo einzuklemmen 
(soviel ich weiß sind die Tierchen recht neugierig, und wenn irgendwo 
Futter herkommt gibt's dort vielleicht mehr..).
Gruß

Fred

Autor: Johannes B. (t-rex)
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Danke an alle :)

Jop die Winnfried Variante wär mir irgendwie zu teuer und kompliziert 
gewesen... ich wills ja selber machen ;) trotzdem Danke!!

Dann zu Falk:

Boah Danke! du klingst so als wüsstest du was du sagst :]

>"Wie lange?"
2mins - 30 sekunden so in etwa regelbar... bin für vorschläge offen wenn 
jemand erfahrung(en) hat


>"Braucht man kein Relais ;-)
>Das hätte dein Grossvater vielleicht so gemacht, heute macht man das
>nicht mehr so."
Sehr gut, ich hoff nur du erklärst mir dann wie man es macht ;)


>"Kein Problem. Ist eine einfache logische UND-Verknüpfung"
Siehe eins weiter oben :D


>"Das macht ein Monoflop. Wie lange soll der Motor aktiviert sein?"
Das ist ne gute Frage, da es bisher noch alles "Theorie" ist.
Unten meinte jemand etwas mit nem Förderband... halt ich auch für ne 
gute Idee, das wäre dann ja prinzipiel noch einfacher. Wie lange müsste 
sowas dann wohl drehen? Denke max. 3-5secs oder?


>"Ist ja Starkstrom! ;-)
>Warum nicht 5V?"
Von mir aus auch gerne 5V, wenn dir das besser zu den Bauteilen passt ;)


Zu Tim:

Verhältniss Grün:Rot = 1:6 ? wie gesagt, wenn ihr vorschläge dafür habt, 
raus damit ;)
Das mit dem Füttern wär gut wenns jetzt mit so nem Förderband klappen 
würde denk ich, das wär am leichtesten hinzubekommen. Ansonsten muss ich 
mal bei Dehner die Fisch-Fütterautomaten untersuchen xD

Wow, das mit den Fehlversuchen, klar da haste recht! Wär irgendwie auch 
cool... da bräuchten wir dann aber ein display etc, oder? Und ggf müsste 
dieser Zähler in den ersten 2 secs nach dem erfolgreichen Versuch 
inaktiv sein, da ein schneller Doppelklick ja nicht unbedingt ein 
Fehlversuch wäre ;)

Oke das mit deinen Technischen Vorschlägen müsstest du dann expliziter 
erklären... Falk scheint ja auch schon eine Lösung im Kopf zu haben. Ich 
muss dann halt wissen welche die mit der höheren Erfolgs-chance ist.

@ Fred:

super Idee, Danke! Wie du sehen kannst hats mich sehr inspiriert ;)


@all bin weiterhin für Vorschläge aller Art dankbar!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Johannes B. (t-rex)

>Dann zu Falk:
>Boah Danke! du klingst so als wüsstest du was du sagst :]

Ich hab gelegentlich lichte Momente . . . 8-0

Hier mal der erste Entwurf. Siehe Anhang.

IC1 ist ein Oszillator + Teiler, damit wird ein 40..400 Hz Takt auf 
0,03..0,3Hz geteilt. Dieser taktet IC2, einen 10stufigen Zähler mit zehn 
Einzelausgängen. Hier kann die Zeit ROT/Grün in 10% Schritten 
programmiert werden, indem man zeilenweise Jumper steckt. Wenn also die 
oberen drei Zeilen von SV1 gebrückt sind dann leuchter die gruene LED 
für 3 Takte, die rote danach für 7 Takte. Die LEDs werden low und high 
aktiv gesteuer, d.h. eine von beiden ist immer an. Ganz rechts geht dann 
das Signal zum Taster, der kann, wenn gerade die grüne LED leuchtet, 
einen positiven Puls an R8 erzeugen. Damit wird die komische 
Konstruktion unten (IC3A, IC3B) auf 1 gesetzt. Das ist ein Handmade 
RS-FlipFlop, ein einfacher Speicher für ein Bit. Passiert das, wird 
noch über die beiden Gatter oben (IC3C, IC3D) ein definierter Puls für 
die Fütterung erzeugt. Am Ende der Sequenz wird das FlipFlop wieder 
rückgesetzt. Dadurch kann pro Durchgang nur einmal ein 
Tastereignis/Fütterung ausgelöst werden.

Über R2 kann man die Geschwindigkeit des Programms steuern, im Moment 
zwischen 30...300s.
Über R7 kann man die Länge des Fütterimpulses steuern, im Moment 0,7..7s
Über die Jumper auf SV1 wird die Sequenz programmiert. Aber keine Lücken 
lassen! Also immer 1..N komplett jumpern.

MfG
Falk

P.S. Jaja, an IC2 werden Ausgänge parallel geschaltet, macht man 
eigentlich nicht. Ist hier aber unkritisch, ausserdem ist der gute alte 
4017 recht hochohmig, so ca. 130 Ohm bei 5V.

Autor: Johannes B. (t-rex)
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Super! Danke!

Ich denke das würd ich hinbekommen ;)

wäre noch klasse wenn du ein wenig spezifischer auf die Bauteile 
eingehen könntest, damit ich mir die dann besorgen kann :)

Vorort wird es sowas hier nirgends zu kaufen geben... hast du einen 
favorisierten online shop?

Danke Daumen hoch

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Johannes B. (t-rex)

>wäre noch klasse wenn du ein wenig spezifischer auf die Bauteile
>eingehen könntest, damit ich mir die dann besorgen kann :)

Steht doch überall dran. Sind CMOS Bausteine der 4000er Serie.

http://www.reichelt.de/?;ACTION=2;LA=2;SORT=artnr;...;

Dort gibt es alles was du für deine Schaltung brauchst.

MfG
Falk

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