Vorstellung Projekt "espresso shot timer mit Temperaturanzeige"

Edit 3.6.2015: Titel umbenannt
Edit: Codev2 hinzugefügt

Ich persönlich bin ein riesen Fan von shot timern, hier mein aktueller in Aktion

der jeweils aktuelle Code:
141109_LED-Timer
141012V2_OLED-Timer

mein erstes Projekt fing hier an und dort kann man auch die Entwicklung nachverfolgen und ab jetzt geht es hier in einem eigenen Beitrag weiter.

Der Timer kommt in zwei verschiedenen Versionen

1. mit OLED Display, Temperaturanzeige, Preinfusions Timer:



Video (Beginn bis 2sec)
im "Ruhezustand" zeigt er die Temperatur von zwei Messsensoren an die Messpunkte lassen sich idealer weise sechsstellig beschreiben ; )

Video (2s-9s)
Es gibt zwei Eingänge die eine 230V Quelle überwachen, zBsp für die Pumpe und ein Magnetventil
Bekommt einer der beiden Eingänge ein Signal beginnt der Timer zu laufen, wird eine bestimmte Zeitspanne nicht überschritten schaltet die Anzeige wieder auf die Temperatur.

Video (10s- 47s)
Ein Eingang bekommt ein Signal => Timer läuft
Der andere Eingang bekommt auch ein Signal => bereits abgelaufen Zeit ist die PI der Timer resetet sich und beginnt bei null es wird die Bezugszeit gezählt. Diese bleibt nach Beendigung des Bezugs im Display für ca 10s stehen. danach kommt die Temperatur wieder.

Video (ab 47s)
wenn es nur ein Signal gibt geht der Timer an und sobald das Signal weg ist hört er auf, läuft der Timer länger als 10s bleibt die Zeit für weitere 10s im Display stehen bevor wieder die Temperatur angezeigt wird.


Der andere Timer benutzt eine "echte 7Segment Anzeige"



und funktioniert nach Anforderung ein bisschen anders, es werden zwei Pumpen an den Eingängen überwacht
ist das Signal zu kurz erlischt die Anzeige sofort.

Signal1 misst die Preinfusionszeit und Signal2 die Bezugszeit nach dem Ende des Bezugs wird auf den beiden linken Segmenten die PI-Zeit und auf den beiden rechten die Bezugszeit angezeigt.

Das sind die Timer.
Die Signale werden mittels Optokoppler für den Arduino bereitgestellt, das ganze passt mit (kleinem) Netzteil in ein relativ kleines Gehäuse. Die Schaltung habe ich auf einer Lochrasterplatte aufgebaut, die Anschlüsse werden über Schraubklemmen nach aussen geführt.
DasNetzteil ist im Schrupfschlauch verpackt und wird nichtmal handwarm. Die 230V Anschlüsse auf der Platine will ich noch Isolieren, wenn da jemand eine Idee hat bitte her damit. Heißkleber habe ich bewusst nicht genommen.




Der Netz und die Beiden Signaleingänge befinden sich auf der einen Seite, Ich hatte versucht Löcher für die Kabel und die Schrauben zu bohren (hätte bestimmt besser ausgesehen) aber ich habe die Positionen nicht getroffen… na ja beim nächsten Gehäuse vielleicht.



Der Ausgang für das Display und der Eingang für die Temperatursensoren auf der anderen.



Die Materialliste, die Schaltung des Optokopplers und der Code für beide Timer folgen noch an dieser Stelle

Der 230V Signalabgriff:

die Schaltung kommt aus folgendem Forenbeitrag
Der Optokoppler ist ein SFH620-A3, R1 und R2 sind jeweils 22KOhm 1W und R3 ist ein 2KOhm


So sieht dann der Platinenaufbau aus


Im Netzspannungsbereich wollte ich sowenig unnötige Leiterbahn wie möglich haben um eine Größtmögliche Isolation zu erreichen. In der Mitte hat mich dann ein wenig der Mut verlassen ansonsten alles was nicht gebraucht wird kommt weg. Ich hoffe das ist halbwegs verständlich.


leider benutzen beide Displays jeweils andere Ausgänge am Arduino weshalb man sich beim Einbau entscheiden muss welches Display man benutzt, vielleicht kommt noch ein Umschalter ins Gehäuse.

Das dringlichste Problem bleibt ein Gehäuse für das Display aber da ist auch schon etwas in Arbeit.

Die Teileliste:
Arduino (China)
4x7-Segment Anzeige (China)
OLED Display (China) das gibt es auch in zweifarbig das kann je nach Geschmack auch interessant sein.
Netzteil - da kommen demnächst noch welche mal sehen, für den ersten habe ich ein USB Steckernetzteil geschlachtet.
SFH620-A3 Optokoppler
22KOhm 1W
2KOhm
Streifenraster Platine die kleinere geht leider nicht, weil die Streifen über die kurze Seite gehen
Schraubklemme 4 fach
Schraubklemme 2 fach
Gehäuse Teko P1

 

der erste Code war leider Schrott, den habe ich beim Kommentieren kaputt optimiert ohne ihn noch mal zu testen. V2 ist getestet und online.

und noch eine Ergänzung in eigener Sache, da meine BEZI ja keine Preinfusion ,macht waren meine Überlegungen bezüglich des Ablaufs bisher rein theoretisch dh:

ich gehe davon aus das erst ein Magnetventil geöffnet wird wodurch die Preinfusion gestartet wird, dann geht die Pumpe an (MV bleibt geöffnet)
am ende des Bezuges geht die Pumpe aus und das MV schließt , vlt. kann mir das jemand so bestätigen.

 

Schaltplan für den Signalabgriff und Teileliste im ersten Beitrag hinzugefügt.

...jetzt denke ich entweder über Postinfusion nach oder ich schraube an der Anfim Best die hier in der Ecke steht…..

 

Ich habe noch ein bisschen aufgeräumt:

Die Schaltung
durch den Kondensator am Signalausgang lässt sich das Signal nun ganz einfach mit "digitalRead" im Arduino auslesen. Ich habe einen 10µF gewählt.


Die Platine
ich habe ein kleines Netzteil gefunden das sich direkt auf die Platine montieren lässt.


Eine riesen Hilfe waren dabei die Stiftleisten von den Arduinos, die sich mittlerweile bei mir stapeln.


Das ganze passt perfekt in das Teko A1 und der Platz reicht auch noch locker für den Arduino.


Der Code
Beim LED_Shottimer gab es einige Lücken in der Zustandsdefinition, diese sind nun gestopft. Vielen Dank an *ALEX* der mich darauf aufmerksam gemacht hat. Jetzt funktioniert auch ein schnelles Umschalten zwischen zwei Pumpen.

aktuelles Problem
Leider funktioniert die Unterbringung des Arduino im Gehäuse im Moment nur bei der echten 7Segment LED Anzeige.
Beim Oled-Display friert der Arduino immer wieder nach ein paar Sekunden ein, hier konnte ich die Datenleitung des OLED als Übeltäter ausmachen hier werde ich bei Gelegenheit mal eine geschirmte Leitung testen und berichten.

 

Ich habe gerade mal folgendes mit dem OLED-Display getestet:

SCL, VCC und GNG im geschirmten Kabel - ich habe hierfür ein USB Kabel genommen.
SDA habe ich in einer einzelnen Litze neben her geführt.

Kabellänge ca 60cm - funktioniert einwandfrei.
Jetzt probiere ich mal ob es vlt. reicht die SCL-Leitung geschirmt auszuführen, dann wird das Kabel zum Display nicht so dick.
Bei der nächsten Reichelt Bestellung werde ich mal 5m RG178 mit auf die Liste setzen. Es sei denn jemand hat noch einen anderen Tipp für ein dünne, flexible und geschirmte Leitung.

 

Danke, ist eine gute Idee lohnt aber bei Menge und Preis wahrscheinlich nur bei einer Serienfertigung….
oder was kann man mit dem Zeug sonst noch anstellen.
Ich hatte auch mal eine Dose in der Hand als ich überlegt habe was ich mit dem gebürsteten Gehäuse der LSM90 mache.

Wegen der Isolierung habe ich Momentan noch sugru in der engeren Wahl.

Am ende wird es aber wahrscheinlich doch der Heißkleber schon allein deshalb weil er da ist.

VG von neben an

david

 

Schaltungsaufbau des OLED Timers:

 

Hallo Alex,

der ACS712 geht bestimmt mit entsprechender Anpassung im Code.
Wenn du willst kann ich dir aber auch einen von "meinen" Optokopplern zusammenlöten Details dann per PN.
Je nach dem wie viel du selber bauen willst. Ich lasse gerade eine kleine Platine 27*36mm fertigen auf die kommt dann ein Atmega 328P-PU mit Quarz und allen Pull-Up Wiederständen. Das ganze ist so gedacht, das das direkt hinter das OLED Display kommt.
Ich habe bereits einen Prototypen fertig von dem ich mal ein Bild machen werde. Ansonsten schreibe ich dazu mehr wenn die Platinen da sind (ca in zwei Wochen).

Als Alternative zum Optokoppler bleibt immer noch das Relais? Ich finde die ganze 230V Komponente des Projektes schwierig. Auf der anderen Seite läuft der Optokoppler bei mir und bei noch jemandem schon bald ein Jahr ohne Probleme. Wie viel Platz hast du denn in der Maschine oder daneben?

david

 

So es gibt wieder Neuigkeiten:

die Platinen sind da

oben:


unten


Teilbestückt


mit Oled Display






Die Platine hat folgende Eingänge:

VCC und GND für die Spannungsversorgung
P1 Signaleingang startet den Timer
P2 Signaleingang startet den PI-Timer (P1 und P2 kann man auch tauschen)
T hier kann man einen DS18B20 Temperaturfühler anschliessen, dann wird im Display die gemessene Temperatur angezeigt (das ist optional wenn nichts angeschlossen ist, wird auch nichts angezeigt)

Die restlichen Anschlüsse sind für Updates gedacht wobei der Code im Moment alles abdeckt.

Die Platine ist 27*36mm und somit einen guten Zentimeter breiter als das OLED, wegen dem Quarz und der Tatsache das sie so klein wie möglich werden sollte hat sie nur drei Befestigungslöcher.
Ich hoffe ich kann noch heute die erste Platine fertig löten.

Warum das ganze:
es ist teurer als ein Arduino Nano aus China aber das ganze ist kompakter und auf wesentliche reduziert. Alle Bauteile auf der Platine lassen sich bequem in Deutschland bestellen, sind also viel schneller zur Hand. Als dann das Thema mit den Pullup Wiederständen aufkam hatte ich immer das Problem, das ich nicht wusste wohin damit. Ich habe dann einen Prototypen auf einer Streifenrasterplatine zusammengelötet und habe mir dann geschworen das ich das nie wieder mache... deshalb habe ich dann die Platine entworfen - übrigens meine erste.
Es gibt so viele tolle Arduino Projekte im KN und ich kann auch nur jedem empfehlen es zu probieren aber es bleibt für viele eine Hürde. Deshalb dachte ich baue einen Timer den man ohne viel Kenntnisse und Restarbeit in Betrieb nehmen kann.

Das Display:
in den Ebay Anzeigen ist bei den I2C Displays fast immer das selbe Produkt Bild mit der Pinbelegung
VCC - GND - SCL - SDA und so habe ich auch die Platine machen lassen. Dann kam eine Probeschwung Displays und die haben GND - VCC vertauscht... manno!

Was bleibt ist das große Thema 230V Signalabgriff.

Dazu gibt es folgende Möglichkeiten

die Einfachste:
mir ist beim testen aufgefallen das wenn mann P1 Dauerhaft gegen GND zieht (mit einer Brücke) läuft der Timer sobald er Strom bekommt, dh man Schliesst den Timer an ein Steckernetzteil und das Netzteil an die Pumpe. Dann hat man einen Timer der mit der Pumpe startet und mit der Pumpe aufhört. Man verliert Funktion die der Timer mit bringt dafür ist es recht einfach.

zwei Netzteile:
eines für die Stromversorgung und eines als Signalgeber (parallel zur Pumpe). Hier geht dann prinzipiell alles die Bezugszeit bleibt nach Bezugsende sichtbar. Die Temperatur wird bei angeschlossenem Temperaturfühler angezeigt....

Netzteil und Relais:
so habe ich angefangen eine 230V Relais (parallel zur Pumpe) schaltet das Signal

Der Optokoppler:
das ist die nächste Platine die ich entwerfe, ich überlege noch ob ich das Netzteil extern ausführe oder eins auf die Platine packe, dann brauche ich aber noch ein passendes Gehäuse.

Und jetzt?

Es fehlt ein schönes Gehäuse für das ganze.
Ich lasse noch mal eine neue Platine machen diesmal VCC - GND am Display Anschluss getauscht und ausführlicher beschriftet, vor allem von der Rückseite. Der Plan ist immer mal einen Schwung fertig zu machen sofern denn Interesse besteht.

Ideen?

 

@gunnar0815
meine Gedanken zur PI bzw wie es bei *ALEX* gelöst ist:

ich bin immer davon ausgegangen das Strom auf dem MV => PI mit Leitungsdruck bei Festwasser bzw durch eine eigene Pumpe.

PI Zeit läuft
MV bleibt offen und die Pumpe springt an. PI Timer hält an und der Bezugstimer startet.

david

 

@*ALEX*
Und abgesehen davon das du immer noch eine 7Segment Anzeige bei mir gut hast - die du auch noch bekommen wirst! Danke Ohne dich hätte ich damals wahrscheinlich gar nicht weitergemacht!
Ich finde die Auflösung vom OLED ganz ok zumal man ja eh nicht so nah ran geht, ich schicke dir mal einen von den ersten.

Über eine Version mit einer echten 2x7Segment Anzeige habe ich aber auch schon nachgedacht.

david