Proportionale Kolbentanksteuerung Einbauanleitung

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Ursprünglicher Autor Zoltan Gradwohl (http://n.1asphost.com/zgrad/index.htm)

Inhaltsverzeichnis

1 Vorwort

2 Beschreibung

3 Optische Wegerfassung

4 Kalibrierung an den Sender/ Empfänger

5 Motor

6 Sensor

7 Testen der Schaltung

8 Technische Daten

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Vorwort

Ich kann für die Funktion der Schaltung, oder im Betrieb auftretenden Schäden keine Haftung übernehmen. Es wurde von mir nach bestem Gewissen getestet, da die Schaltung ja auch in meinem Boot Verwendung finden soll. Diese Anleitung soll Schritt für Schritt beschreiben, wie man die Proportionale Kolbentanksteuerung zusammenbaut. Dazu gehört auch das Brennen des Mikrocontrollers. Darauf möchte ich gleich an dieser Stelle für diejenigen Hinweisen, der keinerlei Erfahrungen mit Mikrokontroller haben. Allerdings reichen für das Brennen grundlegende Kenntnisse mit dem PC aus( wo einschalten…), und dass man mit dem Lötkolben umgehen kann. Ich werde in der Anleitung auf das Brennen sehr detailliert eingehen, so dass dieser Vorgang keinerlei Schwierigkeiten bereiten sollte.

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Beschreibung

Diese Schaltung ermöglicht einen Kolbentank proportional zu steuern, d.h., dass mit der Senderknüppelstellung direkt die Kolbenposition vorgegeben wird. Bei Senderausfall wird der Kolben entleert. Es lässt sich auch jede andere Kolbenposition einstellen, dafür ist jedoch eine kleine Änderung des Programms notwendig. Durch setzten einer Brücke muss die Schaltung zuerst an den jeweiligen Empfänger angepasst werden. Bei dieser Kalibrierung speichert der Mikrocontroller die maximale und minimale Senderknüppelstellung, welche im Betrieb dann die Endstellungen des Kolbens entsprechen. Das ist sehr wichtig um den kompletten Volumen des Tauchtanks nutzen zu können. Nach dieser Kalibrierung sollte der entsprechende Kanal im Sender nicht mehr verändert werden; so z.B. Schiebetrimmer neben dem Knüppel und eventuelle programmierbare Servoeinstellungen nicht mehr verstellen. Die Endschalter führen keinen Strom, daher reichen hier auch einfachste Kontakte aus. Nach jedem Einschalten muss zuerst der komplette Kolben abgefahren werden, um die Position des Kolbens definieren zu können. Dies erfolg automatisch. Es wird für den Betrieb ein Empfänger mit mindestens 8 Kanälen benötigt. Das ist erforderlich, weil nur so eine Pause zwischen den Pulsen von ~20ms garantiert wird. Dies ist für den Betrieb der Schaltung notwendig. Es ist natürlich nur 1 Kanal belegt.

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Optische Wegerfassung

Das Prinzip der Drehwinkelerfassung kennt man aus den alten PC-Mäusen. Dabei erzeugen zwei Lichtschranken Pulse, die immer 90° zueinander verschoben sind:

Dreht man nun die Blende in der Maus nach links, so kommt zuerst Signal B und dann A. Andersrum gedreht folgt Signal B auf A. Diese Konstruktion ermöglicht die Erfassung der Drehrichtung, was hier mittels des Mikrocontrollers erfolgt. Jede Flanke wird dabei als ein Signal gewertet. Durch das Zählen dieser Signale kann die Position des Kobens bestimmt werden. Man kann das auch im Betrieb an den grünen und gelben LED-s verfolgen.

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Kalibrierung an den Sender/ Empfänger

Wenn der PKS ausgeschaltet ist, den Jumper Setzten

Empfänger anschließen und einschalten, Sender einschalten

(Motor und die beiden Sensoren können, müssen aber für das Kalibrieren nicht angeschlossen sein.)

Spannungsversorgung an die PKS anschließen

nun leuchtet die Rote LED für 20 sec auf. Während dieser Zeit den für die Kolbenpumpe bestimmten Knüppel am Sender in die Endstellungen bewegen. Nach erlischen des roten LED den Jumper entfernen.

Ausschalten. Die Anpassung an den Sender/ Empfänger ist somit fertig.

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Motor

Der Motor muss so angeschlossen werden, dass nach dem Einschalten der Kolben flutet, bzw. bei Tauchtanks mit außen liegender Gewindestange die Gewindestange aus dem Tauchtank herausfährt! Der Motor sollte mindestens 5 Anker haben und generell ist auf eine saubere Entstörung mit Kondensatoren und eventuell auch mit Drosseln zu achten.

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Sensor

Der Sensor besteht aus zwei Reflexlichtschranken des Typs CNY70. Als erstes lötet man die zwei 680 Ω Widerstande an die Sensoren an. Auf den richtigen Füßchen achten (siehe Bild)! Anschließend wird das Zahnrad, welches die Gewindestange antreibt, entsprechend der Auswahltabelle auf der nächsten Seite schwarz und weiß gefärbt. Dazu kann z.B. Isolierband oder ein CD-Marker benutzt werden. Es muss aber auf jeden Fall sichergestellt werden, dass die über dem präparierten Zahnrad liegenden Zahnräder nicht auf der Oberfläche reiben, und die schwarz/weiße Markierung abreiben. Die Sensoren werden nun mit 1..2 mm Abstand gegenüber dem Zahnrad platziert (siehe Bild „Einbau/Verkabelung“). Der Montagewinkel der Sensoren zueinander ist ebenfalls der Tabelle zu entnehmen.

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Testen der Schaltung

Wenn die Schaltung getestest wird, sollte der Tank mit Wasser gefüllt sein, da ohne Last am Motor der Kolben zittern wird. Es ist eine einfache Logik programmiert worden, der die Zugeführte Leitung zum Motor kurz vor dem Erreichen der Sollposition begrenzt. Ansonsten würde der Kolben um die Sollposition oszillieren. Falls dieses Verhalten trotzdem auftritt, muss man im Code einfach eine Variable entsprechend anpassen.

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