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Sonntag, 18. Februar 2018

Entstörgerät

Entstörgerät
5 Kanal für 115 / 230 VAC Eingänge


Einleitung

Mittlerweile sind vom Spatenstich zum Bau unseres Eigenheims bis heute 13 Jahre vergangen . . .
Eines war mir noch vor Baubeginn klar, ich wollte eine Automatisierung, also eine Steuerung für Licht, Rollos und weiteres, welche auch gewissen Erweiterungen aus eigener Hand erlauben würde.


Wie die etwas Älteren hier sich vorstellen können, war der Markt für eine Automatisierung im privaten Bereich um 2005 herum nicht wirklich vorhanden und die wenigen Systeme, welche zur Auswahl standen, hatten für mein Verhältnisse astronomische Preise und waren mehr oder weniger in sich geschlossen.
Ich hatte ich mich entschlossen, die Steuerung mit 240VAC an den Eingängen umzusetzen, so konnte Standard Zubehör wie z.B. normale Taster anstelle von Schaltern benutzt werden. 240VAC hatte sich nach einigen Tests als recht stabil erwiesen und es waren keine zusätzlichen Netzteile und dgl. von Nöten - die selbe Entscheidung würde ich auch heute noch treffen. Meiner Meinung nach ist es ein gutes System, welches mittlerweile seit immerhin 10 Jahren stabil läuft. Aufgrund meiner damaligen Unerfahrenheit und auch mangels an Bekanntschaften, welche sich zu diesem Thema befragen ließen, zeigten sich jedoch Probleme an der Verkabelung.

Da in so einem Haus doch einige an Tastern anfallen, habe ich 24 polige 0,75mm² Kabel eingezogen um so die jeweiligen Taster zu erreichen.
Mein großer Fehler, wie sich später zeigte, war das die Kabel keine Schirmung besaßen.
Da meine Steuerung das "high" Signal ab 85VAC - 260VAC erkennt, ist es durch Induktiv-Spannungen des öfteren zu Fehlschaltungen gekommen.
So konnte man es natürlich nicht lassen, also war mein erstes Workaround, diesen Fehler mittels Software zu kompensieren. Vereinfacht ausgedrückt lag die Lösung darin mittels Sofware eine  Anschaltverzögerung von 0,5 Sekunden zu implementieren. Diese Zeitspanne kling kurz, ist aber durchaus ein zeitlicher Faktor welcher störend wirkt, wenn man den Taster betätigt.

Wie der Mensch eben so ist, haben meine Familie und ich uns rasch daran gewöhnt und so ist die Sache in Vergessenheit geraten.

Bis eben jetzt - da eine Modernisierung der Visualisierung (Windows XP)  und das Einbinden einiger IoT's notwendig wurden.

Der Automatisierung selbst werde ich mich, bei ausreichend Zeit, noch in einem Blog widmen, hier das Problem und meine Lösung.

Die Lösung

Kurz gesagt, ich benötige eine Elektronik welche eine gewisse Anschalt- und Abschaltverzögerung aufweist und weiters die Induktiv indizierte Spannung an den nicht betätigten Eingängen ableitet.
Nun - das Rad muss nicht immer neu erfunden werden. Nach einiger Recherche im WWW fand ich ein Bauteil, welches für mich die Lösung sein könnte. Es trägt den klingenden Namen "Upstream Device to Increase the AC input Current".
50€ für 6 Kanäle (Eingänge) sind zwar kein Schnäppchen, aber einen Versuch war es mir wert. Nach der Montage und einigen Wochen zum Testen war klar, das klappt. Natürlich sind 6 Kanäle doch um einiges zu wenig - also ist wieder an der Zeit mein Elektronikzeug zu richten.

Ein Schaltplan für das Modul mit 5 Kanälen, hier in 4facher Ausführung, war rasch erstellt und zum Fertigen der Platinen ausgedruckt.


Platine erstellt mit Sprint-Layout

Gedruckter Schaltplan für 4 Module

 Zum Belichten meiner Platinen habe ich mir vor einigen Jahren ein UV Belichtungsgerät geschenkt, nach dem mein ursprüngliches, Marke Eigenbau, leider der Tatsache zum Opfer fiel, das 150W UV Glühbirnen nicht mehr zum Verkauf angeboten werden.

Etwas Nostalgie 😏.

Mein erstes Belichtungsgerät
Marke Eigenbau
Ich selbst verwende NaOH "Natriumhydroxid" als Entwicklerflüssigkeit, welches ich mit 10% (2,5g/250ml) zubereite.
Ein besseres Ergebnis lässt sich erzielen, wenn die Entwicklerflüssigkeit etwas Temperatur hat, zu diesem Zweck wurde meine Entwicklerschale mit einer herkömmlichen Folie einer Außenspiegelheizung versehen.

Belichtungsgerät mit Platine
Schale für Entwickler mit Heizung

Belichtete Platine frisch in Entwickler


Fertig entwickelte Platine
Zum Ätzen der Platinen verwende ich Na2S2O4 "Natriumpersulfat" weches ich mit 230g/1l Wasser ansetze, um sie im Ätzbad Marke Eigenbau zu ätzen. Danach wird sie noch ca. 1 Stunde gewässert.

Vorbereitung zum Ätzen der Platinen

Heizungsregelung für Ätzbad



Wässern der fertigen Platine

Nach dem Schneiden der Platinen, wozu ich eine Hebelschere benutze, werden sie noch gebohrt und die Bauteile verlötet.

Platine zum Bohren

Platine löten

Rückseite der Platine
Da hier Spannungsspitzen kompensiert werden sollen, habe ich die Leiterbahnen noch zusätzlich verzinnt.

Platine mit verzinnten Leiterbahnen
Hier die beinahe fertige Platine. Die Rückseite wird noch mit Plastikspray und Kapton behandelt.

Beinahe fertige Platine

Da sich das Modul im Schaltschrank befinden wird und es keine "Bastellösung" sein soll, fehlt natürlich noch ein passendes Gehäuse, welches ausreichend Schutz vor Berührung bietet und auch von den Abmessungen zur Steuerung passt.
Das bedeutet Arbeit für den 3D Drucker 😌  - Also ran ans CAD und ans Gehäuse Design.

3D Drucker bei der Arbeit

Gehäuse 3D Druck

In der Zwischenzeit ist auch die Plastik Beschichtung an der Rückseite der Platine getrocknet und das Kapton angebracht, also auf zu Endmontage.

Platine, Gehäuse, Material

Geschafft - Hier das Ergebnis, mit welchem ich übrigens sehr zufrieden bin.

Endmontage

Endmontage

Fertiges Modul incl. Hutschienen Clip
Die Module funktionieren mittlerweile einige Monate einwandfrei. Das "Software Workaround" wurde mittlerweile entfernt und es sind seither keine weiteren Fehlschaltungen mehr aufgetreten.

Für dieses Projekt Benötigt:

  • Transparent Block A4 (Negadiv für Fotobelichten)  -VH
  • SW Laserdrucker - VH
  • Basismaterial Fotobeschichtung 35um 160mm x 100mm - 3,20 €
  • Hebelschere - VH
  • NaOH Natriumhydroxid (Entwickler) 2,5g/250ml - VH
  • Na2S2O4 Natriumpersulfat (Ätzen) 230g/1l - VH
  • Micro Bohrerset - VH
  • Dremel (Zum Bohren) - VH
  • Lötzin, Lötstation, Div. Kleinwerkzeug, Lupe - VH
  • Kemet R46, Polypropylen Folienkondensator X2, 100 nF
    +/-10% 310VAC, 630 VDC, 15mm Rasster - 25 Stk 7,15 €
  • Vishay Dünnschichtwiderstand Serie MBB0207
    47kOhm +/-1% 0,6Watt - 50 Stk. 4,70€
  • Bopla Polyamid Einstellbarer DIN-Schienen-Clip für TS35 - 4 Stk. 11,36 €
  • CAD Software (für Gehäuse) - VH
  • 3D Drucker - VH
  • Fillament PLA - 4 Geäuse ~ 1,70 €
  • 2 Senkkopfschrauben M5x16 - VH
  • 2 M5 Muttern - VH
  • Heissklebepistole - VH
Verhalten der Anschalt- bzw. Ausschaltverzögerung: "1" nach 40ms "0" nach 37ms (50 Hz)

Vielen Dank für's Lesen meines Blogs
Wenn du Fragen hast oder weitere Infos benötigst, kannst Du dies gerne in den
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