Suche Hilfe beim Bau einer gesteuerten Türöffnung

**wagnair** · 09.11.2013, 11:25

Hallo nochmal,

nun als registiertes Mitglied nochmal

Ich habe vor, die Klappe meines Hühnerstalls (Klappe ca 30x40cm, <1kg) per Motor zu öffnen und zu schließen. Die Übermittlung der Befehle soll per App geschehen.

Die Klappe ist beidseitig in U-Schienen eingefasst, lässt sich also nach oben "schieben", der Hub ist ca 30cm. Nun würde ich die Klappe (wie schon erwähnt) gerne mechanisch bewegen. Mir schwebt da bisher entweder eine bewegung über eine Spindel, oder einfach per Seilzug vor. Die Befehlsseite soll eine App/Mobile Website sein, in der man die Befehle Öffnen/Schließen geben kann. Die IT-Seite daran ist kein Problem, also App/Website, Schnittstelle LAN/PC oder was auch immer kann ich umsetzen. An was es mir fehlt ist der große Raum dazwischen. Ich weiß weder welche Motoren noch Controller man verwendet. Strom ist in dem Raum natürlich vorhanden, und damit über einen Powerline-Adapter auch ein Netzwerkanschluss.

Nach 30 min Netzsuche, sieht mein Plan derzeit so aus:

LAN-Anbindung mittels mini-PC (z.B. http://www.reichelt.de/?ARTICLE=139250)

Darauf ein Linux Betriebssystem inkl Webserver. Darauf enthalten eine Mobile Website, die ich in meinem LAN erreichen kann. Hier beginnt dann die Befehltskette. Innerhalb des Mini-PC kann ich die Befehle die von meiner Website kommen auf jede Art und-Weise an die Schnittstellen weiterleiten. So z.B. via USB an so einen Controller

http://www.shop.robotikhardware.de/s...roducts_id=226

Von da aus direkt zum Motor, und fertig... das hab ich mir jetzt alles zusammengesucht. Habe aber keine Ahnung ob das so sinnvoll oder nicht ist, und ob es nicht kostenmäßig günstiger ginge.

Was auch nicht schlecht wäre, wenn ich kontrollieren kann, ob die Klappe voll geschlossen oder voll geöffnet ist, damit der Motor nicht noch weiter eiert obwohl schon nix mehr zu bewegen ist. Vielleicht über fest eingestellte Umdrehungen, bis die Klappe einen Hub hinter sich hat?! Und, Luxusvariante wäre noch eine Blockierung der Klappe, damit diese nicht runterfahren kann wenn z.B. der Seilzug reißt oder irgend was anderes passiert. Dann hätte ich im schlimmsten Fall nämlich ein Hühnchen weniger ...

Na ja, also viel Zeug von dem ich keine Ahnung habe, und ich dachte mir, bevor ich vergeblich Versuche mich in das Thema ausreichend einzuarbeiten frag ich lieber mal hier nach.
Vielleicht hat ja jemand ein Paar Tipps für mich.

Gruß
Christoph

**hans99** · 09.11.2013, 13:26

Hallo Christoph,

Du bist schon auf dem richtigen Weg. Der PI ist O.K. Der Motortreiber ist -so glaube ich- leicht überdimensioniert. Als Antrieb würde ich einen kleinen Getriebemotor nehmen. Darauf eine Seilscheibe (zur Aufhamne des Seiles). Ein Bremsseil von einem Fahrrad ist ausreichend. Zur Kontrolle, ob die Klappe offen oder geschlossen ist, würde ich Mikroschalter in die Führung oben und unten einbauen. Den Motortreiber kannst Du auch über RS232 TTL über GPIO vom PI ansteuern (ACHTUNG: der PI kann nur 3,3V auf den GPIO's).

Unregistriert · 09.11.2013, 14:54

Moin Hans,

danke für die schnelle Antwort. Das klingt doch erstmal gar nicht so schlecht, ich dachte ich liege weit daneben mit meiner Planung. Den PI werd ich dann wohl nehmen. Auf den Treiber bin ich gekommen, weil ich einen benötige, der via CommandLine anzusteuern ist. Da habe ich bisher nur den gefunden. Als Motor habe ich folgenden gefunden

http://www.pollin.de/shop/dt/Nzc1OTg...HM_2435_1.html

leider fehlen mir da noch Angaben zum genauen Drehmoment, aber aus´m Kopf raus hätte ich gesagt der reicht. Das mit den Mikroschaltern klingt gut. Stellt mich aber vor das Problem, dass ich nicht weiß wie damit umzugehen ist. Soll ich alle Vorgänge von dem PI aussteuern? Dann müsste ich über eine zweite Schnittstelle an einen Controller der Schalter, oder? Oder aber gibt es eine Möglichkeit ein Element in meine Befehlskette hinzuzufügen, welches die gesamte Steuerung übernimmt. Also PI gibt nur weiter "öffnen" oder "schließen", und die neue Steuereinheit fragt Schalter ob klappe geschlossen, wenn nein, Befehl an den Motor drehe bis schließschalter auslöst... weißt du was ich meine?!

Gruß

**wagnair** · 09.11.2013, 15:17

Sorry für den Doppelpost, dachte ich war noch eingelogt.

Moin Hans,

danke für die schnelle Antwort. Das klingt doch erstmal gar nicht so schlecht, ich dachte ich liege weit daneben mit meiner Planung. Den PI werd ich dann wohl nehmen. Auf den Treiber bin ich gekommen, weil ich einen benötige, der via CommandLine anzusteuern ist. Da habe ich bisher nur den gefunden. Als Motor habe ich folgenden gefunden

http://www.pollin.de/shop/dt/Nzc1OTg...HM_2435_1.html

leider fehlen mir da noch Angaben zum genauen Drehmoment, aber aus´m Kopf raus hätte ich gesagt der reicht. Das mit den Mikroschaltern klingt gut. Stellt mich aber vor das Problem, dass ich nicht weiß wie damit umzugehen ist. Soll ich alle Vorgänge von dem PI aussteuern? Dann müsste ich über eine zweite Schnittstelle an einen Controller der Schalter, oder? Oder aber gibt es eine Möglichkeit ein Element in meine Befehlskette hinzuzufügen, welches die gesamte Steuerung übernimmt. Also PI gibt nur weiter "öffnen" oder "schließen", und die neue Steuereinheit fragt Schalter ob klappe geschlossen, wenn nein, Befehl an den Motor drehe bis schließschalter auslöst... weißt du was ich meine?!

Gruß

**ranke** · 09.11.2013, 18:23

Die Motorabschaltung in den Endlagen macht man mit zwei (Mikro)schaltern, die als Öffner geschaltet sind, sie sind also normalerweise geschlossen und öffnen den Motorstromkreis sobald die Endlage erreicht ist. Damit bleibt der Motor automatisch stehen, sobald die Endlage erreicht ist. Um trotz geöffnetem Schalter wieder aus der Endlage herauszukommen wird parallel zu jedem Schalter eine Diode geschaltet. Dadurch wird der Strom vom Endschalter nur in einer Richtung angeschaltet (nämlich in Bewegungsrichtung auf den Endschalter hin). In der anderen Stromrichtung hat der Endschalter faktisch keine Wirkung, weil der Strom dann über die Diode fließen kann. Damit ist gewährleistet, dass der Motor trotz betätigtem Endschalter wieder in die Gegenrichtung fahren kann.
Aus Sicht der Fernbetätigung reichen dann 2 Schaltzustände "öffnen" und "schließen". Wenn der Motor die jeweilige Endlage erreicht hat bleibt er automatisch stehen bis das gegenteilige Kommando kommt.
Eine echte Rückmeldung des Klappenzustands über die Fernbetätigung ist damit natürlich nicht gegeben.
Die Dioden sind entsprechend dem Motoranlaufstrom zu bemessen.

**hans99** · 09.11.2013, 18:36

Ich würde die Mikroschalter an die GPIO des PI hängen und abfragen. Du schaltest den Motor (über die GPIO den Motortreiber) ein, um die Klappe zu öffnen. danach fragst Du den oberen Mikroschalter (bzw. den GPIO auf den Du den Schalter angeschlossen hast) ab und bei Zustandswechsel schaltest Du den Motor ab. Das Gleiche gilt für den unteren Mikroschalter.

Den Motor kann ich nur empfehlen. Der ist sehr stark und auch nicht so schnell.

**PsiQ** · 10.11.2013, 14:07

ich würde auch Rankes Idee umsetzen,
die habe ich selber so auch schon genutzt und auch einen Schaltplan irgendwo liegen, muss ich raussuchen.

Dann brauchst du nur noch ein Bistabiles Relais,
Wechsler oder irgendeinen Schalter
und hast Auf und Zu mit Endabschaltung.. werde heute abend mal den Schaltplan suchen/posten.

Du musst dir halt noch überlegen ob deine Viecher dann Selbstmord unterm Tor begehen oder abhauen wenn sichs bewegt.

Ich wäre für Zahnstange + Motor mit Schneckenantrieb, ist dann selbstarretierend. (Lässt sich gut mit Lego Technik bauen

)
Alternativ ein Zahnrad. Alles grob/großverzahnt damits Schmutzresistent ist.

edit:
Schaltplan:
http://postimg.org/image/5d6ylxxvf/

Die Schaltung war so für das Ausfahren eines Displays im Auto gedacht mit Radio/Zündungsplus.
Das Relais halt entsprechend gegen ein bistabiles mit Ansteuerung vom webinterface ersetzen.
--Über die Dioden parallel zu den Endschaltern muss nur kurzzeitig Strom fließen, müssen also nicht sehr dick sein--

An den Motor kann man noch eine Bipolare Z-Diode als Freilauf mit z.B. 15V für 12V setzen.

Wenn du die Mikroschalter doppelst hast du auch deine Auf/Zu Rückmeldung für nen IC.

**wagnair** · 10.11.2013, 19:29

Wow, erstmal vielen Dank für die umfangreichen Rückmeldung. Das ist man ja als Neuling in einem Forum gar nicht gewohnt!

Vorweg, ich musste jeden Post mindestens zweimal lesen um alles zu verstehen. Ihr seht, ich nix wissen.
Ich denke ich werde auch die Variante mit den parallel geschalteten Dioden umsetzen, einfach weil mir die Ansteuerung über die GPIO zu viel Neuland ist.

Das mit den Bistabilen Relais kann ich mir doch sparen da der MotorController die Motorsteuerung übernimmt, oder? Recht hast du mit dem Schneckenantrieb! Allerdings ist die Klappe der eigentlichen Tür vorgesetzt, also quasi "draußen". Den Schneckenantrieb inkl Motor müsste ich dann außen anbringen, was bestimmt nicht die Beste Idee ist. Bei dem Seilsystem war meine Idee, den motor innen anzubringen und das Seil dann einmal über eine Umlekung nach draußen zu führen. Aber da überlege ich nochmal...

Würdest du mir das mit der Z-Diode erklären? Bahnhof...

Kann ich vor den Motor eine Sicherung setzen, damit mir das Ding bei Überlast - wenn die Klappe mal irgendwie klemmt - nicht in Rauch aufgeht?

PS: Der Schaltplan-Link zunktioniert leider nicht

Gruß und Danke!

**PsiQ** · 11.11.2013, 01:24

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Ich hoffe nun tuts..
Bei mir tut der erste Link jedenfalls auch - evtl cookies abgelehnt?

Die Z-Diode ist nur dazu da, die Induktion des motors zu entladen beim abschalten, und auf 15V zu begrenzen.
Freilauf simpel unipolar geht nicht, weil der motor ja in beide richtungen dreht.
- kommt halt drauf an was noch an der spannung mit dran hängt die dann funkt => Optokoppler zum Steuer-IC tuts auch.

Ohne Schutzmaßnahmen gegen die Inuktivitäten von Motor und Relaisspulen kann dir das Ding theoretisch beim abschalten
nen Impuls mit paar -100V raushauen und deine restliche Schaltung killen.
=> Google/Wikipedia: Freilaufdiode oder Snubber
http://de.wikipedia.org/wiki/Freilaufdiode
http://de.wikipedia.org/wiki/Snubber

Das bistabile Relais würde ich nehmen, weil das nur einen kurzen Impuls braucht.
Ein normales Wechsler Relais müsstest du dauernd bestromen=unnötiger Verbrauch,
und ohne doppel-wechsler geht die schaltung nicht.

Sicherung: Ja, unbedingt! Evtl tuts dir eine selbstrücksetzende,
ansonsten ne passende z.B. ausm KFZ mit 5A, kommt auf den Motor/Spannung an.

**021aet04** · 11.11.2013, 11:49

Ich würde eine Sicherung einbauen und zusätzlich noch einen "Motorschutz" in Software. Du überwachst den Motorstrom und überschreitet der Motor für eine bestimmte Zeit den Strom (Türe ist schwergängig,...) schaltest du den Motor ab (bzw fährst zurück) und sendest eine Meldung an dein Telefon. Du kannst auch eine Meldung an das Telefon schicken wenn die Türe zufahren soll, aber kein Strom fließt (Leitungsunterbrechung, Sicherung defekt, Motor defekt,...).

MfG Hannes