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Dosierer mit HT46F47E und Bewegungsmelder

Das Anwendungsgebiet eines Dosierers ist denkbar breit. Dort, wo eine bestimmte Menge am Stoff hinzugefügt oder abgegeben werden muss, kommt ein Dosierer zum Einsatz. In diversen Formen, manuell oder automatisiert, sind Dosierer in nahezu allen Industriezweigen zu finden.
Unser Dosierer soll Flüssigkeit spenden. Man könnte einen solchen Dosierer als Desinfektions-, Lotion- oder Seifenspender betrachten. Anwendung in einer Bar, um ein Getränk mit einem Extra Zusatz zu bereichern, wäre auch denkbar.
In der Schaltung wird ein Potentiometer für die Steuerung der Taktfrequenz des Mikrocontrollers verwendet. Auf diese Weise können die zeitlichen Abläufe gesteuert werden. Des Weiteren schauen wir uns an, wie eine kleine Wasserpumpe, die gerade 200 mA am Strom zum Laufen benötigt, die gesamte Schaltung durcheinanderbringen und nahezu völlig unbrauchbar machen kann.

Der Mikrocontroller

Der Mikrocontroller nimmt in der Schaltung die zentrale Stelle ein. Das kurze Programm muss lediglich einen Eingang und einen Ausgang in Einklang bringen. In der TPS Ausführung kann der Mikrocontroller per Hand programmiert werden.

Bewegungsmelder

Der kleine Bewegungsmelder VMA314 arbeitet mit 5VDC und gibt bei erkannter Bewegung ein positives Signal ab.

Wasserpumpe

Die kleine Wasserpumpe fungiert in dem Versuch als Dosiereinheit. Die abgegebene Wassermenge wird in der Schaltung via Zeit bestimmt.

Relais-Modul VMA406

Das Relais-Modul VMA406 von Velleman besteht aus einem Relais, Leuchtdiode, Freilaufdiode, Widerstand und einem Transistor. Alle Komponenten sind auf einer Platine 26 x 34 mm untergebracht. Die Höhe des Moduls beträgt 18 mm. Das Relais SRD-05VDC-SL-C verfügt über einen Wechsler, der mit 10A (250VAC / 30VDC) belastet werden kann. Mit der Freilaufdiode werden die Induktionsspannungen, um Störungen zu vermeiden, abgefangen. Mit der Leuchtdiode wird der aktuelle Schaltzustand des Relais signalisiert.

Rückseite

Das Modul ist für 5 VDC ausgelegt. Das Relais schaltet bei einem positiven Signal am Eingang S.

Wechsler-Anschlüsse

Der Schaltplan

Dosierer mit Mikrocontroller und Bewegungsmelder - Schaltplan

Die Testschaltung

Dosierer mit Mikrocontroller und Bewegungsmelder - Testschaltung

Das Programm

         
000 (00h)  C4  Bewegung erkannt?
001 (01h)  90  Keine Bewegung, Springe zurück
002 (02h)  11  Bewegung erkannt, Pumpe EIN
003 (03h)  2A  Wartezeit
004 (04h)  10  Pumpe AUS
005 (05h)  C8  Keine Bewegung mehr?
006 (06h)  31  Immer noch Bewegung, springe -1
007 (07h)  90  Keine Bewegung mehr, springe auf 0

 C4 90 11 2A 10 C8 31 90 
        

Da der Mikrocontroller nur einen Eingang und einen Ausgang verwalten muss, fällt das Programm entsprechend kurz aus. Meldet der Bewegungsmelder eine Bewegung, wird die Pumpe für eine bestimmte Zeit eingeschaltet. Sobald die Zeit abgelaufen ist, wird die Pumpe wieder abgeschaltet. Das ist schon alles. Anstatt eines Bewegungsmelders könnte man jeden beliebigen Sensor einsetzen. Die Wartezeit wird mithilfe des Potentiometers R4 gesteuert. Die Veränderung des Widerstandes verursacht Änderung der Taktfrequenz des Mikrocontrollers. Bei einem Widerstand (R3+R4) von 47 kOhm bekommt man eine Frequenz von ca. 4,5 MHz. Bei 100 kOhm arbeitet der Mikrocontroller mit ca. 2,25 MHz. Die maximale Taktfrequenz, die bei HT46F47E eingestellt werden kann, beträgt 12 MHz. Die Arbeitsfrequenz wirkt sich dann entsprechen auf Länge der EIN-Phase der Pumpe aus.
Die Pumpe wird über ein Relais ein- und ausgeschaltet.
Nach dem Einschalten verursacht die Pumpe Störungen, die die Funktionalität der Schaltung stark beeinträchtigen. Deswegen sind in solchen Fällen stets Entstörungsmaßnahmen notwendig. In diesem Fall übernahmen diese Aufgabe die Komponenten D1, C3 und R5.
In dem Kurzvideo kann man sehen, wie die Schaltung mit und ohne Entstörung funktioniert.

Kurzvideo zur Schaltung

Kurzvideo

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