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Thema: Morningmate

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Morningmate

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    Am Anfang war die Idee - dann kam der Tee.

    Wenn man Student ist hat man morgens keine Zeit um sich Mate-Tee zu machen. Immer Club-Mate trinken ist nicht gut für die Zähne, außerdem soll man auch nicht so viel Industriezucker zu sich nehmen. Trotzdem muss man wach werden.
    Da bietet es sich natürlich an eine Maschine zu bauen die auf Knopfdruck (Mate)Tee zubereitet. Vollautomatisiert versteht sich, also kein nerviges Teebeutel rauskramen und irgendwo dran machen müssen usw.

    Schnell war klar dass fertige Teebeutel aus verschiedenen Gründen doof sind.
    Sie lassen sich vollautomatisiert nicht gut verarbeiten, sind nicht komplett kompostierbar und letztendlich ist man von den konventionellen Teebeutelsorten abhängig. Bevor dann billig Tee gekauft und der Inhalt entsorgt wird, habe ich mich nach selbstbefüllbaren Teebeutel umgeschaut.


    Teebeutelband mit Testfüllung

    Angelblich aus Bananenfasern hergestellte, druch Hitze (Bügeleisen) verschließbare Teebeutel im Endlosband. Endlosband ist immer besser als Losware, sofern man Dinge automatisieren möchte.
    Ein Endlosband kann man z.B mittels zweier Walzen befördern.
    Wegen der Kissenähnlichen Form der einzelnen Beutelelemente müssen die Walzen dann aber in einer Achse losgelagert werden damit wenn ein Beutelchen ankommt die Walzen nicht klemmen.
    Presst man die Walzen durch ein Gummiband zusammen könnte man daduruch auch gleichzeitig das Drehmoment übertragen. Außerdem presst man den Beutel dann nach dem Brühvorgang zusammen und das Wasser im Beutel entweicht Zweckmäßig. Eine spitzen Idee!

    Kurzerhand hab ich mir also die Studentenversion vom Autodesk Inventor runtergeladen und angefangen die Sache mal zu Papier zu bringen (oder eher zu Bit. Haha..).
    Das ist nun einige Monate her und die Maschine ist in groben Zügen fertig konstruiert. Viele Sachen und Details fehlen allerdings noch, aber ich bleibe am Ball.


    Aktueller Entwicklungsstand - Rechts steht aber schon das Glas




    Magazin

    Zur Funktion:
    Das Band mit den gefüllten Beuteln lagert hinter dem Magazin und wird über die großen Räder nach oben die Rollen befördert.
    Der Beuteltransporter im mittleren Bild ist über den Riemen fahrbar an einer Linearführung befestigt. Diese Halterung übernimmt den Transport der Teebeutel zur Tasse, über einen Motor (nur auf Bild eins zu sehen) und über mehrere Zahnräder werden die Walzen in Drehung versetzt welche das Teebeutelband nach oben fahren. Der Transporter fährt also nun über ein Magazin (monentan sind drei Stück geplant = drei Teesorten) und mittels Servo (rot) fährt das Magazin hoch. Über die Zahnräder an beiden Elementen entsteht eine Form und Krafschlüssige verbindung welche dann das Drehmoment für die Walzen am Magazin überträgt. Es drehen sich dann also alle Vier Walzen und das Band fährt lustig nach Oben.
    Wenn die Perforierung des Bandes genau zwischen beiden Walzenpaaren angekommen ist bzw. der Beutel im Transporter steht, werden die Walzen am Magazin gesperrt (kleiner, Blauer Servo.. die Mechanik dafür muss noch gemacht werden) und der Servo bewegt das Ding wieder nach unten.
    Da nun der Teebeutel oben im Transporter hängt und unten das Band durch die geklemmten Rollen befestigt ist, reißt das Band ab und der Beutel sitzt ganz alleine im Transporter.
    Nun wird er rüber zur Tasse gefahren, die Walzen lassen den Beutel in die Tasse hinab. Nach dem Brühvorgang drehen die Walzen den Beutel wieder hoch und fahren ihn ganz nach rechts, wo er durch ein Loch im Boden der Maschine entsorgt wird.
    Nun kann der Tee entnommen werden!

    Was fehlt? Richtig, kochendes Wasser.
    Dazu ist folgendes geplant: Eine Pumpe pumpt Wasser aus einem Kanister in ein Gefäß innerhalb der Maschine in dem sich ein Tauchsieder befindet.
    Dort wird das Wasser zum kochen gebracht und durch die geiche Pumpe im Rückwärtsgang in die eigentliche Getränketasse gepumpt. Benötigt werden dazu zwei Rückschlagventile und eine Zahnradpumpe. Da die erste Testpumpe bei heißem Wasser wegen sehr kleinen Toleranzen und Ausdehnung der Bauteile klemmte habe ich eine andere bei ebay gefunden.
    Die pumpt zwar heißes Wasser, war aber zu Laut und der Motor gönnte sich mal eben 40W bei 24V. Konsequenz: Weg mit dem China-Motor und ein feiner Faulhaber Motor ohne Untersetzung direkt an die Welle der Pumpe.
    Ein erster Test mit Schrumpfschlauchkupllung war erfolgreich. Weniger Watt, weniger Lärm, mehr Ästhetik.
    Momentan bin ich dabei die Pumpe zu visualisieren:



    Die Kupplung auf dem Bild ist gerade auf dem Weg zu mir, die Halterung um das ganze Ding zu befestigen fehlt noch.

    In Echt

    Obwohl ich außer den Motoren, der Pumpe und Kleinkram von der Maschine noch gar nichts habe, wollte ich trotzdem schon mal die Regelung der Linearführung programmieren. Die Führung samt Schlitten als auch die Gleitlager der Rotationsteile sowie die Energiekette habe ich von Igus kostenfrei erhalten. Vielen Dank! Super Service!

    Mit dem Kram habe ich dann also flott einen rudimentären Testaufbau aufs Holz gezaubert:





    Der Faulhaber Getriebemotor verfügt über zwei Phasenverschobene Zählscheiben. Damit kann man nicht nur die Motorumdrehungen zählen sondern auch die Drehrichtung bestimmen. Der Schlitten fährt zu beginn den Schalter an und merkt sich die Parkposition. Danach kann ich auf dem Verfahrweg sehr genau einzelne Punke anfahren. Auf dem Stück Schiene zählt der Atmega8 über 10.000 Schritte. Über einen Timer werte ich dann auch noch die Zeit zwischen den Impulsen (= Fahrgeschwindigkeit) aus. Das funktioniert auch schon recht gut.
    Was jetzt fehlt ist eine Regelung. Geplant ist das lastunabhängige Fahren einer bestimmten Geschwindigkeit. Über eine zweiten Regler soll dann auch noch die Position geregelt werden. Sicherlich absolut überdimensioniert für die eigentliche Anwendung, aber gut als Einstieg in die Regeltechnik.


    Bohrerlager



    Einen Tauchsieder gibt es auch schon. (1 Euro /Ebay)
    Das Ding durfte nicht zu groß sein damit es in das Gehäuse der Maschine passt. Das Teil ist von der größe Ideal, allerdings handelt es sich um ein Gerät aus den sechziger Jahren. Ein falscher Handgriff und man merkt wie viel 240V bzw 300W sind. Von Isolierung hielt man damals wohl nicht viel.
    Rechnerisch gesehen benötigt das Gerät 4,7 Min um die Wassermenge in der Tasse zum kochen zu bringen, in echt sind es etwas über sechs Minuten. Eine gerade noch erträgliche Zeitspanne.
    Auf dem Bild ist auch der Kasten zu sehen mit dem ich das Gerät über einen AVR steuern kann.

    Das wars fürs erste!

    Wer mir bei der programmierung der Regeltechnik helfen möchte kann gerne mal im Labor vorbeischauen. Weil alleine Basteln doof ist, habe ich den ganzen Kram dorthin gebracht realisiere das Projekt in Bochum. Das Labor ist immer offen für Bastler jeglicher Couleur.
    Veilleicht trifft man sich mal auf eine Mate?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Schönes Projekt!

    Leider ist Bochum ein bisschen zu weit von Hamburg entfernt, sonst würde ich wirklich gerne mal im Labor vorbei kommen!

    Viel Erfolg bei deinem Projekt!
    Crypi

  3. #3
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    Hallo Brantiko

    Wenn ich deinen Tauchsieder sehe, dann stellen sich mir die Haare zu Berge.

    Mal so als Gedanke, man könnte statt dessen doch sicher auch einen modernen Wasserkocker verwenden??

    Mfg Bajuvar
    Bitte habt Geduld mit mir, mit zunehmendem Alter lernt es sich schwerer

  4. #4
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    Hallo!
    So ein Wasserkocher würde nicht in das ästhetische Konzept der Maschine passen. Außerdem habe ich auch kein Platz in dem Gehäuse. Ich werde ein neues Kabel dran machen und dann sollte das gehen.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Willa
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    Ein sehr schönes Projekt! Bin echt gespannt was daraus wird. Halte uns auf dem laufenden! Das einzige was ich überhaut nicht verstehe ist das:
    Wenn man Student ist hat man morgens keine Zeit um sich Mate-Tee zu machen.
    Was bist Du denn für ein Student !? Man kommt höchstens nicht dazu weil schon wieder Zeit fürs Mittagessen ist.... oder weil man abends ja noch feiern gehen wollte...
    Viele Grüße, William
    -> http://william.thielicke.org/

  6. #6
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    Hallo,
    Zitat Zitat von Willa
    Wenn man Student ist hat man morgens keine Zeit um sich Mate-Tee zu machen.
    Was bist Du denn für ein Student !? Man kommt höchstens nicht dazu weil schon wieder Zeit fürs Mittagessen ist.... oder weil man abends ja noch feiern gehen wollte...
    genau das habe ich audch gedacht und hatr mich stutzig gemacht. ich habe den satz ernsthaft zwei mal gelesen, weil ich dacht ich hätte was falsch verstanden.
    die projektplanung sieht so professionell aus, und dann so einen tauchsieder, ich weiß nicht, mit netzspannung und wasser sollte man nicht zu schludrig umgehen, sondern besondere vorsicht walten lassen.
    mfg jeffrey
    ps: hol mir jetzt mal kaffe und keckse für ein zweites frühstück, frühstück um halb 11 bin ich halt noch vom studium gewöhnt, und so schnell geht die umstellung nicht

  7. #7
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    Wenn das Ding auch noch Kaffee macht bin ich glücklich, bin gerade aufgestanden und schlage die Zeitung auf :P

    Was ich nicht ganz durchgeblickt habe, wie dein System mit den Beuteln funktioniert. Füllst du die händisch an und legst sie ins Magazin, oder werden die automatisch befülllt? Und dann abgeschnitten und ins Häferl gehängt oder gleich am Band reingehängt?

    mfg

  8. #8
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    Erase Requenst---------

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Moin!
    Die Maschine kommt ja später in ein Plexiglas Gehäuse. Daher ist das nicht so schlimm wenn einige Dinge unter Umständen beim VDE-Test durchfallen.

    Die Mathe vorlesungen sind immer um 8 Uhr. Mal gucken wie lange ich da noch hingehe. Man nimmt ja doch nichts mit.

    Die Beutel muss ich vorher alle befüllen und in die Maschine legen. Reingehangen wird das Band dann in das Magazin.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    hoi

    Zitat Zitat von Brantiko
    Die Mathe vorlesungen sind immer um 8 Uhr. Mal gucken wie lange ich da noch hingehe. Man nimmt ja doch nichts mit.
    ja also, hast du klar erkannt. dann morgends lieber mate, anstatt mathe

    so, jetzt aber mal wieder konstroktiv zum thema. es geht nicht ob des den richtlinien entspricht, das ist bei mir auch nicht immer (eiegntlich nie) bei den hobbybasteleien der fall, aber die bude sollte ja wegen sowas nicht abbrennen. und jetzt no ne frage zum teekochen. was machst du denn mit den verbrauchten beutel? die sollen dir ja dann hinterher nicht die ganze sache vollsiffen.
    mfg jeffrey

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