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Thema: Raspberry Pi: Brauanlage steuern

  1. #1

    Raspberry Pi: Brauanlage steuern

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    Hallo zusammen.
    Gleich vorweg möchte ich mich entschuldigen, falls dieser Beitrag für dieses Forum unpassend ist. Da dies mein erster Beitrag ist, hoffe ich mal, dass ich mich damit nicht gleich in die Nesseln setze.

    Prinzipiell liegt mir, nach mehreren Tagen der Recherche, eine Große Frage zu meinem Projekt auf dem Herzen.

    Erstmal kurz zu meinem/unseren Projekt:
    Ein Kollege und ich brauen unser eigenes Bier (händisch) und diesen Prozess möchten wir jetzt gerne in einzelnen Teilen automatisieren.
    Unsere Beruflichen Kerngebiete sind Verfahrenstechnik/Metallurgie (Der Kollege) und IT (Ich), hauptsächlich Test und Entwicklung. Was uns fehlt, ist fundiertes Wissen im Bereich der Elektrotechnik, da können wir nur auf unsere Schulzeit und Bücher zurück greifen.

    Was Realisiert werden soll:
    • Eine Temperatursteuerung für die Sudpfanne. Hier haben wir uns drei Temperatursensoren vorgestellt, über deren abgelesene Werte letztendlich das Magnetventil und die Zündflamme an einem Gasbrenner betätigt werden sollen.
    • Auch sollen wieder drei Sensoren nach dem Läutern den Kühlverlauf abgreifen, hier sind keine Aktoren nötig.
    • Es soll ein Rührwerk gestartet und in der Geschwindigkeit geregelt werden.
    • Ein Ventil soll den Ablauf von einem Behälter in den nächsten Behälter steuern. (Einmalig von Zu auf Auf).


    Die Große Frage, die sich uns jetzt stellt, ist:
    Wo lege ich los und welchen Lösungsweg strebe ich am besten für die Steuerung an?

    Als Steuereinheit habe ich an einen Raspberry gedacht, da er klein und handlich ist, wenig Strom verbraucht und erweiterbar ist. Programmierung und Darstellung dürften kein Problem sein (C/C++ bevorzugt), aber alles was in Richtung Elektronik geht, stellt uns vor Probleme.
    Wie greife ich am besten die Temperaturen ab, einzelne Sensoren direkt über GPIO, oder über USB-Seriell Adapter mit einem 1-Wire Bus? Eine Methode, die ich noch gar nicht gehört habe? Für die GPIO-Nutzung gibt es ja auch eine C/C++ Schnittstelle.
    Macht es Sinn, einen Arduino an den Raspberry anzuschließen? Hier sagt ein Buch Ja und das nächste wieder Nein.
    Gibt es vielleicht so etwas wie eine Schutzfunktion für den Raspberry, damit ich ihn nicht sofort bei falscher Verkabelung töte? E-Technik in der Schule ist schon lange her.
    Grade für das Thema der Temperaturerfassung habe ich mehrere unterschiedliche Ansätze gelesen, deren Vor- und Nachteile sich mir nicht ganz erschließen.

    Das Rührwerk würde ich über einen Scheibenwischermotor betreiben, denke ich. Prinzipiell würde ich mal vermuten, dass der sich über einen Transistor mit "angehängtem" Relais schalten lässt. Wie sich da genau die Geschwindigkeit regeln lässt, erschließt sich mir auch nicht ganz. Und wie sich hier wiederum Sachen wie die Drehzahl abnehmen lassen, kann ich nicht mal erahnen, aber das ist auch nicht so wichtig (Mehr Sensordaten == mehr Spaß.).


    Falls jemand von euch einen Tipp hätte, welchen Lösungsweg wir für die Steuerung anstreben sollten, wäre ich wirklich mehr als Dankbar.
    Momentan sind wir irgendwie von den ganzen Möglichkeiten total erschlagen.

    Vielen Dank schon mal und schöne Grüße,
    Lucien

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Rabenauge
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    49
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    1.245
    Ich würde mal sagen, das "bisschen" macht ein Arduino schon mit links-da ist der Pi eher hoffungslos überdimensioniert.
    Und: das Bürschlein will ja erstmal eingerichtet sein- Linux-Erfahrung?
    Brauchste beim Arduino _überhaupt_ nicht- und kannst den ganz schnuckelig in C besprechen.
    Deine drei Temperatursensoren kannst du damit bequem einlesen (auch über den Eindraht-Bus, wenn du das willst), und bissel was schalten und regeln allemal auch noch.
    Motoren regeln kann er natürlich auch- brauchst halt (beim Pi ebenso) nen passenden Treiber dazwischen.
    Display ist da auch noch mit drinne (nicht grad nen 17" TFT), also seh ich keinen Grund, hier mit Kanonen auf Spatzen loszugehen.
    Am Arduino kann man z.B. die Dallas-Eindraht-Sensoren ohne irgendwelchen Zauber dazwischen einfach anschliessen, das geht sogar mit zwei Leitungen schon (Parasit-Modus), da brauchste keine USB-Geschichten für.
    http://www.kriwanek.de/arduino/senso...s-ds18b20.html so zum Beispiel.
    Grüssle, Sly
    ..dem Inschenör ist nix zu schwör..

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    6.186
    Hallo im Forum
    Ein Raspberry Pi ist zwar recht schön, aber hier doch etwas überzogen.
    Ein Arduino Mega tut es dafür lange.
    Wie genau muss die Temperatur sein und wie hoch ist sie. Hier würde sich eventuell ein PT1000 mit Messwandler anbieten.
    Der Arduino Mega hat ADC für die Auswertung integriert.
    Den Motor und Ventile kann man über FET schalten. PWM für den Motor ist kein Problem.
    Visualisierung über ein 4-Zeilen Display ist auch kein Problem.
    Der Arduino lässt sich ganz einfach mit dem AVR-Studio in C programmieren.
    Für genauere Info sind genauere Fragen notwendig.
    Grüsse Hubert
    ____________

    Meine Projekte findet ihr auf schorsch.at

  4. #4
    Vielen Dank euch beiden für die hilfreichen Antworten.
    Linuxsysteme stellen kein Problem dar, das habe ich oben vergessen zu erwähnen.
    Die Temperatursensoren müssten Temperaturen bis knapp 100 Grade erfassen. Der Sollwert liegt zwar knapp über 70 Grad, aber ich will ja nicht, dass die Dinger irgendwie aussetzen, falls etwas mit der Temperatursteuerung nicht klappt.

    Ich werde mich dann an diesem Wochenende mal auf die Möglichkeiten des Arduinos stürzen.
    Auf den Raspberry kam ich eigentlich, da ich den ganzen Ablauf über eine GUI am Monitor steuern und verfolgen wollte, also den Heizverlauf visualisieren, usw.. Auch wollte ich über die GUI Rezepte erstellen und Laden, beides als XML-File. Und eine Alarm-Funktion, wann die nächsten Zutaten in die Flüssigkeit müssen, sollte auch integriert werden.

    Aber wie von euch empfohlen, werde ich mich dann erstmal mit dem Arduino vertraut machen und mich mit den vorgeschlagenen Elementen auseinander setzen.
    PWM sagte mir noch aus der Schule etwas, aber was ein FET ist, musste ich grade erst mal nachschlagen und dass Motoren einen Treiber brauchten war mir auch neu. Dieser ganze Bereich ist für uns weitestgehend Neuland, also vielen Dank noch mal für den Schupser in die richtige Richtung.

    Mir liegt das Buch "Raspberry Pi und Einstieg in die Elektrotechnik" vor, in dem der Author auf sein Buch zum Adruino verweist, das werde ich mir dann morgen besorgen, hoffe ich.

    Vielen Dank noch mal

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Wenn du all das noch mit einbauen willst, dann ist ein Raspi schon OK.
    Du musst bei der Aussenbeschaltung nur aufpassen das der Raspi nur 3,3V und nur einige mA ausgeben kann.
    Beim Motortreiber ist Hardware gemeint.
    Grüsse Hubert
    ____________

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  6. #6
    Oh ok. Dann halte ich doch am Raspi fest.
    Ist es denn empfehlenswert über die GPIO Stecker zu gehen, oder empfiehlt sich hier vielleicht eine andere Art der Verbindung?

    Ich werde mich dann jetzt mal um die Themen Motortreiber und FETs kümmern. Das wird ja alles gut dokumentiert und vor allem wohl auch unabhängig davon sein, wie es vom Raspi angesprochen wird.

    Vielen Dank noch mal.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Entweder eine Platine draufsetzen, wie z.B. Pi-Face, oder mit Wannenstecker und Flachbandkabel auf eine weitere Platine gehen.
    Grüsse Hubert
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