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mc_oyzo(R)

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08.02.2020,
20:57
 

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA (Elektronik)

Hallo zusammen,
ich möchte auf meiner Modellbahn einen Brand mittels Raucherzeuger (RE) simulieren. Mehr/weniger Rauch ist per vorhandenem Railux (=konfigurierbare PWM) steuerbar. Aktuell steuert die PWM einen FET an, welcher dann die Last schaltet (Grundschaltung entstand mit Eurer Unterstützung hier im Forum)

Nun möchte ich nochmals um Eure Hilfe bitten, folgende Herausforderung habe ich:
So lange Dampf-Fluid im Tank ist, zieht der RE anfänglich ca. 1200 mA. Durch den sinkenden Flüssigkeitsstand wird die Stromaufnahme kontinuierlich weniger bis bei etwa 500 mA* der RE trocken läuft. Dann wird er sehr heiß und es fängt an, ganz fürchterlich zu stinken!

Um das –und Beschädigung des RE zu vermeiden- bräuchte ich ne Lösung, welche mir bei Unterschreitung von ca. 500 mA* (Feineinstellung vorzugsweise per Poty) ein Signal ausgibt. Dieses Signal möchte ich mit einem Rückmeldemodul erfassen, und mit dem Rückmeldebefehl dann die Stromversorgung am RE trennen (durch abschalten der PWM in Railux).

Eingeschaltet wird die Stromversorgung erst wieder, wenn der Behälter wieder gefüllt wurde.
Dennoch wäre wohl zu beachten: Beim Einschalten der Stromversorgung wird der RE ja für einen kurzen Moment ebenfalls unter 500 mA sein, bis er die 1200mA erreicht. Da darf der natürlich nicht ausgeschaltet werden.

Als Rückmelder kämen handelsübliche Rückmelder in Betracht z.B. Uhlenbrock 63350 (üblicherweise wirken die Eingänge gegen Masse, haben jedoch keine Vorwiderstände, dürfen also nicht mit anderen stromführenden Teilen in Verbindung stehen); Es können Taster, Reedkontakte dgl. angeschlossen werden, auch ein Optokoppler EL817 funktioniert (das habe ich getestet).

*Gemessen mit DMM (ohne TrueRMS)

- Raucherzeuger: 12V DC / 1,2 A
- Externe Steuerspannung (6V / 12V / 18V DC) wäre möglich
- PWM: Ca. 50 Hz, Aus/An/32 Abstufungen, mehrere Ausgänge können individuell konfiguriert werden.
- Rückmeldemodul: Uhlenbrock 63350

Ich hoffe auf Eure fachmännische Hilfe, bevorzugt als Schaltbild, damit ich das als Modellbauer das verstehen kann und auf einem Steckbrett nachbauen kann.

Gruß Markus


--
Ich bitte Euch, Antworten so zu gestalten, dass sie für mich als Laie verständlich sind (und kein Programmieren eines Microcontrollers erfordern).
Grundlagenkenntnisse sind vorhanden z.B. einfache Schaltpläne lesen.

Offroad GTI(R)

08.02.2020,
21:56
(editiert von Offroad GTI
am 08.02.2020 um 21:57)


@ mc_oyzo

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» bevorzugt als Schaltbild, damit ich
» das als Modellbauer das verstehen kann und auf einem Steckbrett nachbauen
» kann.
Dies wäre eine Variante.

Kurze Beschreibung.
U1 ist ein 10x Verstärker, welcher den Spannungsabfall über dem Messwiderstand R1 verstärkt (9k erhälst du näherungsweise durch 10k||100k), um den Pegel in einen vernünftigen Bereich zu bekommen.
U2 puffert die Referenzspannung für den invertierenden Schmitt-Trigger U3.
Beim überschreiten von 700mA geht er auf 0V und bleibt dort, bis der Strom 500mA unterschreitet, womit er wieder auf 12V schaltet.
Das musst du dann nur noch der Logik begreiflich machen :-D

bastelix(R)

08.02.2020,
23:26

@ Offroad GTI

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» (9k erhälst du näherungsweise durch 10k||100k),
Das bezieht sich auf R2, oder?

Stone(R)

E-Mail

Leipzig,
09.02.2020,
10:23

@ mc_oyzo

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» So lange Dampf-Fluid im Tank ist, zieht der RE anfänglich ca. 1200 mA.
» Durch den sinkenden Flüssigkeitsstand wird die Stromaufnahme kontinuierlich
» weniger bis bei etwa 500 mA* der RE trocken läuft. Dann wird er sehr heiß
» und es fängt an, ganz fürchterlich zu stinken!
»
Was ist dein genaues Ziel?

1. eine Füllstandsanzeige, welche per Steuerung ausgewertet werden kann?
2. Übertemperaturschutz für den Raucherzeuger?
3. Stromüberwachung des Raucherzeugers?

Es gibt mehrere Möglichkeiten.

In Abhängigkeit von der Temperatur des Verdampfers könnte der 7812 thermisch damit verbunden werden.
Der 7812 hat einen internen Thermoschutz. Übersteigt die Themperatur ca. 150°C schaltet er ab, und
durch den RE fließt kein Strom mehr. (keine Weiterleitung an übergeordnetes System)
Bringt aber nichts, wenn der Verdampfer 200°C benötigt.

Es gibt auch Thermoschalter, welche an den RE angebaut werden können.
Z.B. Thermorex TK24-T02-MG01-Ö200-S185 Bimetallschalter
(sehr einfache Weiterleitung an übergeordnetes System)

Ich persönlich würde eine Füllstandsüberwachung bevorzugen.
Einfach einen Kaltleiter in den Tank werfen. ( vorausgesetzt das Fluid ist nicht-leitend).
Das Fluid kühlt den PTC. Ohne Flüssigkeit steigt die Temperatur des PTC durch den Messstrom.
Der Widerstand wird hochohmig und kann als Signal weiter verarbeitet werden.

matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
09.02.2020,
10:40

@ Stone

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» » So lange Dampf-Fluid im Tank ist, zieht der RE anfänglich ca. 1200 mA.
» » Durch den sinkenden Flüssigkeitsstand wird die Stromaufnahme
» kontinuierlich
» » weniger bis bei etwa 500 mA* der RE trocken läuft. Dann wird er sehr
» heiß
» » und es fängt an, ganz fürchterlich zu stinken!
» »
» Was ist dein genaues Ziel?
»
» 1. eine Füllstandsanzeige, welche per Steuerung ausgewertet werden kann?
» 2. Übertemperaturschutz für den Raucherzeuger?
» 3. Stromüberwachung des Raucherzeugers?
»
» Es gibt mehrere Möglichkeiten.
»
» In Abhängigkeit von der Temperatur des Verdampfers könnte der 7812
» thermisch damit verbunden werden.
» Der 7812 hat einen internen Thermoschutz. Übersteigt die Themperatur ca.
» 150°C schaltet er ab, und
» durch den RE fließt kein Strom mehr. (keine Weiterleitung an übergeordnetes
» System)
» Bringt aber nichts, wenn der Verdampfer 200°C benötigt.
»
» Es gibt auch Thermoschalter, welche an den RE angebaut werden können.
» Z.B. Thermorex TK24-T02-MG01-Ö200-S185 Bimetallschalter
» (sehr einfache Weiterleitung an übergeordnetes System)
»
» Ich persönlich würde eine Füllstandsüberwachung bevorzugen.
» Einfach einen Kaltleiter in den Tank werfen. ( vorausgesetzt das Fluid ist
» nicht-leitend).

Kann man hermetisch versiegeln.

» Das Fluid kühlt den PTC. Ohne Flüssigkeit steigt die Temperatur des PTC
» durch den Messstrom.

Das muß aber dann ein Riesen-Meßstrom sein.

» Der Widerstand wird hochohmig und kann als Signal weiter verarbeitet
» werden.

komische Idee.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes :hungry:

Stone(R)

E-Mail

Leipzig,
09.02.2020,
11:00

@ matzi682015

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» » Ich persönlich würde eine Füllstandsüberwachung bevorzugen.
» » Einfach einen Kaltleiter in den Tank werfen. ( vorausgesetzt das Fluid
» ist
» » nicht-leitend).
»
» Kann man hermetisch versiegeln.
»
» » Das Fluid kühlt den PTC. Ohne Flüssigkeit steigt die Temperatur des PTC
» » durch den Messstrom.
»
» Das muß aber dann ein Riesen-Meßstrom sein.
»
» » Der Widerstand wird hochohmig und kann als Signal weiter verarbeitet
» » werden.
»
» komische Idee.

Siehe https://www.elektronikpraxis.vogel.de/exakte-fuellstandsmessung-mit-kaltleitern-a-185964/

Wolfgang Horejsi(R)

09.02.2020,
11:52

@ matzi682015

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» » Ich persönlich würde eine Füllstandsüberwachung bevorzugen.
» » Einfach einen Kaltleiter in den Tank werfen. ( vorausgesetzt das Fluid
» ist
» » nicht-leitend).
»
» Kann man hermetisch versiegeln.
»
» » Das Fluid kühlt den PTC. Ohne Flüssigkeit steigt die Temperatur des PTC
» » durch den Messstrom.
»
» Das muß aber dann ein Riesen-Meßstrom sein.
»
» » Der Widerstand wird hochohmig und kann als Signal weiter verarbeitet
» » werden.
»
» komische Idee.

So komisch ist die auch wieder nicht. Genau so funktioniert die Tankanzeige (Reserveleuchte) meiner Yamaha.

xy(R)

E-Mail

09.02.2020,
11:57

@ mc_oyzo

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» Raucherzeuger

Gibts darüber nähere Informationen?

Offroad GTI(R)

09.02.2020,
14:15
(editiert von Offroad GTI
am 09.02.2020 um 14:20)


@ bastelix

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» » (9k erhälst du näherungsweise durch 10k||100k),
» Das bezieht sich auf R2, oder?
Jo.
Es können auch einfach 1k und 10k eingesetzt werden, womit sich eine Verstärkung von 11 ergibt. Wenn R5 dann auf 1k8 angepasst wird, liegt die untere Schaltschwelle bei etwa 550mA.

@Markus:
Guck dir doch auch mal den ACS712 (+/-5A Variante, es gibt den auch noch für höhere Ströme) an. Dies ist ein Halleffekt-Stromsensor, welcher eine dem EIngangsstrom proportionale Spannung ausgibt. Zudem erfolgt die Strommessung galvanisch isoliert, er kann also beliebig in der Schaltung platziert werden.

mc_oyzo(R)

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09.02.2020,
15:28

@ Offroad GTI

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

Vorweg schon mal Vielen Dank für die Vorschläge :-)

Ziel: Überhitzung des RE verhindern wegen Gestank & ungewolltem auslöten; ohne Thermofühler, ohne Füllstandsanzeige.

Meine Beweggründe:
Über Schläuche tritt der Rauch auf mehreren Ebenen aus, dazu an einigen Fenstern. Dabei war zu Beginn des Projektes das Problem, dass der Rauch sofort zu Boden sank :-( und das Szenario total unrealistisch wirkte; Zudem zu wenig Füllmenge für einen Großbrand meines Ausmaßes ;-)

Darum wurde eine Eigenkonstruktion geschaffen (sh. Skizze), dem RE wurde der Verdampfer entnommen und in einen eigenen Behälter „im Behälter“ eingebaut. Gehäuse u. Lüftermotor des ursprüngl. RE dienen nun der (Kalt)Luftzufuhr.
Es werden nun Schläuche & Behälter einige Minuten mit Heißluft vorgeheizt und dann erst der Luftstrom über einen Schieber dem dann zugeschalteten RE zugeleitet. Das ganze Szenario funktioniert bereits hervorragend und sieht super realistisch aus – einziges Problem noch sh. Zielsetzung.

Diesen Behälter dicht zu bekommen und zu montieren mit all den Wellschläuchen war eine erhebliche Herausforderung. Ich möchte das Konstrukt daher nicht mehr demontieren.
Daher scheiden für mich Thermofühler od. Füllstandsanzeige eher aus und eine Beschaltung von „außen“ wäre mein absoluter Favorit.

Raucherzeuger: USAR22-454-608-108, steht leider nix für uns brauchbares auf https://www.rd-hobby.de/Catalog/Detail/7283, mehr sagen meine eben gemachten Bilder aus

Bilder u. Skizze: https://filehorst.de/d/dGIEFgEC (man muss ca. 12 Sek. warten)

Mal angenommen, ich verwende die Beschaltung von Offroad GTI
-Kann ich am „Ausgang“ einen Optokoppler anschließen?
-Funktioniert das auch mit der anliegenden gepulsten Stromversorgung (wobei die ursprüngl. PWM wohl d. FET u. Optokoppler verfälscht sein dürfte)?
-kann ich den Strom v. 500mA um +/- 100mA nachjustieren (das müssen Test ggf. noch ergeben)?

Fragen beantworte ich gerne.

Oh, während ich tippe kommt noch was rein… ACS712 klingt interessant… wäre ein Schaltplan möglich?
Wie gesagt, ich bin Modellbauer, kein Elektroniker ;-) und die Fragen v. oben wären wohl auch hier relevant.

xy(R)

E-Mail

09.02.2020,
16:02

@ mc_oyzo

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

Dies ist das Heizelement?



mc_oyzo(R)

Homepage

09.02.2020,
17:04

@ xy

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» Dies ist das Heizelement?
Korrekt, mit den "Borsten" wird das Fluid angesaugt und "oben" verdampft
Aber: Egal wie das aussieht, ich möchte ja nix mehr demontieren müssen...

xy(R)

E-Mail

09.02.2020,
17:10

@ mc_oyzo

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» » Dies ist das Heizelement?

» Korrekt, mit den "Borsten" wird das Fluid angesaugt und "oben" verdampft
» Aber: Egal wie das aussieht, ich möchte ja nix mehr demontieren müssen...

Es ging mir um was anderes. Das ist offensichtlich ein PTC, also kann man die Übertemperaturerkennung ganz einfach ratiometrisch mit einem Shunt und einem Komparator machen.

mc_oyzo(R)

Homepage

09.02.2020,
19:38

@ xy

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» Es ging mir um was anderes. Das ist offensichtlich ein PTC [...]

Hmmm, ich bin auch dafür offen.
Hab mal ein paar Messungen gemacht, dabei die Messtrippe am DMM gleich nach Wegnahme der Spannung eigesteckt.
(RE kalt und ohne Fluid da für Bilder zerlegt)
0V, 0,0A = 5,1 Ohm
4V, 0,5A = 9,2 Ohm
8V 0,7A = 13,7 Ohm (fängt an zu stinken da kein Fluid)

xy(R)

E-Mail

10.02.2020,
09:53
(editiert von xy
am 10.02.2020 um 12:16)


@ mc_oyzo

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

» » Es ging mir um was anderes. Das ist offensichtlich ein PTC [...]
»
» Hmmm, ich bin auch dafür offen.
» Hab mal ein paar Messungen gemacht, dabei die Messtrippe am DMM gleich nach
» Wegnahme der Spannung eigesteckt.
» (RE kalt und ohne Fluid da für Bilder zerlegt)
» 0V, 0,0A = 5,1 Ohm
» 4V, 0,5A = 9,2 Ohm
» 8V 0,7A = 13,7 Ohm (fängt an zu stinken da kein Fluid)

Sieht doch gut aus. Dann lässt sich das so machen wie ich meinte.

Edit: hier noch ein Schaltplan. Die Diode soll die LED eines Optokopplers sein. Und R1 ist dein Heizelement.



xy(R)

E-Mail

10.02.2020,
12:16
(editiert von xy
am 10.02.2020 um 12:17)


@ xy

Raucherzeuger Modellbahn abschalten bei <500mA

kein Text.