Hallo zusammen,

wie schon in der Überschrift beschrieben, möchte ich für mein neues Becken einen Aquarium-Computer bauen und suche dafür Mitstreiter. Ich habe mit einer C-Control schon einen gebaut und schon ein wenig Erfahrung, allerdings soll der nächste ein wenig leistungsstärker sein (einige Vorstellungen von mir siehe unten).

Zum aktuellen Computer ein paar Eckdaten/Features:
* Funkuhrempfang
* Temperatur messen und schalten einer Heizung (abhängig von der Einstellung: Temperatur tags/nachts)
* pH-Wert messen und schalten eines Magnetventils (mit Nachtabschaltung)
* schalten und dimmen der Beleuchtung (mit Mittagspause bei x% und einstellbarer Dimm-Dauer)
* schalten eines Mond-(Nacht-)Lichtes
* alle Werte können eingegeben werden über eine Tastatur (Ziffernblock)
* Anzeige aller Werte über ein Display mit 2 Zeilen und 16 Zeichen

Der neue Computer soll die oben genannten Fähigkeiten natürlich auch besitzen - und natürlich noch ein bißchen mehr.
Dafür suche ich Leute, die Lust haben, ein solches Projekt mit mir zu realisieren. Vorraussetzung dafür:
* Erfahrung mit Mikrocontrollern
* Erfahrung im Programmieren in C
* Erfahrung mit Schaltungen und Aufbau (OPs, Treiber, Transistoren, usw.)

Das soll jetzt niemanden abschrecken, keiner kann alles können. Und mit ein bißchen Motivation lernt man die meisten Sachen recht schnell dazu. Aber ein gewisses Interesse sollte natürlich schon vorhanden sein.
Die Kommunikation sollte über per Mail, telefonisch oder auch persönlich stattfinden. Erarbeitete Ergebnisse werden in einem Thread ins Forum gestellt.
Außerdem würde ich das gesamte Projekt gerne dokumentieren, damit das Gerät auch später nachgebaut, erweitert bzw. verbessert werden kann.

Folgende Gedanken habe ich mir schon gemacht:
* statt der teuren C-Control wird ein PIC genommen (16F***, 18F***), kostet je nach Ausführung zwischen 2 und 10 Euro
* programmiert in C, C-Compiler ist kostenlos erhältlich
* für den Chip gibt es einen Bootloader, der allerdings einmal reingebrannt werden muß
* handelsübliche Sensoren für pH, Temperatur und Leitwert (können aber auch recht leicht selbstgebaut werden)
* Steckdosenleiste (>8 Plätze), bei der jede einzelne geschaltet werden kann
* dimmen der Röhren über dimmbares EVG 1-10V, DALI Schnittstelle wäre auch möglich, müßte dann aber gesondert programmiert werden
* Einstellungen über Tastatur, vielleicht auch über PC und RS232, Applikation muß dann aber programmiert werden (C++, html, ??)
* Darstellung aller Parameter über ein Display (2x16 oder 4x16), graphisch ist auch möglich, aber deutlich teurer
* Anzahl der Sensoren (wenn mehrer Becken kontrolliert werden sollen) bestimmt natürlich die Prozessorgröße und umgekehrt
* eigentlich kann alles gemacht werden, der Phantasie sind keine Grenzen gesetzt (Strömungspumpen, Regensimulation mit "Plätschern", Alarmsignale -> auch über SMS, ...)

Und genau dieses Projekt würde ich gerne in einem kleinen Team angehen. Start soll im Herbst sein, Fertigstellung am liebsten noch im Winter.
Wenn man Fachleute in allen Bereichen hat, kann man die Arbeit vielleicht noch aufteilen.

So, jetzt die Frage:
Wer ist dabei, wer macht mit???

Gruß,
Martin

P.S.:
ein paar links um reinzukommen:
http://www.ghl-kl.de/Produkte/Aquaristik/index.html sowas soll er alles können
http://www.sprut.de/ eine super Seite über PICs
http://www.ibdoerre.com/aqua sehr gute Ausführung zur Realisierung mit C-Control

Hallo Martin,

ein sehr interessanter Link in dieser Thematik ist auch noch:

http://www.matuta.de

Viel Erfolg
Markus

Hallo zusammen,

wie ist denn hier der Stand? Gibt es schon ein Team?

Ich habe bereits eine sehr einfache Dimmersteuerung selbstgebaut und hätte schon Interesse an einem etwas komfortableren Modell.

Allerdings habe ich von Elektrotechnik und Microcontrollern recht wenig Ahnung, allerdings kann ich programmieren. Bisher nur in Visual Basic (und das recht umfangreich), HTML und etwas PHP, aber ich bin ja auch lernfähig und würde mich auch in C versuchen.

Aber dann erfülle ich immer noch die beiden anderen Anforderungen
* Erfahrung mit Mikrocontrollern
* Erfahrung mit Schaltungen und Aufbau (OPs, Treiber, Transistoren, usw.)
kaum bis gar nicht...

Gruß,
Nadine.

Hallo...

einen Sourcecode für ein C-Control 2 (ist C ähnlich, nur primitiver) könnte ich beisteuern. So als Ideenvorlage oder so.
Temperaturregelung mit Nachtabsenkung
Lichtsteuerung (auf- abdimmen / Mittagspause)
pH-Regelung
Nachtlicht...

80% des Codes ist das Einstellmenü. Die Funktionen sind ziemlich einfach.

Falls jemand Interesse hat, ich könnte das ab nächsten Montag verschicken (ist auf dem Laptop in der Arbeit)

Gruss, und schönes Wochenende
Hardy

Hallo zusammen,

bis jetzt haben sich erst 2-3 Leute gemeldet, für ein kleines Team könnte es schon ein bißchen mehr sein. Ein echter Hardwerker wird noch benötigt... (Platinenentwicklung, Ätzen, usw...):-)

Ich bin gerade dabei, das System mal genauer zu beschreiben, mit mehr Details, Anforderungen usw.
Dann ist es vielleicht leichter, sich zu entscheiden.
Bedenken sollte man von Anfang an, daß das Projekt natürlich einiges an Zeit kostet und auch ein bißchen an finanziellen Mitteln. Gerade für Neulinge auf dem Gebiet, die sich einen gewissen "Grundstock" an Equipment erst zulegen müssen, wie z.B. Lötkolben, Meßgeräte und ein Standard-Sortiment an Bauteilen.

Ich melde mich, sobald die genauere Beschreibung fertig ist.

Viele Grüße,
Martin

Hi Mattin u co.,

also das ätzen könnte ich wenns wäre übernehmen, ich hab das zwar noch nicht gemacht, aber mein Vater, u der hat gemeint, er würde mir dabei auch zur Seite stehen. Wegen entwicklung der Platinen muß ich mal schaun, da gibts ja programme für, da müßte ich mich halt mal einarbeiten.

wie weit bist du denn mit dem zusammenschreiben?

Gruß Markus

Ich könnte euch anbieten mich um ein Gehäuse zu kümmern. Ich bin gelernter Industriemechaniker und zur zeit mitem im studium zum Maschbauer. Mein Vater hat eine Sondermaschienenbaufirma welche öfter Kameraghäuse aus Alu bauen (die sehen echt geil aus). Ich denke er könnte uns in diesem Bereich gute Tipps geben und bei der Zeichnung am Rechner helfen. Zur Fertigun steht mir alles zur verfügung von Bohrmaschiene bis CNC gesteuerten Fräsmaschiene. Der einzige Haken ist das ich ab ende November bis 01.01.06 wenig zeit habe da Klausuren anstehen und meine gesamte Freizeit zum Lernen draufgeht. Währe nett wenn ihr euch dazu melde meine email Simon.Goy@gmx.net.
Gruß Simon

Hi
wenn es um das gehäuse geht könnt ich auch evtl. behilflich sein.
ich arbeit in einem unternehm was gehäuse und systemtechnik betreibt.
wenn ich die masse hätte und ungefähre ausmasse habe könnt ich da auch behilflich sein.

MFG

Hallo zusammen,

es hat wirklich lange gedauert, habe im Moment leider nicht allzuviel Zeit.
Trotzdem schon mal eine Vorabversion, soll natürlich auch noch ausführlicher werden.
Ich habe dann einfach mal zusammengeschrieben, was mir so eingefallen ist. (VORSICHT: langer Text!)
Ist alles ein bißchen durcheinander, aber ein grober Überblick sollte schon möglich sein.
Bei Fragen, Anregungen, Anmerkungen, ... nur zu!

Anforderungen an die Steuerung (im ersten Schritt kommt natürlich nur ein Bruchteil rein, alles was unbedingt im ersten Schritt rein soll, habe ich mit (!) markiert):
* Temperaturregelung (schalten von zwei Heizungen) (!)
* messen des pH-Wert und Regelung (schalten eines Magnetventils) (!)
* schalten und dimmen von zwei Leuchtbalken (über EVGs mit 1-10 Volt Schnittstelle) (!)
* schalten (evtl. auch dimmen) eines Nachtlichts (Mondlichtsimulation) (!)
* messen des Leitwerts
* messen des RedOx (wahrscheinlich nicht ganz so wichtig in der Süßwasseraquaristik)
* Pegelschalter für Alarm (bei externen Filterbecken, Nachfüllautomatik usw.)
* manuelles Ausschalten aller Geräte durch Menue (z.B. beim Wasserwechsel) (!)
* alle Einstellungen durch Eingabe per Tastatur (12-Ziffern Tastatur) (!)
* Uhrzeit evtl. über DCF77 Signal (Funkuhr)
* Ausgabe der aktuellen Parameter auf dem Display (2x16 Zeichen wird wohl reichen, sonst 4x16) (!)
* geänderte Werte sind auch nach Spannungsunterbrechung noch vorhanden (Speicherung im EEPROM) (!)

Um den Chip zu bestimmen, eine kurze Auflistung, was an IO-Anforderungen nötig ist
* analoge Eingänge für
- Temperatursensor (2x)
- pH-Sensor
- Leitwertsensor
- RedOx-Sensor

-> insgesamt 5 ADC mindestens

* analoge Ausgänge (PWM) für
- dimmbar Lampen (2x) - dimmbare EVGs müssen vorhanden sein
- Mondlichtsimulation

-> 3 analoge Ausgänge (lassen sich auch über digitale Ausgänge realisieren)

* digitale Eingänge für
- Tastatur (3*4 Matrixtastatur, braucht also 7 Pins, evtl. parallel mit dem Display betreiben)
- DCF77 Antenne
- Pegelschalter (2x, für Überläufe usw.)

* digitale Ausgänge (Steuerung der Steckdosen) für
- Display (läßt sich mit mit Tricks mit 3 Pins realisieren, ansonsten 11)
- Heizung (2x)
- Magnetventil pH
- Lampen (2x)
- Mondlicht
- Filter (2x)

Insgesamt brauchen (brauchen ist übertrieben, die meisten Features sind "nice-to-have") wir also 5xADC, 3xPWM und gute 20 digitale IOs. Das ist nur eine vorläufige Abschätzung, man muß nachher einfach mal sehen, ob wirklich alle PINs so belegt werden. Für die Anforderungen scheint mir der folgende Chip am besten geeignet:

PIC 16F877 (14Bit-Controller):
Gehäusegröße : 40 Pins
Programmspeicher: 8192 Befehle
RAM : 368 Byte
EEPROM : 256 Byte
I/O-Pins : 33
Timer : 3 Timer
ADC-Inputs : 8
PWM : 2

IOs sind erstmal genug vorhanden, falls der dritte PWM benötigt wird, kann er mit einem digitalen IO realisiert werden. Einige Features kann man ja erstmal einsparen und sich auf die wichtigen konzentrieren. Weitere Vorteile dieses Chips sind, daß er sehr verbreitet ist (damit ist recht viel Hardware und Demo-Software zu bekommen) und bei einem Preis von 6,10 Euro nicht gerade die Welt kostet.
Die Software für den Chip muß mit einem speziellen Brenner in den Chip gebrannt werden. Ein solcher Brenner kostet ca. 50 Euro. Alternativ kann man auch einmalig einen Bootloader in den Chip brennen (lassen), so daß jeder weitere Softwareupdate über eine serielle Schnittstelle passieren kann. Für jemanden, der nie wieder was mit Mikrocontroller machen will, lohnt sich der Kauf eher nicht. Dann reicht es, wenn man jemanden kennt...

Externe Beschaltung/Hardware:
PIC:
Hier ist (s.o.) mein Vorschlag der 16F877. Der kann so ziemlich alles, was wir brauchen und hat noch genügend Reserven, um die gesamte Steuerung mal zu erweitern.

Spannungsversorgung:
Die gesamte Schaltung muß natürlich mit Spannung versorgt werden. Dabei werden mehrere Spannungen gebraucht (wahrscheinlich 5, 10 und 12 Volt), teilweise auch symmetrische (+/- 5 oder 10 Volt) für die Operationsverstärker (OP).
Dazu brauchen wir ein Steckernetzteil (am besten 12 Volt=), nicht zu klein, da nachher alle Bauteile damit versorgt werden sollen. Wenn die Leitstungsaufnahme zu hoch wird, muß halt über 230 Volt und entsprechende Trafos nachgedacht werden. Mithilfe von Festspannungsreglern (7805, 7809, 7810) werden dann die Spannungen eingestellt. Negative (symmetrische) Spannungen lassen sich durch sogenannte Ladungspumpen (Charge pump) erzeugen. Die gibt es als fertige Bauteine und müssen dann nur noch eingebaut werden.
die Spannungen werden gebraucht für:
- Versorgung des PIC
- Versorgung des Displays
- Versorgung der Sensoren und Messverstärker
- Versorgung der Relais zum Schalten der Steckdosen
- Versorgung des/der dimmbaren EVG

Tastatur:
einfache 12er Matrixtastatur, wird direkt mit dem PIC verbunden und die einzelnen Ports dann zyklisch abgefragt

Display:
am einfachste ist erstmal ein 2x16 Zeichen Dotmatrix Display. Läßt sich relativ einfach ansprechen und reicht eigentlich aus, um alle wichtigen Parameter auf einen Blick anzuzeigen.

Lichtsteuerung:
die dimmbaren EVGs haben eine Steuerschnittstelle von 1-10 Volt. Dafür wird der PWM des PIC genutzt (liefert 0-5 Volt) und per OP mit Faktor 2 verstärkt. Für diese Verstärkerschaltung ist also ein OP nötig. Ich habe da immer die TL084 genommen, da sind direkt 4 OPs in einem Gehäuse (brauchen wir ja auch noch für die anderen Bauteile). Das Dimmen sollte dann in der Software logarithmisch gelöst werden, damit es dem Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges angepaßt ist.

Messverstärker:
Die Messvertärker dienen zum Umsetzen des gemessenen Signals. Da muß für jeden einzelnen Sensor die Verstärkerschaltung berechnet werden. pH-Sensoren erzeugen etwa 60 mV pro pH (bei pH7 0mV, sonst +/- der genannten 60mV). Dieser Wert muß also erstmal in den positiven Bereich gehoben werden und dann auf den Messbereich zwischen 0 und 5 Volt verstärkt werden. Ähnlich ist es bei allen Sensoren, deshalb muß jeder einzelne berechnet werden. Teilweise gibt es fertige Sensoren, die die Verstärker schon eingebaut haben. Damit kenne ich mich allerdings nicht aus, ein bißchen Recherche kann da wahrscheinlich unnötig Arbeit verhindern.
Für die Verstärkerschaltung sind im allgemeinen ein paar OPs und Widerstände nötig. Evtl kommen noch Bauteile zum entstören dazu.

Steckdosenleiste:
Die Steckdosenleisten kann eine handelsübliche sein. Allerdings nicht die ganz billige, da diese meist fest verschweißt sind und man dann nicht mehr dran kommt. Auch sollte sie nicht zu klein sein, damit die Relais zur Ansteuerung noch Platz haben.
Verbunden wird die Leiste am besten mit einem Flachbandkabel, ein Kabel mit Westernstecker ist natürlich auch möglich. Dann läßt sich in der Software einstellen, wann welche Steckdose schalten soll. Für den Schaltvorgang werden Relais benötigt, die vom PIC getrieben werden (über eine Treiberstufe).

Software:
aus der Anforderungsliste läßt sich eine grobe SW Übersicht erstellen. Die Software selbst lebt natürlich von und in der Entwicklungsphase. Für den PIC gibt es kostenlose C-Compiler. Die einzelnen Komponenten müssen dann noch detailliert durchgesprochen werden.

Das ist ein grober (wirklich grober!) Überblick über die Schaltung. Das Fehler liegen, wie man weiß, meist im Detail...

Was man haben sollte:
Man kann sich sicher die einzelnen Bauteile immer wieder bestellen, vielleicht hat man auch ein Elektronikhaus vor der Haustür, so daß man sich fehlende Bauteile unkompliziert beschaffen kann. Ansonsten würde ich sagen, daß natürlich Lötkolben und Zinn, Lochrasterplatinen, Kabelverbindungen, Stecker, Buchsen und das ganze diverse Kleinzeug schon vorhanden sein sollte. Auch ist es nicht schlecht, ein kleines Sortiment an Widerständen, Elkos und Kondensatoren griffbereit zu haben. Zuletzt natürlich auch das ein oder andere Meßinstrument und auch ein Netzteil. Eine mehr oder minder eingerichtete Bastlerecke ist also schon von großem Vorteil.
Diese Sachen sind für die Hardware schon erforderlich.
Natürlich ist es möglich, wenn schon gelötet wird, die Arbeit zweimal zu machen, um jemanden zu helfen, der mit den Bauteilen keine Erfahrung hat.
Aber gerade in der Entwicklungsphase, wo alles noch ein bißchen aus Basteln und Probieren besteht, fehlt dazu einfach die Zeit. Aber der Aufbau wird möglichst genau dokumentiert, so daß man den Computer auch nachbauen kann. Und dann ist die Zeit für Hilfe bestimmt wieder da...
Hinzu kommt noch, daß man sich von dem Gedanken verabschieden sollte, hier eine perfekte Aquariensteuerung zu bekommen, die bei 20 Euro liegt. Es wird zwar billiger als die professionellen, aber wenn man die Zeit usw. rechnet, sollte man schon an der Bastelei viel Spaß haben. Sonst wird das nicht funktionieren...

So, das war es erstmal.
Ich hoffe, jeder kann sich ungefähr ein Bild machen, was für Anforderungen und auch Arbeit so ein Gerät macht. Der Preis für Fertiggeräte kommt nicht von ungefähr. Wer also vollkommen neu in diese Thematik einsteigt, sollte sich vielleicht nicht direkt an ein solches Projekt begeben, sondern, sozusagen zum üben, erstmal ein kleinere Projekte machen, wie z.b. eine digitales Thermometer mit Anzeige auf LCD und Steuerung der Heizung.

Einige haben sich ja schon bei mir gemeldet, ich denke es ist möglich ein gutes Team zusammenzustellen. Bitte nimm es mir keiner übel, wenn er nicht von Anfang an dabei ist. Gerade am Anfang ist ein kleines Team deutlich effektiver. Sobald die Erfahrungen dann da sind, wird bestimmt geholfen!

Viele Grüße,
Martin

P.S.: wann es genau losgeht, kann ich leider noch nicht sagen. Ich bin im Moment recht eingespannt, versuche aber alles unter einen Hut zu bekommen. Aber so langsam kommt der Zug ins Rollen - und das Wetter draußen lädt ja quasi ein, am Computer zu sitzen...

Nochmal einige wichtige Seiten zum Einstieg in die PICs:
http://www.sprut.de
http://www.fernando-heitor.de
http://www.mikrocontroller.net

Hallo...

hast dir aber viel Mühe gemacht!!

Ich schreib mal wild durcheinander ein paar Bemerkungen dazu:

- ein 2x16 Zeichen Display wird sehr knapp. Hatte ich auch, aber sehr schnell auf 4x16 Zeichen umgestellt (Besonders bei der Dateneingabe eng!)

- Die Tastatur kann (!) man auch über einen analog-IN-Port machen (12x1 Tastatut, Widerstände). Würde ein paar Digiports sparen.

- Display wäre vielleicht auch über I2C Möglich. Für den Bus gibts einiges Zubehör

- In die Spannungsversorgung würde ich einiges an Energie stecken. Das war bei meiner Kiste das Teil, was alles kaputt gemacht hat. Unbedingt sollte ein 'Trenntrafo' rein. Kein Schaltnetzteil! Bei RS gibts kleine, niedliche Ringkerntrafos...

- Bitte daran denken, dass für den pH-Verstärker keine 0815-OPs gehen! Die belasten die Elektrode zu sehr. Ich hatte da mal einen 'AD549' ausgesucht. Wenn ich mich richtig erinner, kostet der ab so um 40 Euro/Stück.

- Steckdosenleiste hab ich von Conrad welche (keine Ahnung, obs die noch gibt. Müsste ich mal schauen). Relais innen eingebaut (SDS-Relais). Rundkabel mit Kabeldurchführung direkt aus der Leiste.

- Eventuell daran denken, alle Digiports mit Optokopplern zu versehen. Besonders die, die die Relais in der Steckdosenleiste schalten. Wenn da mal was schief geht, brennt nur der Optokoppler durch. Hab ich auch eingebaut. Die PWM-Ausgänge hab ich vorsichtshalber auch mit Optokopplern versehen.

- Wenn ich lange genug suche, finde ich auch noch den Schaltplan für den pH-Verstärker. Für Temperatur (PT100-Sensor) hatte ich was fertiges genommen. Vielleicht finde ich auch noch den Schaltplan für den PWM -> 0-10V Wandler...

- Von den getakteten Spannungswandlern (aus +5V mach -5V) würde ich auch die Finger lassen. Besonders bei den Messverstärkern. Die Spannung rauscht und brummt. Ist für analoge Messverstärker kaum zu brauchen...

So, das wars fürs erste

Vielleicht hilfts weiter...

Gruss, und schönes Wochenende
Hardy

Hallo Hardy,

danke Dir schonmal für das Feedback. Das war sehr konstruktiv!
Versuche mal, zu kommentieren:

- Umstellung auf 4x16 ist kein Problem, den I2C-Bus kenne ich noch nicht, werde da mal einen Blick drauf werfen

- Tastatur über analog IN wäre auch eine Möglichkeit. Mal sehen, wie knapp die Ports nachher werden

- bei der Spannungsversorgung werde ich mal nach den Trafos gucken. Habe ja schon befürchtet, daß zu wenig aus einem Stecker-Netzteil kommt...

- Verstärkerschaltungen: für pH und Temperatur habe ich die schon gebaut, immer mit "normalen" OPs (allerdings nicht die ganz billigen). Klappte bis jetzt tadellos. Müssen nur störunempfindlich sein, da die EVGs ganz schön "Dreck" in die Luft pusten. Und dann, wie Du schon sagst, mit Optokopplern enkoppelt.
Für den PWM einen Verstärker auf 0-10Volt ist nur ein OP mit Widerstand...

- da alle Verstärker im positiven Bereich betrieben werden, ist das mit dem getakteten Versorgern nicht ganz so schlimm. Wenn allerdings über einen Trafo versorgt wird, dann natürlich sofort mit zwei Spannungen.

Vielen Dank für Deine Kommentare.
Würde mich feuen, wenn Du Dich weiter an dem Projekt beteiligen würdest.

Viele Grüße,
Martin

P.S: WICHTIG
bei mir hat sein ein Mitglied gemeldet, der Platinen bis 4-lagig ätzen kann.
Leider habe ich den Namen verschlampt.
Bitte melden...

Hallo zusammen,

ich muß nochmal direkt fragen:

WICHTIG
bei mir hat sein ein Mitglied gemeldet, der Platinen beruflich ätzen kann.

Leider habe ich den Namen verschlampt. (könnte mich selber )
Bitte melden...

Gruß,
Martin

platinen 2lagig ,bohrung bis 0,3mm ,rastermaß bis 0,125 mm das war ich ,durchkontaktierungen sind allerdings nicht möglich da ich keine galvanikanlage habe müßte man mit draht selber löten ist aber kein problem

Hallo Torte,

daaaaaanke!!

Gruß,
Martin

Hallo zusammen,

einfach mal ein kleines Update:
ein Team ist gefunden.
Klein, aber alles Spezialisten auf ihrem Gebiet. Alle anderen werden natürlich auf dem Laufenden gehalten.

Ich versuche alles soweit zu dokumentieren, daß ein Nachbau möglich ist. Hilfestellung wird es dann auch geben.

Gruß,
Martin