Terraduino

Zum Plan: ich baue mir einen Steuercontroller für das neue Terrarium. Und zwar aus folgenden Gründen:

- ich brauche Anschlüsse für 6 Stromkreise und 1 Eingang und Schalter dazu. Die derzeitige Lösung mit Standardelektroschaltern und Steckdosen ist über 1 Meter breit, schwer, klobig und nicht erweiterbar.
- es soll also klein sein
- ich will jeden Stromkreis getrennt programmiert ansteuern können
- man muss auf manuell umschalten können, um an der programmierung vorbei Stromkreise ein- oder auszuschalten
- Programme sollen die tatsächlichen Sonnenauf- und Untergänge berücksichtigen
- es soll anhand aktueller Temperatur in Stromkreise eingreifbar sein
- komerzielle Lösungen sind zu teuer und zu unflexibel
- ich bin immer darauf aus, was neues zu lernen
- it's nerd stuff - so no more questions!

So viel dazu. Hier die Liste der Teile, die ich verwende. Ich kann, falls das wen interessiert, die einzelnen Teile auch verlinken (wo man die also herkriegt):

- Arduino Mega - das ist ein programmierbarer Micorcontroller mit 54 Eingängen, USB-Anschluss und 9V Stromversorgung. Ist allein lauffähig, muss aber programmiert werden.

- Arduino Ethernet Shield - den steckt man auf den Mega obendrauf (das System ist stackable, stellt Euch den Shield als ein Plugin vor), damit wird der Controller übers Netz steuerbar.

- 8-Kanal-Relaisboard - kann pro Kanal 230V/10A/300W schalten, kann man über Steuerpins an den Arduino anschliessen und von da ansprechen.

- RTCTimer DS1307 - das ist im Prinzip nichts weiter als eine Uhr. Das Teil musste ich selber zusammenlöten, was ein Spass. Wofür ich die Uhr wohl brauche, sollte klar sein :)

- DHT22 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor - auch klar wofür der ist.

- 7 Kippschalter mit Status-LED - einer ist zur Umschaltung von Auto auf Manuell gedacht und die anderen 6 für die Stromkreise zur manuellen Steuerung

- Laborplatine - das ist eine Platine auf die man Elemente löten kann, die bereits fertige Segmente geschaltet hat. Man muss sich also nicht extra selber eine Platine ätzen.

- 2.54mm-10-fach Sockel - die kann man auf die Platine löten und da wiederum Steckbrücken (Kabel mit festen Enden) stecken um Pins zu verbinden oder Stecker einstecken. Die nehm ich zur Pinverschaltung von der Laborplatine zum Arduino und dem Relais.

- 2.54mm-5-fach Stecker mit Sockel - die Sockel kommen auf die Platine, in die man die Stecker tun kann. Die Kabelenden werden mit Kabelschuhen versehen, die ich auf die Schalter stecken kann.

- Widerstände - um die LEDs in den Schaltern anzusteuern, muss man einen Widerstand davor schalten und für die Schalter selbst braucht man sogenannte Pushdown-Widerstände.

- Litze - diverse Kabelrollen in verschiedenen Farben

- Gehäuse - hier hab ich mir den Luxus gegönnt und mir ein fertiges geleistet. 30cm breit, 15cm hoch und 20cm tief. Da passt alles rein und es sieh nachher aufgeräumt und nicht nach Frickelkram aus (was das Projekt ja zweifellos ist).

- Einbausteckdosen - das sind kleine Steckdosen, die man in Gehäuse bauen kann. Gibts nicht im Baumarkt

- Starkstrom-Bussystem - hört sich schlimm an, das sind aber nur sowas ähnliches wie Listerklemmen, nur grösser und mit mehr Anschlüssen. Da kann ich dann vom Stromeingang die Masse in einen Anschluss reintun und von den anderen Anschlüssen zu den Relais gehen. Die sind also alle verbunden. Brauch ich also 3 Stück von: Masse, Null und Erde - klar.

- PC-Speaker - mit dem gedenke ich einen Alarmton zu erzeugen, wenn die Terrarientür zu lang auf ist und die Temperatur zu weit gesunken ist.

Das hört sich alles recht durchdacht an. Ich muss dazu allerdings sagen, dass ich da schon einige Wochen Recherche gebraucht habe. Ein Kollege (Amateurfunker) hat mich ausserdem beraten. Ich hab auch noch mehr Kram da, z.b. diverse LEDs, ein Breadbord usw, damit ich rumspielen kann. Schliesslich hatte ich bis dato von Elektronik null Ahnung.

Ach, sehr zu empfehlen ist ein Buch, das ich derzeit die ganze Zeit studiere und das mir sehr geholfen hat: "Die elektronische Welt mit Arduino entdecken" von
Erik Bartmann, O'Reilly Verlag. Den Verlag kenne ich, das ist mein Leib- und Magenverlag was Softwarebücher betrifft. Klasse Sache, das.

Anbei noch ein paar Bilder vom aktuellen Stand:

Im letzten Bild sieht man das fertige Innenleben. Oben befinden sich die 220V Steckdosen, 6 Stück für Ausgänge, 1 für die Stromversorgung. Links davon der Port für den Lüfteranschluss, daneben der Port für den Sensoranschluss (Temperatur und Luftfeuchtigkeit). Darunter erkennt man den Arduino Mega mit dem Ethernetshield obendrauf. In der Mitte das schwarze ist ein Brett per hochkant montiert, darauf befindet sich ein PC Speaker (unter den Kabeln der Steckdosen verborgen) und auf der anderen Seite die Relais-Platine mit 8 Channeln. An der rechten Seite des Bretts ist der Trafo aus einem alten Motorola Netzteil montiert, mit dem ich den Lüfter mit Spannung versorge, gesteuert via Relaisport. Die grünen und blauen Schienen sind Starkstrom Busschienen, auf denen Erde, Null und Phase der 220V Spannung geschaltet sind, das erspart eine Menge Kabel und Gefrickel. Unten unter all den Kabeln befindet sich die gelötete Platine, das ist eine Laborplatine, auf der hab ich Widerstände und Steckverbinder aufgelötet, das Teil ist also demontabel und erweiterbar. Ganz unten sieht man die ganzen Schalter, es gibt 7 davon, einer ist der Wechsler zwischen Automatik und Manuell und die anderen 6 sind für die manuelle Schaltung der Stromkreise. Ausserdem ist da noch eine Status-LED verbaut, auf der Frontplatte ganz rechts, sieht man leider kaum auf dem Bild.


Den Source veröffentliche ich unter https://github.com/TLINDEN/TerraDuino. Ich habe alle Teilfunktionen fertig programmiert und am Gerät getestet (zu finden im Unterverzeichnis "unittests"). Ich muss nun nur noch die Einzelfunktionen miteinander verheiraten.

Weitere Details sind im TCS-Forum zu finden (Anmeldung erforderlich).

Bild: Terraduino Innenleben
Terraduino Innenleben (April 7, 2012, 6:22 p.m.)
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Bild: Die gelötete Platine mit den Schaltungen
Die gelötete Platine mit den Schaltungen (April 7, 2012, 6:22 p.m.)
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Bild: Ansicht der Rückseite mit den Anschlüssen, der Lüfterport fehlt hier auf dem Bild noch
Ansicht der Rückseite mit den Anschlüssen, der Lüfterport fehlt hier auf dem Bild noch (April 7, 2012, 6:23 p.m.)
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Bild: Ansicht der Front
Ansicht der Front (April 7, 2012, 6:24 p.m.)
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07.04.2012 18:19 CC0 technik terrarium Terrarium

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