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Heizungssteuerung Webasto HL 10011
07.04.2015, 08:57
Beitrag #1
Heizungssteuerung Webasto HL 10011
Hi Leute,
Mir schweben 2 Projekte im Kopf rum welche ich gerne demnächst angehen würde, ist aber schon ewig her das ich an der FH programmiert habe und mit arduino selbst habe ich noch nicht experimentiert.

Projekt 1 wäre das entwickeln einer Steuerung für eine Webasto HL 10011-05 Bundeswehr Heizung.
Hier mal der ersatzteilkatalog der Heizung, die Aufbauanleitung kann ich gerade nicht mehr finden:
http://euroauto.ru/catalogs/HL_10011.pdf

Die originale Steuerung der Heizung ist ein elektromeschanischer klotz, bestehend aus einer Eieruhr mit einigen kontakten zum steuern der zeitlichen Abläufe beim Start und ein paar Relais die für den eingriff der Temperaturfühler und Flammfühler sorgen.
Original wird die Heizung komplett über 24V betrieben, die Glühkerze läuft auf 4V, diese werden über einen großen einstellbaren widerstand von den 24v erzeugt... der Rest wird einfach verbrannt :roll:
Die Heizung tut bei mir als Werkstattheizung ihren Dienst, ich habe 2 Schaltnetzteile im Einsatz, 24V für die Heizung und extra 5V für die Glühkerze...
Deswegen muss ich im Augenblick die Glühkerze extra betätigen... was wiederum oft genug dafür sorgt das ich sie vergesse und sie tagelang glüht .
Auch ist das 24V Netzteil zu schwach für den hohen Anlaufstrom des Motors bei der Originalsteuerung (Vollgas und kleinere stufe über widerstand) so dass ich einen PWM-Regler verbaut habe (20A mit poti von ebay), mit welchem ich die Heizung langsam starten kann.

Die Arduino Steuerung sollte dann folgendes können:
1. Vollautomatische Start Prozedur mit Softanlauf
Einschalten und überwachen der Glühkerze
60s warten-> langsames anlaufen lassen des Motors und betätigen von Kupplung und Sprit Ventil
Überwachen des Flammwächters und bei erfolgter Zündung abschalten der Glühkerze, bei nicht erfolgter Zündung nach einer bestimmten zeit abschalten und wiederholen des Startversuchs. nach drei missglückten Startversuchen Fehlercode ausgeben.
2.Schön wäre die Integration eines kleinen Displays und Fehlerauswertung.
3. Temperaturgeregelter betrieb: Einstellung von motordrehzahl und Lastschieber um eine vorgegebene Temperatur zu erreichen und zu halten.
4. Eigendiagnose: Überwachung von Temperatur, Flamme, Glühkerzenstrom und Motorstrom, bei Fehlern abschalten und Fehlercodeausgabe am Display.
5. Vollautomatische Stopprozedur: Abschalten von spritzufuhr und weiterlaufen lassen des Motors bis Abkühlung unter einen bestimmten Sollwert, anschließend Totalabschaltung des Systems.

an Eingängen wäre nach dem was ich mir überlegt habe:
Ein Drehrädchen mit Taster oder ein Drehschalter für die Bedienung
Ein Temperaturfühler, evtl 2
Der Flammwächter
Stromüberwachung der Glühkerze
Stromüberwachung Motor

An Ausgängen wäre:
Display
PWM-Ansteuerung Haupt-Motor
Ansteuerung eines Modellbauservos (Bedienung der Laststeuerung der Heizung, die ist mechanisch)
Anschalten Glühkerze
Anschalten einer Kupplung für die Kraftstoffpumpe
Anschalten Magnetventil für Kraftstoff

Projekt2 wäre ein Datenlogger für meinen LLK, dazu mach ich aber wohl besser einen zweiten Thread auf.



Vielleicht kann mir ja jemand Tipps zu Sensoren und Aktoren und deren Steuerung geben?
Besonders suche ich Relais Platinen die 15A aushalten, Hinweise zum ansteuern von billig China PWM-boards mit dem arduino (20A)


Grüße,
Thibaut
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07.04.2015, 11:32
Beitrag #2
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
(07.04.2015 08:57)Vinreeb schrieb:  Projekt 1 wäre das entwickeln einer Steuerung für eine Webasto HL 10011-05 Bundeswehr Heizung.
Endlich mal was Interessantes hier.

Zitat:http://euroauto.ru/catalogs/HL_10011.pdf
Witzig, dass man die Unterlagen fuer eine "Bundeswehr-Heizung" ausgerechnet auf einer russischen Seite findet.

Zitat:Die Arduino Steuerung sollte dann folgendes können:...
Das ist je erstmal kein kleines Pflichtenheft. Schau'n mer mal.

Ich wuerde mir zuerst mal fuer jeden Eingang und Ausgang getrennt ueberlegen, wie man das elektrisch mit dem Arduino zusammenbekommt. Dann vielleicht zuerst eine Liste von Mindestanforderungen machen und alles, was nicht ganz unbedingt gebraucht wird weglassen.

Zitat:an Eingängen wäre nach dem was ich mir überlegt habe:
Ein Drehrädchen mit Taster oder ein Drehschalter für die Bedienung
Da gibt es Drehgeber mit Taste. Ich nehme an, Du willst damit z.B. die Soll-Temperatur einstellen.

Zitat:Ein Temperaturfühler, evtl 2
Wenn Du nicht gerade die Temperatur an der Flamme messen willst, dann wuerde ich auch da ein paar DS18B20 empfehlen.

Zitat:Der Flammwächter
Was fuer ein Signal erzeugt der denn?

Zitat:Stromüberwachung der Glühkerze
Stromüberwachung Motor
Fuer einen Arduino muesstest Du da ein Spannungs-Signal mit 0 bis 5V draus machen. Da muesste mal ein Elektroniker was sagen.

Zitat:An Ausgängen wäre:
Display
Das kaeme bei mir immer ganz zum Schluss. Im Prinzip braucht man keins. HC-05 und ein Smartphone sind flexibler. Das ist aber Geschmacksache. Ich wuerde jedenfalls nicht mit dem Display anfangen, da man sich damit gern verzettelt.

Zitat:PWM-Ansteuerung Haupt-Motor
Schau mal nach Mosfet.

Zitat:Ansteuerung eines Modellbauservos (Bedienung der Laststeuerung der Heizung, die ist mechanisch)
Sollte kein Ding sein, man muss nur aufpassen, an welchen Pin man das Servo haengt und welchen PWM-Pin man sonst noch braucht. Servos und PWM verwenden beide Timer, das beisst sich manchmal.

Zitat:Anschalten Glühkerze
Anschalten einer Kupplung für die Kraftstoffpumpe
Anschalten Magnetventil für Kraftstoff
Da Du es durchweg mit niedrigen Spannungen zu tun hat, sollte das mit Mosfets gehen. Allerdngs koennte es sein, dass Du irgendwo Spannungsspitzen erzeugst, da waere dann was galvanisch entkoppeltes besser.

Zitat:Besonders suche ich Relais Platinen die 15A aushalten,
Siehe oben, vielleicht gar kein Relais.

Zitat:Hinweise zum ansteuern von billig China PWM-boards mit dem arduino (20A)
Wenn Du dafuer keinen Mosfet nehmen willst/kannst, dann muesste man sich das Board mal genauer ansehen. Je nachdem, was es genau am Eingang haben will kann das schwierig oder einfach werden. Es gibt z.B. PWM-Regler, auf die darf man keine Spannung geben, sondern man muss sie zyklisch auf Masse ziehen. Dann braucht man noch einen Transistor und ein, zwei Widerstaende.

Gruss,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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07.04.2015, 12:39
Beitrag #3
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
Hi,
was das pflichtenheft angeht, sicher, da hast du recht, würde auch erst mal versuchen die Basisfunktionen zu implementieren eher ich den "schönheitspreis" abräumeSmile

Den Drehgeber mit Taster hat ein Kumpel bei sich verwendet um Menüs zu steuern, ich würde damit im Grunde das selbe tun, also ein kleines Menü zum Start anwählen und anschließend dient das ding zum Solltemperatur einstellen her nehmen. kann man aber auch mit Tastern oder dergleichen machen, da bin ich gerne flexibel so lange der Rest läuft.

Die Temperaturfühler müssen schon ein bischen was abkönnen, original schaltet die Heizung bei 170°C ab also bis 200°C wäre wohl schon angebracht.

Der Flammwächer funktioniert glaube ich einfach mit einer Fotodiode die in ein geschlossenes Röhrchen guckt (Röhrchen glüht = Flamme da) , der kennt nur "An-Aus" denke der müsste auch mit 5V noch funktionieren, original läuft er mit 24V

Zur stromüberwachung: ich habe da so ein Standard - Arduino-Stromsensor im Auge:
Stromsensor

Zur anstreuerung der Hauptmotoren und Ventile/Glühkerze/Kupplung:
Kupplung und Ventil sind induktive lasten die auch in der originalen Steuerung mit freilaufdioden ausgestattet sind, ich nehme an das die schon Spannungsspitzen hervor rufen. Der Motor braucht wenn ich das noch richtig im kopf habe 70W an 24V... mein 12,5A Schaltnetzteil wirft die last ab wenn er anläuft... im augenblick dreh ich ihn beim start damit runter:
PWM-Treiber

Wenn ich das alles mit ein paar mosfets hinkriege wäre das natürlich super, weil schön kompakt. Die 5 V für den arduino würde ich aus dem selben schaltnetzteil holen welches auch die Glühkerze befeuert, so ein Billig-China-Teil mit 20A

Danke und Gruß,
Thibaut
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07.04.2015, 13:00
Beitrag #4
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
(07.04.2015 12:39)Vinreeb schrieb:  Den Drehgeber mit Taster hat ein Kumpel bei sich verwendet um Menüs zu steuern, ich würde damit im Grunde das selbe tun, also ein kleines Menü zum Start anwählen und anschließend dient das ding zum Solltemperatur einstellen her nehmen. kann man aber auch mit Tastern oder dergleichen machen, da bin ich gerne flexibel so lange der Rest läuft.
Vielleicht erstmal einfach nur An/Aus mit fest eingestellter Solltemperatur. So wuerde ich das anfangen. Dazu schoen viele Debug-Ausgaben, dass man sieht, was das Teil so treibt.

Zitat:Die Temperaturfühler müssen schon ein bischen was abkönnen, original schaltet die Heizung bei 170°C ab also bis 200°C wäre wohl schon angebracht.
Ah, ich dachte, Du willst die Raumtemperatur messen. Na dann wuerde ich einen NTC oder sowas nehmen und den ueber einen Spannungsteiler an einen Analog-Eingang anschliessen. So brutal genau braucht das ja nicht zu sein, oder?

Zitat:Der Flammwächer funktioniert glaube ich einfach mit einer Fotodiode die in ein geschlossenes Röhrchen guckt (Röhrchen glüht = Flamme da) , der kennt nur "An-Aus" denke der müsste auch mit 5V noch funktionieren, original läuft er mit 24V
Das koennte dann sogar an einem Digital-Eingang funktionieren.

Zitat:Zur stromüberwachung: ich habe da so ein Standard - Arduino-Stromsensor im Auge:
Stromsensor
Damit ist es natuerlich easy.

Zitat:Zur anstreuerung der Hauptmotoren und Ventile/Glühkerze/Kupplung:
Kupplung und Ventil sind induktive lasten die auch in der originalen Steuerung mit freilaufdioden ausgestattet sind, ich nehme an das die schon Spannungsspitzen hervor rufen.
Die Teile duerften aber nicht so hohe Stroeme haben. In dem Fall dann vielleicht doch besser eins von diesen billig-Relaismodulen.

Zitat: Der Motor braucht wenn ich das noch richtig im kopf habe 70W an 24V... mein 12,5A Schaltnetzteil wirft die last ab wenn er anläuft... im augenblick dreh ich ihn beim start damit runter:
PWM-Treiber
Wenn ich das richtig erkenne ist da ein Mosfet am Kuehlkoerper. Der Rest der Schaltung ist fuer Dich uninteressant, wenn Du da mit einem Arduino rein willst. D.h. nimm einen Mosfet mit Kuehlkoerper.

Gruss,
Thorsten

Falls ich mit einer Antwort helfen konnte, wuerde ich mich freuen, ein paar Fotos oder auch ein kleines Filmchen des zugehoerigen Projekts zu sehen.
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07.04.2015, 14:27
Beitrag #5
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
Hallo Thorsten Smile
Wieder mal danke für die Tipps, du hilfst mir grad echt weiter !
Ich werde es so versuchen:
-Strom Messung mit diesen mini Modulen
-Ansteuerung des Motors über Mosfet... hast du da eine Empfehlung welche Leistungsklasse ich auswählen sollte?
Machen Glättungskondensatoren hinter dem Mosfet sin? Freilaufdiode auch oder?
-Ansteuerung von Ventil und Kupplung über eine Relaisplatte
-NTC für die Temperatur der Heizung
-DS18B20 für die Messung der angesaugten Lufttemperatur (thermostatische Regelung für später)
-Flammwächter mit 5V versorgt und per Digitaleingang überwacht.
- Drehwahlschalter vom Kumpel ausleihen für die Steuerung.
- Evtl Nokia 5110 Display für die Betriebszustände, das liegt gerade bei einem kumpel rum, zusammen mit dem wahlschalter.
- 0815 Modellbauservo für die Laststeuerung, da muss ich noch was möglichst simples suchen.

Langsam nimmt die Hardware formen an Smile

Gruß,
Thibaut
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07.04.2015, 14:44
Beitrag #6
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
(07.04.2015 14:27)Vinreeb schrieb:  Ansteuerung des Motors über Mosfet... hast du da eine Empfehlung welche Leistungsklasse ich auswählen sollte?
Erfahrung habe ich da bisher nur mit der Ansteuerung von LED-Stripes. Das mache ich mit einem IRFZ44N. Ich glaube, der kann Stroeme bis 40A, habe aber gehoert, dass das Teil mit einer Ansteuerung mit nur 5V nicht ganz durchsteuert. Da braucht's doch vielleicht noch was anderes.

Zitat:Machen Glättungskondensatoren hinter dem Mosfet sin? Freilaufdiode auch oder?

Das kann ich nicht so genau sagen. Kondensator kommt mir unnoetig vor. Normalerweise kann man DC-Motoren einfach so per PWM steuern. Ich glaube auch, dass der Mosfet ganz schoen was aushaelt, so dass man ggf. keine Dioden braucht. Allerdings bin ich da nicht wirklich der Experte.

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07.04.2015, 14:51
Beitrag #7
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
Wegen dem ansteuern könnte man ja vorher einen schwächeren Transistor nehmen und mit dem wiederum den IRFZ44N zum durchsteuern bringen?
Wäre zwar dann kaskadiert, aber ich glaube das machen diese Relaisboards auch nicht anders oder? Wenn das klappt und kompakt ist versuche ich das in einer zweiten stufe auch an stelle der Relais, wäre auf jeden fall kompakter als die Relaisgeschichte.
Meist du ein Arduino Uno reicht für das Vorhaben? oder sollte ich mir was größeres holen? Den uno könnte ich von einem Freund ausleihenAngel

Gruß,
Thibaut
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07.04.2015, 16:29
Beitrag #8
RE: Heizungssteuerung Webasto HL 10011
Hi,
klar kann man das auch kaskadiert machen. Es muesste aber auch direkt Logik-Level Mosfets geben, die das schon eingebaut haben.
Es kann sein, dass Dir beim Uno die Pins ausgehen. Da kann man aber auch mit Schieberegister etc. nachhelfen. Ich wuerde trotzdem erstmal mit dem Uno anfangen, dann verzettelt man sich nicht so.
Gruss,
Thorsten

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