Thema: Computergesteuert

Hallo ihr lieben,
ich habe mal eine etwas komplxere Frage zum Thema Mikroprozessoren in der E-Technik. Ich habe vor eine kleine Zündanlage für Feuerwerke zu bauen. Hierzu gibt es zwei Möglichkeiten: Die manuelle (mit Schaltern) und die digitale (mit einem Prozessor). Der Aufbau soll folgendermaßen sein: Ich habe 10 Ausgänge (z.B. für Klingeldraht oder LEDs) die jeweils nacheinander mit Strom versorgt werden sollen. Die manuelle Lösung ist ja relativ einfach. Alle Ausgänge Parallel schalten mit jeweils einem Schalter dazwischen. Doch was benötige ich alles für die digitale Lösung (sinnvoll z.B. für 200 Ausgänge). Ich habe C-Control von Conrad entdeckt und mich würde interessieren ob und vorallem wie ich meine Idee damit umsetzen kann.


Beste Grüße und vielen Dank schonmal für eure Hilfe!
m!cro

Hallo microhome,
die C-Control ist wunderschön für den Einstieg in die ControllerWelt und für mehr oder weniger kleine Anwendungen.
Du wirst jedoch nicht drum herum kommen, Dir die gewünschten 200 Ausgänge selber zu 'konstruieren', denn die hat kein Controller und auch keine mir bekannte Platine mit Controller.
Wenn Du schon am Selber-Bauen bist, kannst Du gleich einen µC auswählen, der Dir besser in 'den Kram' paßt. Das ist mit vorgegebenen Platinen nicht so einfach, da die ja möglichst universell sein sollen und nicht speziell für 200 Ausgänge :-)
Über den Aufwand mußt Du im Klaren sein, das ist selbst für langjährige Elektroniker eine Herausforderung.
Und da in der PyroTechnik mit MilliSekunden gearbeitet wird, ist ein schneller µC erforderlich.
Ein Programm mußt Du selbst schreiben, das wirst Du nicht fertig finden.
Mit diesem Programm mußt Du eine Bedieneroberfläche schaffen, die es ermöglicht, jedem Ausgang einen Zeitpunkt oder eine Verzögerungszeit gegenüber dem vorherigen Ausgang zu setzen und zu überwachen.
Die Bedienung würde ich von einem Laptop aus vornehmen, für den auch ein Programm geschrieben werden muß.
Wobei sich dann die Frage ergibt, warum nicht gleich einen Laptop nehmen und z.B. über die Parallel-Schnittstelle 200 Ausgänge ansteuern.
Sicherheitsaspekte gibt es auch noch zu berücksichtigen.
Also, wenn Du Dich immer noch traust, dann krempel mal die Ärmel hoch, da gibt es sehr viel zu tun :-)

Hallo kalledom!
Vielen Dank für diese Information. Ich habe mir jetzt mal ein konkretes Konzept überlegt. Das ganze soll wie folgt aufgebaut werden: Es gibt zwei Module, das Mastermodul und die Slavemodule.

Mastermodul: Dieser Koffer soll 10 Ausgänge zu den Slaves beinhalten, sprich es können maximal 10 Slavemodule angeschlossen werden. Außerdem beinhaltet der Master das Scharfschalteschloss, Kippschalter zum Umschalten zwischen Test und Scharfschaltung sowie den Start-Tippschalter. Außerdem möchte ich noch zwei LEDs (rot scharf, grün test) mit einbauen. Der Master ist sozusagen das Steuermodul. In ihm läuft das Computersystem.

Das Computersystem sollte aus folgendem bestehen: der CC Pro Mega128 und einem USB Modul zum Überspielen des Timecodes sowie einem Backtrack Port für meine Software. Ist das ganze mit diesem System digital überhaupt möglich? Zum Programmieren benötige ich doch sonst lediglich noch das Evaluation Board Mega 128 von Conrad, oder?

Slavemodul: Ein Slavekoffer besteht jeweils aus 100 Klinkebuchsen (Plus und Minus) bei denen jeweils ein Relais vorgeschalten wird. Jeder Slavekoffer hat also 50 Zündausgänge.


Einige Fragen meinerseits:
1. Mit welcher Stromversorgung muss ich rechnen? Reichen zwei 12 V Akkus in Reihe (24 V) um das gesamte System zu versorgen oder muss jedes Modul (Koffer) seine eigene Batterie bekommen?

2. Mit welcher Verbindung kann ich die einzelnen Module verbinden?

3. Reicht ein Prozessor im Mastermodul aus oder müssen die Slavemodule jeweils auch einen Prozessor bekommen?


Ich bin sehr gespannt über eure Meinung und über viele viele Tipps!

Beste Grüße
microhome

Auha, ich habe den Eindruck, Du hast die Ärmel hochgekrempelt und möchtest das wirklich durchziehen ?
Ok, dann sollten erst einmal grundsätzliche Fragen von mir geklärt werden.
Sind die Ausgänge potentialfreie Relais-Kontakte oder wird eine Spannung geschaltet ?
Dann fällt der Begriff Scharfschalteschloss; soll dessen Kontakt verhindern, daß irgend ein Relais anziehen kann ?
Ist der Kippschalter zum Umschalten zwischen Test und Scharfschaltung erforderlich ? Jeder Ausgang könnte doch gleichzeitig eine LED-Anzeige und das Relais ansteuern; das Relais würde nur dann anziehen, wenn das Ganze über das Scharfschalteschloss scharf geschaltet wurde. An den LED-Anzeigen könnte während einem Test erkannt werden, welcher Ausgang aktiv wäre.

Dann schreibst Du

Ein Slavekoffer besteht jeweils aus 100 Klinkebuchsen (Plus und Minus)...

Meinst Du wirklich Klinkenbuchsen (die gibt es in 2-polig und 3-polig in 2,5 - 3,5 - 6,3 mm, die Größe hast Du nicht genannt) oder meinst Du rote und schwarze bzw. blaue Bananenbuchsen mit Polklemme, wo entweder Bananenstecker eingesteckt oder blanke Drähte festgeschraubt werden können ?
Wird eigentlich Plus UND Minus geschaltet, oder nur 1 Pol (welcher) ?

... zum Überspielen des Timecodes sowie einem Backtrack Port für meine Software ...

Wer oder was sagt denn jetzt, welcher Ausgang schalten soll ? Da sollte erst einmal geklärt werden, auf welchem Gerät mit welchem Programm das festgelegt wird.
Ein Möglichkeit wäre: auf einem Laptop wird mit einem Programm festgelegt, wer zu welchem Zeitpunkt 'knallt'. Der 'Knall-Befehl', eigentlich nur eine Ausgangsnummer, wird über eine Schnittstelle (parallel, seriell oder USB) an den Master-Koffer geleitet. Der gibt die Nummer an den richtigen Slave-Koffer weiter. Der Slave-Koffer schaltet dann den Ausgang, abhängig vom Scharfschalteschloss scharf oder nur zum Testen eine LED.

Das mit dem Backtrack Port kenne ich nicht, ich bin ja kein Sprengmeister :-) Das darfst Du kurz erklären.

Die Frage zur Stromversorgung muß etwas später geklärt werden.
Welche Spannung ist an den Ausgängen zum Zünden erforderlich ? Welcher (Zünd-)Strom ?

Die Verbindung der Module sollte erst später geklärt werden. Es muß zuerst festgelegt werden, auf welche Art der PC (oder wer auch immer) die Knall-Nummer an den Master-Koffer leitet und auf welche Art der Master-Koffer den gewünschten Ausgang an die Slave-Kofferüberträgt. Das ist aber auch das allergeringste Problem. Das Problem ist erst einmal, wie werden mehrere hundert Ausgänge / Relais gesteuert ?
Schalten die Relais zum Zünden eigentlich nur kurz ein oder bleiben die nach dem Einschalten an, bis Feierabend ist ?

Die Slave-Module werden wohl auch µC benötigen. Die richtige Nummer muß erkannt und der richtige Ausgang angesteuert werden. Das würde mit nur konventioneller Elektronik viel zu aufwendig.

Noch eine traurige Info: ich bin PIC-Fan, habe allerdings auch ein STK200 und STK500 für AVR's und ich programmiere ausschließlich in Assembler, was bei Master und Slave evtl. auch erforderlich werden könnte, wenn wirklich mit 1ms-Abständen geschaltet werden soll.
Wieviel MilliSekunden ist der kürzeste Schaltabstand ?
Pause :-)

Hey kalledom,
find ich klasse dass du mir dabei behilflich bist. Also ich möchte mal versuchen das ganze im folgenden so einfach wie möglich zu erklären.

In der Pyrotechnik werden meist sogenannte Batterien geschossen. Diese haben eine ganz normale Zündschnur (wie du sie von Silvester kennst). Wir zünden diese jedoch nicht mit einem Feuerzeug, sondern über einen sogannte Brückenanzünder. Er besteht im wesentlichen aus zwei Drähten, die in einer Zündpille zusammengeführt werden. Wenn der Stromkreis nun geschlossen wird (z.B. Anhalten an Plus und Minus mittels AAA Batterie), zündet die Zündpille die Zündschnur der Batterie. Die Zündpille zündet jedoch erst bei einer bestimmten Stromstärke, sprich mittels eines sogenannten Prüfstroms, der kleiner ist, kann getestet werden, ob der Stromkreis an jeder Zündpille geschlossen ist. Somit kann garantiert werden, dass auch jede Zündpille zündet (was ja, gerade bei musiksynchronen Feuerwerken) unglaublich wichtig ist. Schön wäre, wenn die ansprechende Stromstärke (also die, bei der die Zündpille zündet, meist 1.5 A) und die Prüfstromstärke (meist 0.08 A) einstellbar wäre.

Der Schlüsselschalter am Master ist lediglich dazu da, dass der Stromkreis von der kleinen Stromstärke auf die Zündstromstärke umgeschaltet wird. Wenn nun der Startknopf gedrückt wird, läuft das Feuerwerk ab.

Diesen Umschaltknopf braucht man vielleicht gar nicht, das kann man mit dem Schlüssel machen. Darauf zu achten ist jedoch, dass der Prüfstrom nicht länger als max. 5 Minuten anliegen darf. Sinnvoll wäre also, wenn nach dem Drücken des Start-Knopfes im Prüfmodus der Stromkreis einmal kurz durchgeprüft wird. Auf einem Display könnte dann ausgegeben werden, welcher Zünder nicht richtig verkabelt ist.

Wegen der Anschlüsse im Slavekoffer meine ich diese Polklemmen, wo ganz einfach jeweils an rot und Schwarz Plus und Minus von den Zündpillenkabeln angeschlossen werden.

Vom Computersystem her dachte ich mir das folgendermaßen:

Ich schreibe ein einfaches Programm in Delphi, welches mir die Timecode-Datei erstellt, sprich welche Relaisnummer (und damit durch welche Polklemme) soll wann geöffnet werden, sodass ein Strom fließt. Im Prinzip soll das eine ganz einfache Zuordnung werden. Dabei sollte eine Genauigkeit von 100 Millisekunden (1/10 Sekunde) möglich sein.

Beispiel für eine solche Zuordnungsdatei:
0.08 // Prüfstrom
1.5 // Zündstrom
001 - 5200 // erstes Relais zündet nach 5200 ms
002 - 7200 // zweites Relais zündet nach 7200 ms
003 - 10000 // drittes Relais zündet nach 10000 ms usw.

Dabei müssen die Relais nur kurz einmal einschalten und können dann wieder ausschalten.

Diese Datei soll dann via USB an den Flashspeicher im Master (C-Control II von Conrad) übertragen werden. Wenn ich nun wie oben beschrieben den Startknopf drücke, und der Schlüsselschalter auf Test steht, wird kurz der Prüfstrom durch das System gejagt und ein Display im Master (via C-Control gesteuert) sollte mir ausgeben, welche Polklemme nicht richtig verkabelt ist, bzw. an welcher Polklemme es eben ein Problem gibt. Wenn ich den Schlüsselschalter jedoch auf scharf schalte und auf Start drücke, dann zündet der C-Control nacheinander laut Timecode-Datei mit der Zündspannung die Relais. Über den Backtrackport wird eine Information an das Notebook geschickt, welches dann die Musikdatei startet, sodass Feuerwerk und Musik wirklich synchron laufen.

Zum Erzeugen der Timecode Datei lädt der Benutzer die Sounddatei in das Delphi-Programm, lässt die Sounddatei ablaufen und klickt jedesmal, wenn der nächste Zünder losgehen soll. Über Feinabstimmung kann dann noch auf 1/10 Sekunde genau bestimmt werden. Aber das Programmieren mach ich schon, das ist nicht das große Problem. Bissl schwieriger wirds mit dem C-Control, da ich damit noch gar keine Erfahrung hab.

Ich denke 12 Volt sollten an der Anlage anliegen, sprich ein Gel/Bleiakku, wie man ihn im Modellbau findet. Außerdem muss in jedem Fall auch der Widerstand beachtet werden.


Nochmal zusammenfassend
Masterkoffer enthält:
10 IO für die Slaves
Zündschloss
Starttaster (zum Prüfen + Starten)
2 LEDs (rot und grün für Anzeige scharf / prüfen)
C-Control
Display

Slavekoffer enthalten:
1 IO zum Master
wenn nötig µC
50 rote + 50 schwarze Polklemmen

Notebook:
Programm zum Erstellen des Timecodes;
bekommt außerdem Rückmeldung beim Start des Masters im Scharf-Modus und startet die Musikdatei synchron.


Tja, das sieht gut nach Arbeit aus, aber ich denke die lohnt sich und möglich sollte das ganze in jedem Fall sein - was meinst du? Platinen benötige ich in jedem Fall, nicht wahr? Darauf müssen ja die Polklemmen, bzw. die gesamten Masterkoffer-Elemente. Ich schau mal was das ganze so kosten wird.

Freue mich über deine Antwort!
Mit besten Grüßen
m!crohome

Hallo,
jetzt ist mir einiges klarer :-)
Schau Dir mal zuerst folgenden Link an.
Diese Steuerung gibt es mit einer etwas anderen Basis-Platine auch in einer Variante zum Steuern von Magnetventilen im medizinischen Bereich und ist recht universell. Die macht genau das mit Magnetventilen, was Du mit den Zündern vor hast, allerdings nur 8 Stück.
Wenn es Dir egal ist, ob Du PIC oder AVR programmierst, ja dann ist noch die Frage, würdest Du auch in Assembler programmieren ?
Grunsätzliche Routinen sind vorhanden: Timer-Interrupt mit Software-Timern 1ms - 10ms - 100ms - 1000ms, serielle Ein- / Ausgabe, Display-Ansteuerung, ...
Schau mal diesen Link oder diesen Link

Platinen für die Slaves mußt Du so oder so machen (lassen).
Die FAS-Platine ist universell und kann auf viele Ein- und Ausgänge erweitert werden (zusätzliche Platinen).
Du solltest vielleicht mit Zahlen 'jonglieren', die durch 8 teilbar sind (ein Byte). 10 Slaves ist schlecht; 8 oder 16 geht. 50 Ausgänge ist auch schlecht; 32 oder 64 geht.
Ich hätte auch noch eine Platine mit 64 Ein- und Ausgängen. Die war mal für eine konventionelle Modellbahnsteuerung gedacht mit 64 * 64 Ein- und Ausgängen :-)

Es müssen also maximal 8 * 64 = 512 Ausgänge für die Zünder und die gleiche Anzahl Eingänge zum Prüfen auf korrekt angeschlossene Zünder gesteuert und verwaltet werden.
100ms ist eine Ewigkeit. Wie wäre es, wenn Du vom Laptop aus komplett alles steuerst und abfragst, über die serielle Schnittstelle. Es wäre alles für da, allerdings mit PIC :-(

Meiner Meinung nach wird dieses Projekt den Rahmen des Forums sprengen.
Deshalb würde ich vorschlagen, daß Du mir eine PN schickst.
Wer noch Vorschläge oder Fragen hat, kann gerne einen Beitrag schreiben. Von Fall zu Fall kann dann eine Frage beantwortet oder auf PN übergegangen werden. Den Werdegang teile ich auf Wunsch gerne im Forum mit.

Hallo,


was mich mal interresieren würde : wie wird die Sache den finanziell ablaufen? Mit welchen Kosten ist bei 512 Eingängen bzw 512 Ausgängen zurechnen ? Nur mal so ganz grob geschätzt, mit allem " Drum und dran " ?
Habe da echt keine Vorstellung : 10 € , 100€ 1000€ ?

Hallo Anni!
Ja also ich bau das ganze wie oben beschrieben modular auf, das heißt man hat einen Master und maximal 8 weitere Slaves, die jeweils 64 Ausgänge verwalten. Im Moment bin ich bei EUR 328,88 für den Master und EINEN Slave. Dazu kommen aber noch Platine, Platinenbauteile und Kabel. Ich hoffe dass das ganze am Ende nicht mehr als 500 bis 600 Euro kostet.


Beste Grüße
Rene

Hallo,
500 bis 600 Euro für 512 Ausgänge ist wohl etwas sehr tief gegriffen.

Pro Ausgang ein Relais mit 1,5A-Kontakt á 1,50 Euro plus Polklemmen 0,88 Euro = 2,38 Euro * 512 Ausgänge = 1.218,56 Euro. Das sind keine C-, sondern R-Preise ! Mengenrabatt wird es wohl geben.
Die C-Control II Unit kostet 122 Euro, das Application Board 51 Euro.
Dann bedarf es einiger Platinen, die nicht 10 mal per Hand gemacht werden können; Stückpreis einer etwa 200 x 150 mm = 3 dm² großen Platine doppelseitig * 32 Euro = 96 Euro * 10 Slaves = 960 Euro.
Die elektronischen Bauteile, Stecker, Kabel, etc. werden bei ca. 200 Euro liegen.
Ich kalkuliere hier für 512 Ausgänge !!!
1.218 + 122 + 51 + 960 + 200 = 2551 Euro; so ist meine 'niedrig-gehaltene' Kalkulation. Mengenrabatte werden wohl von 'Koffer' und andere noch nicht berücksichte Dinge aufgezehrt.

Im Moment sieht es so aus, als hätte Rene ein Grundkonzept mit der C-Control II.
Für die Ansteuerung von 8 x 64 Ausgängen / Eingängen gibt es mehrere Möglichkeiten:
1. parallel über einen 8 Bit Bus plus 6 Adress-Leitungen plus Read- und Write-Signal. Daran könnten alle Slaves parallel angeschlossen werden.

2. seriell mit Clock und Data für jeden Slave = 2 Leitungen. Nach 64 Takten sind alle Bits übertragen. Hat nicht meine Sympathie, weil bei einer Störung auf der Takt-Leitung 64 Bits falsch ausgegeben werden; fatal.

3. I2C (fast gleich mit 2.) wobei hiermit keine 512 Ausgänge und 512 Eingänge angesteuert werden können. Die Bausteine haben nicht so viele Adressen.

Also, mal nachprüfen, ob die C-Control 8 Ausgänge für Adressen und Read / Write-Signal, sowie 8 Pins für den bidirektionalen Datenbus hat und ob / wie das mit der CC-Software gesteuert werden kann.

Edit: der zweite Schaltplan ist für die Ansteuerung von einem Parallel-Port des PC aus.

Hallo Karl-Heinz,
ich möchte ersteinmal keine Zündanlage mit 256 I/O bauen, sondern lediglich den Master (an den BIS ZU 8 Slaves angeschlossen werden können) und EINEN Slave.

So wie es bei kommerziellen Zündanlagen aussieht, werden Master und Slaves über RS485 verbunden. Da muss ich schauen ob es ein solches Modul für den CC gibt. Ich habe auch gelesen, dass CC gar nicht so das gelbe vom Ei sein soll, sondern das ganze mit einem AVR Controller wesentlich besser und günstiger funktionieren soll. Die Frage ist nun, ob ein solcher Controller 64 Ein- und Ausgänge steuern kann, denn soweit ich das sehe hat er nur 16 Pins.


Beste Grüße an alle E-Fans!
Rene