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[i] Drehzahlüberwachung mit Lecksensor

In diesem Forum könnt ihr gute Ideen, die ihr bei euren Wakü- und Modding-Projekten umgesetzt habt zur Diskussion stellen. Ziel ist ein Art Ideen-Datenbank


Antwort
[i] Drehzahlüberwachung mit Lecksensor 
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Alt 14.09.2007, 23:24   Post #1
Elektronik-Guru
 
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Beiträge: 351

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Standard [i] Drehzahlüberwachung mit Lecksensor

Mit der „Drehzahlüberwachung“ ist es möglich ein Tachosignal auszuwerten. An diese Schaltung kann man einen PC-Lüfter (dreipoliger Stecker) oder auch einen Durchflussmesser anschließen. Es können allerdings nur Durchflussmesser angeschlossen werden die man auch direkt auf dass Mobo stecken könnte (PWM Signale können nicht ausgewertet werden). Zusätzlich zu der Tachosignalauswertung gibt es auch noch einen „Lecksensor“ Eingang, mit dem es möglich ist Wasser im PC zu erkennen. Die Anzeige erfolgt Hardwareseitig über zwei Schaltausgänge mit je 12V / 500mA Schaltleistung. Ausgang 1 ist für eine „blaue LED“ vorgesehen (oder ähnlich) und stellt den „Normalen Zustand“ dar. Ausgang 2 ist für eine „rote LED“ vorgesehen (oder ähnlich) und stellt den „Alarmzustand“ dar. Im normalen Zustand ist die blaue LED eingeschaltet (die rote LED ist aus) und wenn ein Alarmparameter erreicht wird, wird die rote LED eingeschaltet (und die blaue LED aus). Zusätzlich ertönt ein akustisches Signal im Alarmzustand und alle relevanten Daten werden über die RS232 ausgegeben. Durch die Datenausgabe über die RS232 ist es möglich dass „Open-Micro Temperatur-Tool“ anzusteuern und man kann so die Messdaten auch noch am Bildschirm einsehen.

Material und Werkzeigliste
- Die Elektronik dieser Schaltung
- einen Durchflussmesser oder einen PC-Lüfter
- Anzeige LED’s, rot und blau mit Vorwiderstand für 12V (oder ähnlich)
- Lötkolben und Lötzinn
- diverse Kabel
- Filterpapier (Kaffee Filter oder ähnlich)
- Nähgarn
- Salzwasser (Kaliumclorid Lösung)

Zuerst einmal muss eine Leiterplatte nach diesem Schaltplan erstellt werden.



Wie man sich so eine Leiterplatte herstellen kann wird hier beschrieben. http://www.meisterkuehler.de/forum/i...erstellen.html (Weiter unten stehen die erforderlichen Daten auch zum Download bereit.) Danach wird die Leiterplatte nur noch bestückt und damit hat man den schwierigsten Teil auch schon hinter sich gebracht.



Herzstück dieser Schaltung ist die Open-Micro. Die OM ist ein 8-Bit Mikrokontroller der in Assembler oder in Basic programmiert werden kann. Standardgemäß kann die OM nur 8-Bit Zahlen verarbeiten (0 bis 255), aber es gibt ein Assembler Modul mit dem es möglich ist auch 16-Bit Zahlen zu verarbeiten. Damit ist es sogar möglich durch einen „Multiplikator“ die RPM Drehzahl direkt über die RS232 auszugeben.

Nach dem die Schaltung fertig aufgebaut ist muss erst einmal dass Basic Programm auf die OM aufgespielt werden. Die Schaltung wurde so entworfen dass man dafür kein extra Starter-Board benötigt. Auf der Platine befindet sich ein HOST-Jumper und der Muss jetzt erst einmal geschlossen werden.



Danach wird die Verbindung zu RS232 hergestellt. Wer keinen COM-Anschluss mehr besitzt kann auch einen „RS232 zu USB Adapter“ dazwischen schalten. Und erst jetzt wird die Schaltung mit Strom versorgt (Verbindung zum Netzteil herstellen). Nun befindet sich die OM im HOST-Modus und sie kann programmiert werden. Damit man sich nicht erst in die OM Materie einarbeiten muss, habe ich auch noch ein Install Programm erstellt. Einfach die Install.exe starten und dass Basic Programm wird auf die OM übertragen.



Man muss nun legendlich den COM-Port auswählen und dass Basic Programm wird übertragen und auch gleich gestartet. Anschließend öffnet sich ein Terminal Programm und man kann gleich sehen ob die OM auch Daten über die RS232 sendet (nach Ablauf der RS232 Sperre). Wird dass Basic Programm zum ersten Mal aufgespielt, empfiehlt es sich umgehend den Menü-Taster zu betätigen, da die OM noch keine „voreingestellten Daten“ besitzt. Ich habe den Menü-Taster bei mir gleich mit in die RS232 Buchse eingebaut.



Da man den Menü-Taster nur sehr selten benötigt wollte ich ihn auch nicht mit auf der Frontseite verbauen. Nach Betätigung des Menü-Tasters erscheint ein Einstellungsmenü im Terminal Programm.



Mit Hilfe dieses Menüs kann so jede erdenkliche Konfiguration eingestellt werden um die Schaltung an alle möglichen PC-Lüfter und Durchflussmesser an zu passen. Für den ersten Betrieb empfehle ich folgende Einstellungen:

* Hallsensor Torzeit = 50
* Multiplikator = 10
* Alarmwert Hallsensor = 0
* Alarmwert Lecksensor = 0
* RS232 Sperrzeit = 5

Hallsensor Torzeit
Mit diesem Parameter wird die Messzeit eingestellt. Hierbei entspricht 50 = 1 Sekunde. Zulässig sind Zahlen zwischen 50 bis 250. Damit kann die Torzeit auf 1 bis 5 Sekunden eingestellt werden. Die OM kann Standartgemäß nur Zahlen von 0 bis 255 verarbeiten. Wen bei einer Torzeit von einer Sekunde z.B. ein Wert von 100 angezeigt wird, dann würde ich die Torzeit auf 50 (gleich 1 Sekunde) stehen lassen. Wirt dagegen nur z.B. ein Wert von 5 angezeigt, dann würde ich die Torzeit auf 250 (gleich 5 Sekunden) erhöhen. Die Ausgabe über die RS232 ist mit der Torzeit gekoppelt. Steht die Torzeit auf 50, so werden die aktuellen Daten jede Sekunde über die RS232 zum PC gesendet. Steht die Torzeit hingegen auf 250, so werden auch nur alle 5 Sekunden Daten gesendet. Die Gleiche Zeitverzögerung gilt auch für den Lecksensor.

Multiplikator
Mit diesem Parameter können die gemessenen Tachoimpulse künstlich aufgeputscht werden. Zulässige sind Zahlen zwischen 1 bis 100. Es ist so also möglich annährend die „Umdrehungszahl pro Minute“ zu ermitteln.

Alarmwert Hallsensor
Mit diesem Parameter wird der Alarm-Schwellwert vom PC-Lüfter / Durchflussmesser festgelegt. Wenn z.B. ein Tachosignal von 100 der normale Betrieb ist, so kann der Schwellwert auf z.B. 95 eingestellt werden. Sinkt dass Tachosignal dann unter 95, so wird die blaue LED ausgeschaltet und die rote LED wird eingeschaltet und es ertönt ein Warn-Ton. Dieser Zustand bleibt solange erhalten bis dass Tachosignal wieder über 95 liegt. Die Reaktionszeit dieser Alarmmeldung ist auch abhängig von der Torzeit. Kleine Torzeit = schnelle Reaktion. Bei Alarmwert = 0 wird die komplette Alarmfunktion deaktiviert. Es wird dann weder eine Fehlermeldung über die RS232 gesendet, noch wird dass akustische Signal aktiviert und auch die rote LED wird nicht eingeschaltet.

Alarmwert Lecksensor
Mit diesem Parameter wird der Alarm-Schwellwert vom Lecksensor festgelegt. Hier gilt die gleiche Beschreibung wie beim „Alarmwert Hallsensor“.

RS232 Sperrzeit
Mit diesem Parameter wird beim Start der Schaltung die Ausgabe über die RS232 verhindert. Dieses ist bei booten des PC’s wichtig, da Windows ansonsten versehentlich ein RS232 Gerät erkennt und dann versucht irgendwelche Treiber zu installieren – muss nicht sein. Zulässig sind Zahlen zwischen 5 bis 60. Auch diese Zahlen sind von der Torzeit abhängig. Ist die Torzeit auf 50 eingestellt und die RS232 Sperrzeit auf 5, dann wird in den ersten 5 Sekunden nichts über die RS232 gesendet. Steht die Torzeit hingegen auf 250 und die RS232 Sperrzeit auf 5, dann wird in den ersten 25 Sekunden nicht gesendet. Man sollte diese Sperre so einstellen dass die Schaltung erst Daten über die RS232 sendet wenn Windows komplett hochgefahren ist.

HOST-Modus
Wenn bis hier her alles so verlaufen ist wie beschrieben, dann kann der HOST-Jumper wieder entfernt werden (Jumper offen). Der HOST-Jumper wird nun nicht mehr benötigt und er darf beim anlegen der Spannung auch nicht mehr geschlossen sein. Alle relevanten Änderungen können nun über dass Menü eingestellt werden. Wenn sich jemand ein eigenes Basic Programm schreiben sollte und den Menü-Taster versehentlich herausprogrammiert, dann kann man aber mit dem HOST-Jumer jeder Zeit mein Programm neu aufspielen. Es spielt keine Rolle ob der HOST-Mode über den Jumper oder dass Menü eingeleitet wird, wird der Host-Mode aufgerufen dann arbeitet die OM dass Basic Programm nicht mehr weiter ab (es wird auf ein neues Basic Programm gewartet). Weitere Einzelheiten zum HOST-Modus könnt Ihr der OM-Doku entnehmen.

Nachdem die Schaltung erst einmal mit der Voreinstellung konfiguriert wurde ist es nun Zeit sich um die Lecksensoren zu kümmern. Als Sensoren könnte man alles Mögliche verwenden, wichtig ist nur dass die Kontakte im Wasser leitend sind. Da destilliertes Wasser aber nicht leitet habe ich mir hier auch etwas einfallen lassen. Die Basis hierfür ist eine zweiseitig beschichtete Leiterplatte.



Um unnötige Korrosion zu vermeiden habe ich die einzelnen Leiterbahnen verzinnt. Anschließend wird dass Filterpapier benötigt. Dass Filterpaper wird nun in Salzwasser eingetaucht und anschließend um die Leiterplatte gelegt. Und darum wird nun dass Nähgarn gewickelt.



Jetzt muss der Lecksensor noch eine weile trocknen. Anschließend werden noch die Kabel angelötet und die Lötpunkte werden mit Klebeband isoliert.



So wie der Lecksensor vollständig ausgetrocknet ist kann er eingebaut werden. Wer möchte kann auch mehrere Lecksensoren parallel zusammen schalten. Durch dass Nähgarn ist der Lecksensor elektrisch gesehnen isoliert und er kann an alle erdenklichen Stellen im PC verbaut werden. Damit ist der Lecksensor erst einmal fertig…

Damit ist soweit alles fertig und die Schaltung kann verdrahtet und in Betrieb genommen werden. Die rote und blaue LED dient nur zur optischen Anzeige. Wer diese Anzeigen nicht benötigt kann die LED’s auch weg lassen. Der Durchflussmesser (oder PC-Lüfter) kann im laufenden Betrieb angesteckt werden. Nach einer kurzen Zeit sollte dann der Tachowert (Tacho = ) im Terminal Programm angezeigt werden.



Anhand des Tachowertes kann nun der „Alarmwert Hallsensor“ eingestellt werden (mit Hilfe des Menüs). Im Beispiel liegt der Tachowert so ca. bei 11. Daher habe ich den Alarmwert auf 8 eingestellt. Dass würde also heißen wenn ein Tachowert von 7 erreicht wird dann wird Alarm ausgelöst. Genau so wird nun auch der Lecksensor eingestellt. Im Beispiel liegt er bei 135 und ich habe ihn auf 100 eingestellt. Wenn man noch möchte kann man den „Multiplikator“ auch noch einstellen. Die Schaltung besitzt noch ein weiteres Kabel „CPU Tacho Mobo“. Dieses Kabel kann auf den Lüfteranschluss vom Mobo gesteckt werden und dadurch wird nun dass Tachosignal auch zum Mobo übertragen. Mit Hilfe des „Multiplikators“ (im Menü) kann man nun annährend die beiden Werte aufeinander abgleichen.



Man kann sich aber auch seine eigenen Werte zusammenstellen, je nach dem wie man es haben möchte. Damit funktioniert soweit alles und nun geht es zum Feintuning. Für mein anderes Projekt http://www.meisterkuehler.de/forum/a...-kuehlung.html (Passive PC Kühlung) haben wir schon einmal ein „Open-Micro Temperatur-Tool“ geschrieben. Dieses Tool wird nun einfach umkonfiguriert und damit kann es jetzt die gesendeten Daten der OM anzeigen. Dass OM Tool ersetzt jetzt so zu sagen dass Terminal Programm. (Änderungen der Einstellungen müssen auch weiterhin im Terminal Programm vorgenommen werden.) Und so sehen jetzt die Daten aus, die über die RS232 gesendet werden.



Dass OM Tool kann aber wesentlich mehr als nur die aktuellen Daten anzeigen. Dazu gehört unter anderen eine Datenaufzeichnungsfunktion. Diese ist ganz praktisch wenn man nachvollziehen möchte ob eventuell ein Fehler aufgetreten ist. Und so könnte ein Fehlerfall aussehen wenn der Durchflussmesser abgezogen wird.



Wenn die Datenaufzeichnung aktiviert ist, dann wird auch diese Fehlermeldung mit abgespeichert. Und so könnte ein Fehlerfall beim Lecksensor aussehen.



Dass OM Tool könnte sogar so konfiguriert werden dass bei der Anzeige „Wasser im PC“ der PC ohne nach zu fragen herunter gefahren wird. Man könnte aber auch externe Programme oder Sound-Dateien aufrufen, oder auch nichts unternehmen. In der Doku zum OM Tool wird genauer beschrieben was alles möglich ist…

Ich habe diese Schaltung nun schon ein paar Tage im Betrieb und sie funktioniert tadellos. Wer möchte kann sich auch noch dass dazugehörige Projekt anschauen. http://www.meisterkuehler.de/forum/v...-eigenbau.html

Alle erforderlichen Daten wie Schaltplan, Layout, OM-Doku, Install-Tool, RS232-Tool usw. können hier herunter geladen werden. (ca. 2,6MB) http://www.pcfilter.de/Hallo1001/Sch...n/Drehzahl.zip

Und wer Lust bekommen hat sich mit der Open-Micro etwas mehr zu beschäftigen, der kann hier alles über die OM Kontroller erfahren. http://om.dharlos.de/ Es gibt übrigens auch noch andere OM Kontroller die mehr I/O-Ports besitzen.

LG Jens

Edit:
Für den Lecksensor sollte unbedingt Kaliumclorid Salz verwendet werden. Dass normale Speisesalz (Natriumclorid) zieht dass Wasser aus der Luftfeuchtigkeit an und deswegen werden falsche Fehlermeldungen erkannt und angezeigt.


Zitat:
Kommentare, Fragen, Verbesserungsvorschläge und Diskussionen zu diesem Artikel sollten nicht hier, sondern im extra dafür angelegten Diskussionsthread gestellt werden. Bitte in diesem Thread keine Kommentare, Fragen usw. stellen!

Geändert von Hallo1001 (22.09.2007 um 09:14 Uhr)
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