Mal ne wirkliche Profi-Frage über den Getriebemotor

[blaeserst]

Also ich habe hier, ich sag mal eine "Experimentier"-Vienna auf meinem Tisch liegen, bei der sich die Elektronik (Prozessor) verabschiedet hatte.
Da ich ja immer schon mit dem Gedanken gespielt hatte, eine eigene Steuerung mittels PIC zu konzipieren, dachte ich mir, dass jetzt ein guter Zeitpunkt wäre damit mal WIRKLICH anzufangen (weil kaputt machen kann man an der Platine eh nicht mehr viel!):

Habe also den defekten Prozzi entfernt und dann ganz waghalsig mittels Multimeter und "Brück"-Drähtchen getestet, an welchen Bohrlöchern, die verschiedenen Sensoren, Motoren, etc. hängen. Hat auch ganz gut geklappt, habe soweit alles rausgefunden. Kann nun tatsächlich mittels Brückdraht den Mahlwerksmotor oder auch die Pumpe betätigen. PIC-Beschaltungsmäßig sollte das also kaum ein Problem darstellen.

Nur eine Sache macht mir zu schaffen: Die Ansteuerung des Getriebemotor-Triacs! Wie wird diese im Saeco-Prozessor genau umgesetzt? Wenn ich den Triac mittels Brückdraht einfach durschalte brummt der Motor nur - bekommt also Wechselspannung. Also muss der Triac sicher irgendwie getaktet werden(50Hz)?? Ich vermute, dass der Saeco-Prozessor je nach Drehrichtung entweder die obere Halbwelle durchschaltet oder halt die untere. Doch woher weiß der Prozessor, wo welche Halbwelle beginnt?? Bekommt dieser noch eine Art Referenz-Wechselspannung??
Hat jemand vielleicht noch genauere Angaben zum Original-Prozessor und dessen Belegung??

Edit: Ich weiß zwar, dass viele hier das Entwickeln einer eigenen Steuerung als Lächerlichkeit oder Wichtigtuerei abhandeln, aber dieses Thema könnte für mich auch im Zuge meines Studiums (Informatik) sehr wichtig und interessant sein....

 

[blaeserst]

Habe gerade selber etwas weiter unten im Board diesen interessanten Link gefunden http://www.reparaturen.at/frm/edit/pmwiki.php/Saeco/ProzessorPinBelegung

Na da hätte ich mir gestern die 4 Stunden sparen können
Und siehe da, der hat sogar einen Eingang für Netzspannung....
Dann wird der Triac wohl doch so getaktet, wie ich es mir dachte, oder?
Na dann kann ich mich ja fast ans Assemblen machen....

 

[hmilbradt]

Hallo,

Triacs werden beim Nulldurchgang der Wechselspannung eingeschaltet. Dazu hat der µP am Pin 22 intern eine sogenannte "Zero crossing"-Elektronik.
µP-Pin 22 ist extern mit der 230 V~ Wechselspannung nach der Skizze im Anhang verbunden.

mfg
Harry

 

[blaeserst]

Naja, wenn der Prozzi ne Extra-Schaltung dafür hat, dann wird es natürlich schon schwer, das Ganze mit einem handelsüblichen PIC zu lösen. Da muss ich mir unbedingt was einfallen lassen. Harry, du kennst dich doch sowieso bestens in Elektroniksachen aus. Hast du evtl. eine Idee, ob es sowas wie einen "230V-A/A-Wandler" oder Optokoppler gibt, der die 230 Volt in einen Ohmschen Wert umwandelt, den man z.B. dann mittels dem Analogeingang des Pics verarbeiten kann?
Aber schon mal vielen Dank für die obigen Infos!

Gruß Stefan

 

[hmilbradt]

Hallo,

Wenn Du unbedingt einen anderen µP verwenden willst, untersuche die Listen aller µP-Hersteller. Wenn sie den Hinweis geben, daß Triacs / LEDs direkt
geschaltet werden können, ist davon auszugehen, daß nicht nur einige Ports höher belastet werden dürfen (meist 20 bis 30 mA pro Pin) . Sie haben vermutlich auch
intern eine entsprechende Logik, die die 230 V~ Netzspannung überwachen kann. Das werden vermutlich Neuentwicklungen sein.
Ältere µPs verstärken die Schaltports durch Optokoppler oder Darlington-Arrays (ULN 2003) und lösen für das Timing einen Interrupt im Nulldurchgang
der Netzspannung aus. In der Interrupt-Routine werden dann die internen Timer gesetzt. Aber unterschätze nicht den finanziellen und zeitlichen Aufand,
der erforderlich ist. Ich gehöre zu denen, die es als "Spinnerei" ansehen, wenn es nur um die Reparatur einer Maschine geht.
Jedoch im Rahmen eines Informatikstudiums ist es als Gruppenarbeit ein sehr interessantes Projekt.

mfg
Harry

 

[blaeserst]

Dann muss ich mal die PIC-Listen durchgehen.
Ich gebe dir Recht für die Reparatur einer Maschine ist es sinnlos - alleine der zeitliche Aufwand!
Aber ich brauche wie geschrieben, noch ein Projekt für den baldigen Abschluss meines Studiums - und da ich eh die Saeco-Dinger laufend repariere, trifft sich das doch gut! Falls ich es wirklich schaffe einen Kaffee mit meinem Ersatzprozzi und eigenem Programmcode zu brühen, wäre das doch genial: Man stelle sich nur mal die Professoren vor, die sich bei einem solchen Präsentationstag, nichts sehnlicher wünschen, als einen guten starken schwarzen Kaffee - da sind 100 Punkte sicher...

 

[Gitty]

Hallo,
die Microchip-PIC-Controller können max. 8mA Ausgangsstrom, um die Original-Triacs anzusteuern wären also die von Harry erwähnten "Verstärker" (z.B. aus der ULN-Serie) notwendig, eine weitere Möglichkeit wäre der Einsatz sog. Logik-Triacs, die eine interne Verstärkerstufe besitzen.
Die Probleme, die mit der Platine auftreten, sind aber in erster Linie Hardwareprobleme (keine galvanische Trennung zwischen Netz- und Logikspannung, Kurzschlüsse durch Kondenswasser u.ä.). Diese Probleme bleiben also auch nach Einsatz einer anderen CPU im gleichen Umfang bestehen!
Um also etwas "präsentieren" zu können, müsste die Elektronik mit dieser Zielrichtung neu designt werden, sonst könnte es sein dass die Professoren statt Kaffeeduft verkohlte Elektronik zu riechen bekommen ! Dann könnte man auch über Optimierungen in der Software nachdenken, wobei ich denke, dass an dieser Stelle SAECO auch nicht untätig war, denn Änderungen der Software sind preisgünstig zu machen, denn sie dividieren sich durch die Stückzahl der Geräte. Geänderte Hardware schlägt sich aber voll in den Herstellungskosten/Stück nieder.
Fazit: Die Aufgabe liegt in dem Fall mehr im Elektronik- als im Informatikbereich!

 

[blaeserst]

Also der bei uns in der Informatik genutzte PIC18F242, der 3 IO-Ports besitzt, kann laut Datenblatt:

PORTA + PORTB(kombiniert): max.200mA
PORTC: max.200mA
Jeder Ausgang darf dabei maximal mit 20mA belastet werden.

Die Triacs der Saeco brauchen soweit ich weiß, je ca. 10mA. Heisst also ich kann mit den Ports doch noch einiges direkt schalten. (Hätte mich auch sonst gewundert, da meine CAR-PC Steuerung seit Jahren funktioniert, obwohl dort die Transistoren direkt vom PIC ohne Treiberbausteine geschaltet werden.)

Softwareverbesserungen:
Da gäbe es bestimmt schon ein paar. Was mir z.B. spontan einfällt:

- automatisches Entkalkungsprogramm (Brühgruppe wird ohne Kaffee in Brühstellung gefahren und hierüber wird dann die Kalklösung impulsweise abgelassen)

- automatische Entlüftung nach Dampfentnahme (könnte man auch die Brühgruppe in Brühstellung nutzen

- Zähler für Kaffeepads (Wenn 10-12 Kaffees gemacht sind, blinkt rote LED und der Zähler muss erst über Tastenkombination zurückgestellt werden)

- Ich hatte mal die Idee evtl. einen "Impulskaffee" einzubauen - d.h. die Pumpe pulsiert beim Kaffeebrühen, wodurch das Wasser länger mit dem Pulver in Kontakt kommt - evtl. genial für stärkeren Espresso.

- automatisches Wasserablassen der ersten Tasse ("Kesselstein"-Tasse) beim Anmachen der Maschine

. Kaffeetaste programmierbar machen, wie bei der Incanto. Alternativ kann man dann die Dampftaste zwei Sekunden gedrückt halten, wodurch ein normaler Kaffee, wie bisher über Potieinstellung gemacht wird.

Und da fallen den Leuten hier im Forum bestimmt noch jede Menge mehr Gimmicks ein....

 

[hmilbradt]

Hallo,

Saeco verwendet in der Incanto Rapid Steam den PIC 16F877. Vergleiche den PIC 16F877 mit dem PIC18F242.
Ihr arbeitet beim Studium mit einem jüngeren µP ! Ich sehe keinen Grund, der gegen Dein Vorhaben spricht.
Alle Triacs, die Saeco verwendet, sind "Logic Level"-Triacs, d.h. sie benötigen max. Igt = 10 mA. Ich habe in einem Datenblatt für die PIC18-Serie sogar einen max. current (drain/source)-Wert von 25 mA pro Pin gefunden. Da der Toshiba TMP47C443N nur 20 mA an 8 Pins verkraftet, hättest Du sogar eine höhere Sicherheitsreserve. Die ADC ports arbeiten auch nur mit 8 Bits, der PIC jedoch mit 10 Bits.
Vergiß bei Deinem Vorhaben nicht, die Programmierschnittstelle des Flash-Speichers nach "draußen" zu führen.
Schau in den Thread .........
Incanto Rapid Steam - Platine geschmort


mfg
Harry

 

[blaeserst]

Ich werde das Thema auch angehen, ich lasse mich da nicht so schnell entmutigen
Eine externe Programmierschnittstelle ist durchaus denkbar. Der von mir genannte PIC bringt zur Nutzung einer seriellen Schnittstelle alles mit. Ich müsste dann nur noch einen geeigneten Bottloader finden, bzw. programmieren, aber da kann ich auch zur Not meinen Prof fragen, der für diesen PIC ja schon einen entwickelt hat.
Wenn ich dann den Code später auch noch als Open-Source ins Netz stelle, könnte ich mir vorstellen, dass es dort einige nette Weiterentwicklungen mit der Zeit geben würde.
Sooo, aber jetzt mal genug mit Zukunftsschweiferei. Ich mache mich jetzt erstmal ran den Algorithmus zu entschlüsseln und grafisch darzustellen.... - ist schon Arbeit genug :] ...Wenn ich da nur an die Interruptroutine denke, wird mir schon ganz anders.... ABER: Passt schon - bekomme ich irgendwie hin....

 

[Gitty]

Original von blaeserst
Also der bei uns in der Informatik genutzte PIC18F242, der 3 IO-Ports besitzt, kann laut Datenblatt:

PORTA + PORTB(kombiniert): max.200mA
PORTC: max.200mA

Hallo,
ich gebe zu, dass ich nicht ganz korrekt war es sind 8,5 mA Ausgangsstrom bei 4,5 V (gilt auch für den 18F877).

Auszug aus dem Datenblatt PIC 18F242 von Microchip:

 

[Gitty]

Original von blaeserst...Ich werde das Thema auch Eine externe Programmierschnittstelle ist durchaus denkbar. Der von mir genannte PIC bringt zur Nutzung einer seriellen Schnittstelle alles mit. Ich müsste dann nur noch einen geeigneten Bottloader finden, bzw. programmieren, aber da kann ich auch zur Not meinen Prof fragen, der für diesen PIC ja schon einen entwickelt hat..

Alle PIC's sind über eine einfache Schnittstelle seriell zu programmieren (schaue Dir einmal PB7/6 genauer an!), sogar im eingelöteten Zustand (bei entspr. Hardwaredesign).
Geht direkt über die günstigen Programmiergeräte, die von Microchip angeboten werden. Ein Bootloader wird hier also absolut nicht benötigt!

 

[blaeserst]

Hallo Gitty,
das ist mir klar, dass man den Pic mittels Programmiergerät beschreiben. LOL, sonst hätte ich wohl kaum meine letzten 5 PIC-Projekte beenden können und hätte wohl auch kaum so ein Programmiergerät gerade vor mir liegen
Edit: Ach, jetzt sehe ich erst, was du meinst mit PB6 und 7: Ich denke aber, das bei einer solchen Programmierung auch die Konfigurationsbits ordentlich eingestellt werden müssen und da kann ein DAU-User viel Mist bauen....
Es geht mir bei dem Bootloader nur darum, dass man bei einem möglichen Verkauf von solchen PICs, als Käufer das Ding selber mittels PC auf die neuste Software-Version updaten kann. Das fehlt ja schließlich bei dem jetzigen Prozessor von Saeco. (Firmwareupdate)

Zum Thema IO-Port. Auf welcher Seite hast du die Angaben gefunden?? Hier sind meine von Seite 261:

 

[blaeserst]

Also die Indizien lassen darauf schließen, dass es 25mA sind.
Habe nämlich beim Meister Sprut folgendes gefunden
http://www.sprut.de/electronic/pic/grund/ioports.htm
Und der Sprut, der muss es nun wirklich wissen....

Und wie geschrieben: Meine CAR-PC-Steuerung und alle anderen kleineren Projekte hätten schon längst qualmen müssen, wenn es nur 8mA wären. Ich schreibe hier lieber nicht, was da alles so an den Ausgängen hängt.

Edit: Gitty, ich glaube deine Tabelle gibt nur an, wieviel der PIC mehr an Gesamtstrom für sich zieht, wenn man den Ausgang unbelastet dazu schaltet. Es könnte aber auch sein, dass es der Strom ist, den der PIC bei vollen 5V liefern kann. Bei 10mA sinds dann halt nur noch 4.5 V - sollte trotzdem langen.

 

[Gitty]

Hallo blaeserst,
die von Dir abgebildete Tabelle sind Maximalwerte, sie bedeuten, dass der Baustein bis zu diesen Werten nicht defekt wird, eine Funktion wird dabei vom Hersteller nicht gewährleistet.
Die von mir abgebildete Tabelle zeigt die realen Werte unter Berücksichtigung des Innenwiderstands (ca. 90 Ohm) des jeweiligen Ausgangs (ist einige Seiten weiter hinten im Datenbuch) - steht auch so in Deinem "Sprut" - bei 10mA sinkt die Ausgangsspannung z.B. auf 4,2V. Wenn dies akzeptabel ist, kann der Ausgang natürlich so betrieben werden (und hier gelten für die Summe über das ganze Port die o.a. Maximalwerte als Begrenzung). Wird der Ausgang aber innerhalb Logikschaltungen eingesetzt, kommt er bei steigender Last irgendwann in die verbotene Zone und wird vom nachfolgenden Baustein nicht mehr richtig erkannt, dies muss durch eine worst-case-Berechnung überprüft werden.
Programmierung: Dein Programmiergerät benutzt ebenso diese Pins PB7/6 zur Programmierung. Für die von Dir angedachte Verwendung (Firmwareupdate durch Endanwender) wäre ein Bootloader sinnvoller, da hast Du völlig recht! In dem Fall muss ein Treiber für die serielle Schnittstelle (besser noch USB!) erstellt werden.

Aber, es bleibt dabei: Das Hauptproblem auf der Platine ist die fehlende galvanische Trennung, an dem ändert sich durch eine neue CPU nichts.
Aber für eine Studienarbeit wäre es geeignet, wenn es nur um den Bootloader, Maschinensteuerung und Regelalgorithmen geht (ich hoffe Du besitzt auch den C18-Compiler). Im Grenzfall kannst Du dann z.B. den 18F458 einsetzen, der hat sogar eine CAN-Schnittstelle ! (die wird z.B. von WMF für ihre Großkaffeemaschinen als Serviceschnittstelle benutzt, wie bei den Kfz-Diagnosegeräten).