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Hallo Zusammen,

ich habe nun mein Arduino soweit wie nötig unter Kontrolle. Jetzt möchte ich ein Magnetventil für wenige Millisekunden öffnen. Das Magnetventil läuft mit 12 V und ist stromlos geschlossen. D.h. ich muss nur kurz (10-50 ms - Das macht der Arduino mit nem delay) Strom geben und dann wieder nehmen. Mein Problem ist, dass der Arduino nur 5V bzw. 3.3V erzeugt. Zudem reicht die Gesamtleistung das dem USB möglicherweise nicht aus.
Meine Idee ist nun einen zweiten Stromkreis zu erzeugen, der mit 12 V läuft (Transformator) und der durch einen elektronischen Schalter über meinen Arduino getriggert wird. Mir kommt es dabei auf Geschwindigkeit an! Wie und mit welchen Bauteilen kann ich das realisieren? Gehen meine Pläne in die richtige Richtung, oder gibt es alternative Vorgehensweisen für mein Problem.

zur Erklärung:
Ich möchte mit dem Arduino und dem Ventil Tropfen unterschiedlicher Größe erzeugen. Diese fallen in ein kleines Wasserbecken (Schüssel) und werden von der Oberfläche zurückgeworfen. In dem Moment soll bereits der nächste Tropfen einschlagen, sodass der zweite auf den ersten Klatscht. Jetzt löst meine Spiegelreflexkamera aus. Um das Timing optimieren zu können, habe ich für meinen Laptop eine kleine Anwendung geschrieben. Es funktionieren bereits alle Komponenten - Bis auf das Ventil. Meine Cam löst aus, und eine LED blinkt in genau der Sequenz, wie das Ventil öffnen soll... nun komme ich alleine nicht mehr weiter...
Danke für alle Anregungen,

Frank.

[Reply #1 on:]

Schau mal hier im Playground findest du einen guten einstieg.
http://www.arduino.cc/playground/Learning/SolenoidTutorial
oder
hier:
http://www.arduino.cc/playground/uploads/Learning/solenoid_driver.pdf

[Reply #2 on:]

Ein Transistor oder MOSFET, wie volvodani vorschlägt, schaltet schnell genug um Impulse von 10-50ms zu bekommen.

Wenn Du ein Magnetventil für so kurze Zeiten aufmachen willst, brauchst Du ein Spezialventil.
Ich glaube es ist einfacher Du montierst einen kleinen Absperrhahn um die Wassermenge zu regulieren und hälst das Magnetventil solange offen bis 2 oder 3 Tropfen heruntergefallen sind.

Das Foto machst Du ja mit dem Blitz und nicht mit dem Verschluß.

Viele Grüße Uwe

[Reply #3 on:]

Danke erstmal für die Anregungen.

@volvodani
Bei Deinen Links scheint es sich um Spulen zu handeln. Kann ich mein Ventil mit der 12V Spule gleichsetzen? Aber die Spule ist doch mehr als ein Verbraucher (Induktion und so). Oder soll ich die Spule als Transformator verwenden?
In jedem Fall ist der MOSFET interresant. Ich denke auf den wolltest Du hinaus.

Hab mir auf Wikipedia mal durchgelesen, was der so tut. Es scheint, laienhaft ausgedrückt, drei Eingänge zu geben

G -> Gate (hier liegt ggf. die Arduino-Spannung an)
D -> Drain ( dahin geht der Strom)
S -> Source (von hier kommt der Strom)

Ich hab' mal aufgemalt, wie ich mir die Schaltung vorstelle. Kann das funktionieren?

http://www.flickr.com/photos/40243594@N06/6119481517/

Als Transformator habe ich mir einen von eBay gedacht. Die 12V-Teile mit bisschen Saft (Ampere) gibts da für 10-15 €. Das Magnetventil ist bereits bestellt und schließe in ca. 15-25 ms. Das ist völlig ausreichend. Das Arduino mit der Laptop-Anbindung ist auch schon fertig.

Wenn ich den MOSFET richtig verstanden habe, dann gebe ich mit dem Arduino Saft drauf und er Schaltet dann den Stromkreis auf den anderen zwei Füßchen. Wenn ich den Saft wegnehme, unterbricht der Stromkreis wieder. Das ist genau so einfach, wie ich mir das vorgestellt habe :-)

Aber welchen Mosfet muss ich nehmen. Hab bei einschlägigen Händlern im Web mal nachgesehen, da gibt es reichlich... Ist da der U(DS) ein Maximalwert, oder muss der exakt genutzt werden? Wie sieht es mit der Gate-Spannung aus? gibt's da einen Min-Wert den ich beachten muss und den der Arduino bedienen muss?

Sorry für die dummen Fragen, aber mein Physik-Unterricht ist Jahre her und hat mich damals nicht halb so viel interessiert... :-)

@uwefed
Ich möchte eine möglichst exakte Kontrolle über die von mir losgeschickten Tropen. Ich habe jetzt schon erste Tests mit Pipette und Infusionsset hinter mir. Das geht mit viel Glück, ist aber unkontollierbar. Auch möchte ich auf die Tropfengröße Einfluss nehmen. Das geht am Besten über die Öffnungszeit des Ventils...
Die Zeitlichen Abläufe sind noch "langsam" genug, das ich meine Cam direkt triggern kann. Die Cam hat eine Latenz von ca. 40 - 60 ms (glaube ich). Das kann ich mit einkalkulieren (Tropfen fallen ja auch nicht soooooo schnell). Künftig ist es aber in der Tat auch denkbar den Blitz zu triggern, statt die Cam. Dann brauche ich aber eine deutlich dunklere Umbebung...
 

Viele Grüße,
Frank.
 

[Reply #4 on:]

Danke erstmal für die Anregungen.

@volvodani
Bei Deinen Links scheint es sich um Spulen zu handeln. Kann ich mein Ventil mit der 12V Spule gleichsetzen? Aber die Spule ist doch mehr als ein Verbraucher (Induktion und so). Oder soll ich die Spule als Transformator verwenden?
In jedem Fall ist der MOSFET interresant. Ich denke auf den wolltest Du hinaus.

Das Magnetventil ist eine Spule mit Eisenkern die das Ventil öffnet.

Wenn ich den MOSFET richtig verstanden habe, dann gebe ich mit dem Arduino Saft drauf und er Schaltet dann den Stromkreis auf den anderen zwei Füßchen. Wenn ich den Saft wegnehme, unterbricht der Stromkreis wieder. Das ist genau so einfach, wie ich mir das vorgestellt habe :-)

Wenn Du mit "Saft" "Spannung" meinst dann ja.

Aber welchen Mosfet muss ich nehmen. Hab bei einschlägigen Händlern im Web mal nachgesehen, da gibt es reichlich... Ist da der U(DS) ein Maximalwert, oder muss der exakt genutzt werden? Wie sieht es mit der Gate-Spannung aus? gibt's da einen Min-Wert den ich beachten muss und den der Arduino bedienen muss?

Steht doch im Schaltbild: IRF640

Viele Grüße Uwe

[Reply #5 on:]

Du brauchst in jdem Fall ein N-Kanal Mosfet sonst kannst du den über den Arduino nicht steuern.
Dein Ventil kommt mit "einer Seite" an Plus und die ander offene an des Drain vom Fet.
An das Gate kommt der Arduino und dan den Source kommt GND(Masse).

Hier kannst den Typen sehen.
http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html

[Reply #6 on:]

Du brauchst in jdem Fall ein N-Kanal Mosfet sonst kannst du den über den Arduino nicht steuern.
Dein Ventil kommt mit "einer Seite" an Plus und die ander offene an des Drain vom Fet.
An das Gate kommt der Arduino und dan den Source kommt GND(Masse).

Und GND vom Netzteil muss mit dem GND (0V) des Arduino verbunden werden. Dies ist im Schaltplan von holzchines nicht eingezeichnet.

[Reply #7 on:]

also verbinde ich einfach an beliebiger Stelle den GND vom Transformator mit dem GND vom Arduino. Ich habe eben gesehen, dass ich in meinem Arduino-Starter-Set einen IRF 540N habe. Kann ich den auch nehmen?

Technische Daten
Typ:             IRF 540 N
Ausführung:       N-Kanal
Gehäuse:          TO 220
ID:             33 A
UDS:             100 V
Beschreibung:       100 V/33 A
ID @ 25°C:       33 A
ID @ HighTemp:    23 A
Rth max.:          1,1 °C/W
RDS(on)    0.052 Ohm
RoHS-konform    Ja

Die Werte sind ja eigentlich im Ramen, N-Kanal ist es auch...

Gruß,
Frank.

[Reply #8 on:]

Genau.
Dieser ist hervorragend dafür geeignet. Diesen Typen nehme ich auch für viele meiner Projekt.
Und wenn es sehr kompakt werden soll einfach einen 8er Dip Sockel nehen und den IRFD024.iSt auch hervorragend geeignet

[Reply #9 on:]

Ich hab jetzt fleisig gelötet und dann alles auf meinem Steckbrett zusammengesteckt.
Mein Magnetventil kommt erst morgen, allerdings habe ich zum Testen einen Motor, der auch mit 12 V läuft. Transformator habe ich auch noch nicht bestellt, habe aber von einem alten LCD-Monitor ein 12V Netzteil. Das hat zwar nur 3,3A, zum Testen reicht es aber.

Ich habe die Schaltung analog zu meiner Zeichnung aufgebaut. Stecker rein und der Motor fieng sofort an zu surren - obwohl ich kein Signal auf der Gate hatte. Dann habe ich den Arduino abgemacht und nur noch den Mosfet, das Netzteil und den Motor ran. Das Beinchen für die Gate habe ich ohne Kontakt gelassen. Der Motor lief trotzdem. 

Habe ich was falsch verstanden? Ich dachte ohne Spannung am Gate geht nix. 

[Reply #10 on:]

Hallo holzchines !

Für deinen Einsatz-Zweck eignet sich eher eine http://de.wikipedia.org/wiki/Schlauchpumpe.
Hier zu kaufen: http://www.google.de/products/catalog?hl=de&rlz=1G1GGLQ_DEDE318&q=Schlauchpumpe&um=1&ie=UTF-8&tbm=shop&cid=777401282666746376&sa=X&ei=90FmTtOLAoT64QTVkq2aCg&ved=0CHMQ8wIwAg

[Reply #11 on:]

Hallo Gollywog,

abgefahren, was es alles gibt. Von einer Schlauchpumpe hab ich bis jetzt noch nix gehört. Ich werde diese im Auge behalten. Jetzt bin ich aber mit dem Magnetventil (gefühlt) kurz vor dem Durchbruch! Das werde ich erstmal zu Ende bringen...

Ich habe meinen Versuchsaufbau nochmal geknipst und auf Flickr hochgeladen:

http://www.flickr.com/photos/40243594@N06/6120840388/

gruss,
frank.

[Reply #12 on:]

abgefahren

Nö, im Krankenhaus ist das nicht abgefahren, - Ich hatte immer die "Wmff" gezählt zum einschlafen ( Damals auf der Intensiv-Station, als es Opium noch für lau gab  ).
Außerdem soll das für Salzwasser-Aquarianer Gang und Gäbe sein, weil die damit ihre Mineralstoffe ins Aquarium pumpen.

[Reply #13 on:]

Schaue nochmal in meine Antwort du hast einen Schaltungsfehler.
Im Tut steht es auch.
Der Motor muss mit einer Seite an Dauerplus!!!
Die Masse muss von dem Motor muss an DRAIN und SOURCE musss an GND.
Du schaltest mit eine N-Kanal Fet die Masse durch. Das gate muss um Ugs höher sein als SOURCE damit das Dingen leitend wird. Sowie du das FET angeschloßen hast ist falsch in dieser anwendung.

Schaue nochmal auf den Link den ich gepostet habe nur das anstatt der Lampe dein Ventil reinkommt!

[Reply #14 on:]

yeah, es geht!
hab' einfach die Logik geändert. Mein Schaltplan sieht vor die Masse mit dem MOSFET zu schalten - Richtig ist aber, wie Du geschrieben hast, den GND zu schalten.
Wenn ich jetzt meine Application auf meinem Lappi starte, die mein Ventil steuern soll, zuckt der Motor zweimal merklich (öffnen und schliessen des Ventils je zwei mal). Dann knipst die Cam. Tausend Dank.
Ich geb morgen nochmal einen Statusbericht durch, wenn mein Ventil da ist und ich neue Probleme hab.

Gruss,
Frank.