[Projekt] Arduino + DAC, output soll jedoch in anderen Stromkreis fließen

[rancor187]

Hallo Gemeinde,

für mein aktuelles Projekt möchte ich den Joystick einer Rollstuhlsteuerung mit einem Arduinos + DAC ersetzen. Der Arduino Sketch funktioniert. Ich bin mir jedoch nicht sicher wie und ob ich die beiden Stromkreise miteinander verbinden kann.

Zunächst habe ich versucht nur einen Stromkreis zu verwende. Das funktioniert aber leider nicht, da ich dafür wohl einen common ground benötige. Ich sage "wohl" weil ich im Internet darauf gestoßen bin, dass das der Fehler sein kann und ich nicht vom Fach bin.


Erster Test

Ich muss aber noch darauf hinweisen, dass die Fritzing-Bilder nicht ganz korrekt sind wegen Mangel an Fritzing-Bauteilen. Der Arduino Mini repräsentiert eigentlich die Rollstuhlsteuerung und der DAC (MCP4725) ist nicht von Adafruit sondern von Sparkfun, letzteres sollte aber keinen Unterschied ergeben.

Die nächsten beiden Bilder sind nur Ideen, umgesetzt habe ich das so aber noch nicht, da mir ein bisschen Bange ist die Rollstuhlsteuerung (oder den Arduino) dabei zu zerstören. "Trial and Error" halte ich hierbei für den falschen Weg. Ich möchte lieber um Rat fragen.


Idee #1 | Idee 1


Idee #2 | Idee 2


Anbei noch ein Bild der Rollstuhlsteuerung zur Verdeutlichung.


Rollstuhlsteuerung

Mir ist bewusst, dass der Joystick 4 Signale produziert und ich nur eines per DAC produzieren kann. Wenn dieses Problem hier gelöst habe muss ich auf den MCP4728 ausweichen. Ich kann ja max. nur leider 2 MCP4725 pro Arduino ansteuern.

Vielen Dank

[uwefed]

Rollstuhlsteuerung ist eine dieser Dinge die "brandgefährlich" sein können wenn sie nicht mehr richtig funktionieren.
Darum ist es besser von einem solchen Projekt Abstand zu nehmen.
Grüße Uwe

[HotSystems]

Wie Uwe schon schrieb, ist es nicht so ohne, eine derartige Steuerung zu bauen. Thema Versicherung.

Aber zur Info, in einem System müssen immer alle Massen (GND oder -Spannung) zusammengeschaltet werden.

Ausnahme ist, wenn es im System eine Potentialtrennung geben muss.

Sollten deine elektrischen und elektronischen Kenntnisse (meine Vermutung anhand deines Threads) nicht ausreichen, lass es lieber sein.

[MaHa76]

Die Daten kann man auch mit einem Optokoppler übertragen ohne die beiden Stromkreise verbinden zu müssen.

Ich schliesse mich prinzipiell den Vorrednern an, weise explizit darauf hin, dass Tipps die ich gebe, immer daurauf basieren, dass ich davon ausgehe, dass weder eine Person im Rollstuhl sitzt, noch das Fahrzeug in irgend einer Form im öffentlichen "Straßenverkehr" auftaucht.

Meine Erfahrung aus anderen Foren ist, dass jemand der für so ein Projekt nach Hilfe fragt nicht von dem Projekt abläßt weil ihm Hilfe verwehrt wird. Mit sinnvollen Tipps läuft das Projekt in die richtige Richtung.

Jede Hilfe versage ich in dem Momemt wo erkennbar wird, dass Personen zu Schaden kommen werden/ können. In dem Fall lege ich dann aber auch nicht die Hände in den Schoß und schaue mir das Spiel an. Ich habe vor ein paar Jahren bei einem problematischem Thema in einem Forum unseren Werkschutz informiert, die dann mit der Polizei den Rest geregelt hat.

Hier sehe ich aber aktuell kein Problem diesbzgl.

[chefin]

Optokoppler bei Analog?

naja..wie viele hier sagen und ich schliesse mich an.

elektrischer Rollstuhl und Homebastelei passt nicht zusammen. Vorallem nicht wenn jemand so wenig Ahnung von Elektrik hat wie du. es muss nichts passieren, ich wage sogar die Prognose das in 999 von 1000 Fällen nichts passiert, selbst wenn der Bastler eine Steckdose nicht von einem Tankstutzen unterscheiden kann.

Aber diese eine Fall ... ein Mensch der Hilflos ist und im Rollstuhl und sein Stuhl fährt unkontrollierbar los...

Nein.

Lass es bitte. Eine Rollstuhlsteuerung haben wir hier im labor schon gehabt. Die muss medizinischen Ansprüchen genügen. Heist, das sie extrem Störfest sein muss. Der Joystick muss Failsafe aufgebaut sein, je nach Behinderung muss sichergestellt werden, das wenn der Mensch im Rollstuhl handlungsunfähig wird, der Joystick in einen neutralen Modus geht. In unserem Fall waren die Federn so stark das der Mensch aktiv seine Muskel spannen muss um dagegen zu halten. Das Hand bzw Armgewicht alleine reicht nicht. Kann aber angepasst werden, wenn Menschen mit Muskelschwäche es bedienen müssen.

So oder so...es sind sehr viele Sicherheistvorschriften zu beachten und im Fehlerfall kann ein Mensch sterben. Das ist eine andere Hausnummer als wenn man nur mal ein RC-Schiff versenkt oder ein 3D Drucker abfackelt weil man Scheisse programmiert.

[MaHa76]

Noch hat der TE nichts von seinem Einsatzzweck erzählt.

Ich habe auch schon einen Rollstuhl für einseitige Gelähmte gebaut- mit all den Sicherheitsrisiken, die ein Prototyp birgt- dennoch hat es das Gerät sogar für 3 Monate in eine klinische Erprobung geschafft und wurde dort an betroffenen Patienten getestet- erfolgreich.

Wenn man tatsächlich mit einer "Bastelei" an Menschen ran will, muss man sich eben technisch und juristisch entsprechend absichern. Was aber keine Einschränkung bei einer Konzepterprobung oder einem Prototyp sein sollte.

Denkbar wäre ja schließlich auch, dass der TE Arduino und uns nutzt um ein Konzept zu testen und er damit selbst im Garten Testrunden dreht. Wenn das konzept funktioniert kann man dann zum Patentamt- sich die Rechte sichern und dann einen geeigneten Hersteller suchen der das in eine Serienprodukt überführt.

[chefin]

Du bastelst dann nicht, sondern baust etwas und lässt es überprüfen. Und machst eine Risikoabwägung. Und hast Ahnung.

Das sind doch schon ziemliche Unterschiede zu jemanden der so wenig Plan hat, das er nicht weis das man Masse koppeln muss und wann man das überhaupt darf oder muss.

Und in laborähnlichen Umgebungen etwas 3 Monate testen ist was ganz anderes als "ich bau mal die Steuerung auf Autopilot um". Und einen arduino statt eines analogen Joysticks...ist doch ein Autopilot. Nur da ist selbst tesla schon gegen den LKW gefahren. Da versagen ganz andere Kaliber wie du und ich.

[rancor187]

Vielen Dank für die zahlreichen Rückmeldungen und der angesprochenen Sorge über die Sicherheit. Ich hätte wohl erwähnen sollen, dass ich den Rollstuhl zweckentfremden möchte:
- Er wird KEINE Menschen transportieren und wird überwiegend auf Feldstraßen seinen Einsatz finden.
- Der Rollstuhl soll etwas ziehen oder drücken (noch nicht sicher).
- Er soll per Xbox 360 Controller durch ein USB HOST Shield ferngesteuert werden [Dieser Part funktioniert bereits]. Was eben noch fehlt ist die Verbindung vom Ausgang des DACs zum Microcontroller der Rollstuhlsteuerung (siehe letztes Bild).

- Ja ihr habt natürlich Recht, Elektronik ist nicht mein Fach und in Physik hätte ich lieber besser aufpassen sollen. Das Hobby hat sich eben erst nach der Schulzeit entwickelt
- Durch meine Projekte will ich natürlich auch immer etwas lernen. Daher hat MaHa76 vollkommen Recht, ich möchte erstmal nicht vom Projekt ablassen.

Leider hat sich noch niemand über die Fritzing-Abbildungen geäußert. Wie gesagt, der Arduino Mini stellt eigentlich den Microcontroller der Rollstuhlsteuerung dar.


Danke schonmal / nochmal für euer Feedback.





Off-Topic: Kann mir jemand erklären, warum die Software des Forums meine Bilder verkleinert anzeigt?

[HotSystems]

Ein Rat ist hier sehr schwierig, da du, wie du selbst schreibst, keine original Teile im Bild verwendest.

Besser ist hier ein Schaltbild, das ist aussagekräftiger.

Wichtig ist (wie schon geschrieben), du musst in deinem System GND (Masse) aller Module miteinander verbinden. Das ist der Bezugspunkt.

[ElEspanol]

Hast du schon mal nachgemessen, welche Spannung am Joystickpoti anliegt?

Evtl. wären für dein Vorhaben digitale Potentiometer wie der mcp42010 besser als ein DAC

[chefin]

Zu deinen Fritzing-Plänen

Jedes Modul braucht seine Versorgung. Also muss immer + und - angeschlossen sein. An einer Schaltung müssen alle - miteinander verbunden werden (das ist eine willkürliche Festlegung, man könnte auch alle + miteinander verbinden, müsste dann aber viele Dinge anders gestalten, die auf einen gemeinsamen - ausgelegt sind)

Keinesfalls darf man aber AC-Stromkreise mit DC koppeln. In dem Fall muss die Datenübertragung entkoppelt werden. Das können Optokoppler sein für digitale Daten. Für analoge Daten wird es meist komplizierter, hier wären Spulen denkbar (Übertrager) oder komplexe Transistorschaltungen bzw OP-Verstärker

Wenn also dein Rollstuhl mit DC gespeist wird (Batterie) solltest in jedem Fall alle Minus Anschlüsse verbinden, weil sonst nichts geht. Und auch mal schauen, welche Spannung am Joystick anliegt. DAs einspeisen muss dann schon auch mit dieser Spannung erfolgen.

[rancor187]

@HotSystems: Ein Schaltbild wird nur der Hersteller haben :/ Digitale Potis habe ich mir noch nicht angeschaut, werde ich nachholen.

@ElEspanol: Die Spannung ist 5V für den Joystick. In neutraler Position sind auf allen 4 Kanälen des Joysticks 2,5V. Je nachdem in welche Richtung es geht steigt der Wert bis auf annähernd 5V oder eben bis 0V. (Siehe letztes Bild des ersten Posts)

@chefin: In diesem Projekt ist alles Gleichstrom. Der Rollstuhl arbeitet mit 24V aus zwei Batterien. Der Joystick (am Microcontroller der Rollstuhlsteuerung) wird allerdings mit 5V betrieben. (Siehe letztes Bild des ersten Posts)


Ich danke euch für euren Input.

[ElEspanol]

Ich bin auch gerade am sowas ähnlichen dran. Ich glaube, der DAC geht, wenn die 5V des Joysticks auch dem DAC als Referensspannung dient. Ansonsten könnte sein, dass die Mittelstellung nicht passt. Deswegen hab ich mir gerade ein paar mcp42010 und mcp4251 bei Farnell bestellt, damit ist Mitte immer Mitte, weil ja das Original Poti ersetzt wird.

Wobei im Prinzip sollte ja kein Unterschied sein zwischen DAC und digital Poti, wenn alles an den gleichen 5V hängt.

[rancor187]

FYI:

Idee #2 (letztes Fritzing-Bild) hat prima funktioniert

Danke. Jetzt benötige ich das ganze als mit 4 DACs. Hab den MCP4728 als Shield bestellt.
Hoffentlich komme ich mit der Library klar.

Bis dann.