Anfänger: "Standventilator" steuern?

Hallo liebe Arduino Fans,

Vorweg:
Habe mir für eine Urlaubsbeschäftigung ein “Arduino UNO Starterkit” gekauft. Kleinere Tutorials habe ich bereits nachgebaut und somit schon die einfacheren Teile kennengelernt (LED, RGBLed, Piezo-Speaker, Fotowiderstand, Temp.Widerstand, …). Sehr interessant das Ganze. Meine Freundin schüttelt aber schon den Kopf, weil sie nicht immer begreift warum man(n) beim blinken einer LED so euphorisch werden kann ;).

Skills:

E-Technik: Leider bin ich in Sachen Elektronik ein echter Noob und mir fehlt noch das nötige Wissen um ordentlich weitermachen zu können. Natürlich werde ich mir in den nächsten Monaten noch das eine oder andere Tutorial/Buch/… reinziehen, damit ich hier vorankomme. Habe daher - bis auf die Bestandteile des Starterkits - leider auch keinerlei Materialien bzw. Tools zuhause (kein Multimeter, kein Lötkolben, keine Bauteile, …). Wird aber in nächster Zeit aufgerüstet ;).

Computer (generell):
Verwende privat WinXP/Win7/Ubuntu und bin generell im Umgang mit Computern recht fit. D.h. die Programmierung für die ersten Versuche sollte kein Problem sein, da Kenntnisse für C++/PHP/JavaScript/VB.NET/C#/… vorhanden sind und die Programmierung des Arduinos bisher sehr logisch/verständlich war.

Aktuelle Frage:

Leider kann ich selbst nicht beurteilen, ob ich mein nächstes Vorhaben in schon in Angriff nehmen kann:

Obwohl der Sommer in meiner Gegend z.Z. sehr zu wünschen übrig lässt, kommt es dennoch vor, dass es Abends recht warm ist. Daher steht bei uns im Schlafzimmer ein einfacher Ventilator. Meine Frage: Ist es mögilch diesen Ventilator mit dem Arduino zu steuern (On/Off)?
Der Ventilator selbst ist recht einfach gebaut (sieht zumindest so aus) und ist schon durch das eine oder andere Umfallen etwas demoliert. Somit also ein geeignetes Versuchsobjekt für mich ;).

Aufbau Ventilator:
Der Ventilator wird mit einem normalen Kabel an der Steckdose betrieben. Hat einen (mechanische?) Zeitschalter und kann kann durch Schalter in 3 Geschwindigkeitsstufen geregelt werden.

Skizze hab ich als Att. angehängt.

Ziel:
Ich würde gerne den Ventilator mit dem Arduino ein-/auschalten können. Für’s erste würde es vermutlich ausreichen, wenn ich die Leitung vom “Stufe 3”
zum Motor durchtrenne und dazwischen einen Schalter (Arduino) hänge, den ich mit dem Arduino steuern kann. Wäre das möglich? Was benötige ich dazu?
Das ganze würde ich dann wieder so programmieren bzw. Aufbauen, damit ich es über das Intranet steuern kann.

Bitte um Unterstützung eurerseits.

Vielen Dank,
zacharias

ventilator.jpg

Ohne in den 230V Stromkreis einzugreifen, gibt es eine sehr elegante Lösung für "On/ Off": http://www.elv.de/Schaltinterface-SI-230-2,-230-V,-Komplettbausatz/x.aspx/cid_74/detail_10/detail2_24333 (Bausatz). Das ganze gibt es auch fertig montiert. Um verschiedene Stufen des Ventilators zu schalten, wird es dann aber schon etwas schwieriger. Das würde man dann z.B. mit Relais machen - dann aber auch zwangsläufig in das Gerät eingreifen.

markbee

Hallo Markbee,

Danke für deine Antwort. Aber der Sinn ist eigentlich genau darin, dass ich in das Gerät eingereife. Es geht mir weniger um den Sinn dahinter sonder viel mehr um das Verständnis, dass ich aus dieser Aktion wieder bekomme. Es ist meiner Meinung nach eher ein "einfacheres" Unterfangen, das aber einen Laien wie mir sicher wieder einige Blickwinkel eröffnet und ich das Thema rund um Arduino besser verstehe (auch wenn es jetzt grundlegend nichts damit zu tun hat) :).

Das mit den Relais hab ich mir auch schon gedacht. Ideal:

Ich ersetze den kompletten "Hauptschalter" durch einen Arduino Schaltkreis. Aber dieser dann regelbar ist oder nicht, ist am Anfang egal. Das ganze kann ich dann ja erweitern wenn ich Lust habe. Leider weiß ich nicht auf was ich achten muss, bzw. wie man hier vorgeht.

Meine Ansätze wäre wie folgt (Achtung: Sichtweise eines Laien)

(Zeitschaltuhr wird ignoriert -> ist ja nicht notwendig) 1. Ich kaufe mir einen Voltmeter 2.1 Ich überprüfe wieviel Strom über "Stufe 1" zum Motor geht 2.2 Ich überprüfe wieviel Strom über "Stufe 2" zum Motor geht 2.3 Ich überprüfe wieviel Strom über "Stufe 3 zum Motor geht 3. ...

Theoretisch muss ich also danach nur dafür sorgen, dass der Motor ÜBER den Arduino ähnliche Volt erhält damit er sich dementsprechend dreht.

Aber ab diesem Punkt ist "meine" Theorie im Moment auch schon zu Ende ;)

LG/zacharias

Ich sag nur: ACHTUNG: bssst, tot!!! 230V sind nicht lustig.

Hallo MueThoS,

Danke für die Warnung. Das die 230V gefährlich sind, ist klar. Werde auch dahingehen aufpassen, den Überlebenstrieb hab ich eh noch ;). Ich denke mit der notwendigen Vorsicht sollte hier nichts passieren.

LG/zacharias

zacharias: 1. Ich kaufe mir einen Voltmeter 2.1 Ich überprüfe wieviel Strom über "Stufe 1" zum Motor geht 2.2 Ich überprüfe wieviel Strom über "Stufe 2" zum Motor geht 2.3 Ich überprüfe wieviel Strom über "Stufe 3 zum Motor geht 3. ...

Theoretisch muss ich also danach nur dafür sorgen, dass der Motor ÜBER den Arduino ähnliche Volt erhält damit er sich dementsprechend dreht.

Aber ab diesem Punkt ist "meine" Theorie im Moment auch schon zu Ende ;)

Mit der Theorie ist das immer so eine Sache. Theorien kann man auch aufstellen, wenn das elektrische/elektronische Verständnis fehlt. Irgendwas auf Teufel komm raus messen zu wollen ist nicht zielführend. Du weißt ja nicht einaml genau, wie der Motor angesteuert wird. Letztlich bleibt dir nur die eine Variante übrig, die Schaltkontakte der Schalter mit Relais nachzubilden. Wie belastbar die Relais sein müssen weiß ich nicht, du weißt es sicher auch nicht. Relais über den Arduino zu schalten geht auch nicht direkt, sondern erfordert einen Treiber, z.B. einen Transistor oder gleich ein entsprechendes Transistor-Array als IC (z. B. ULN2803).

Meinem Vorredner kann ich mich nur anschließen, 230V ist nichts für Laien. Klar kann man bei der Montage aufpassen. Aber bist du dir sicher, notwendige Leitungsquerschnitte einzuhalten? Netzspannungsführende Leitungen sollten zudem nicht gelötet werden, sie könnten im Laufe der Zeit abbrechen, Kurzschlüsse verursachen und eventuelle Brandursachen sein. Deine Versicherung springt dann selbstredend nicht ein...

Anfänger und 230V passen nicht zusammen, also lass es lieber - es kann dabei einfach zuviel schief gehen.

Aber: Es gibt doch Standventilatoren mit Infrarot-Ansteuerung (aka "Fernbedienung"). Für so eine Ansteuerung mit allen dem Gerät zugrundeliegenden Features eignet sich der Arduino allerprimstens. Und man muss nicht in den Stromkreis eingreifen.

markbee

Warum mit Relais die Schalter nachbilden, wenn man den Ventilator stufenlos steuern könnte?

Um die ganze Geschichte sicherer zu machen und da man sowieso den Arduino irgendwie mit Strom versorgen muss, würde ich folgendes machen: Für den 230V Motor einen 12V Ersatz suchen. Ein fertiges 12V Netzteil mit genug Leistung besorgen. Den Motor austauschen und mit dem Arduino stufenlos über PWM steuern.

Es kann natürlich auch sein, dass gar kein 230V Motor verbaut ist, sondern im Ventilator ein Netzteil sitzt. Dann könnte man sich hinter dem Netzteil entsprechend austoben.

Ein Netzteil wird auf jeden Fall nötig werden, weil der Arduino ja nicht an 230V angeschlossen werden kann. Außer man betreibt ihn mit Batterie, aber wer will das schon? Außerdem hat man dann 2 unterschiedliche Versorgungsspannungen, die zu Problemen führen können (unterschiedliche Massepotentiale lassen Transistoren lustige Dinge tun).

Direkt mit 230V arbeiten würde ich persönlich nicht. Ich hab zwar schonmal einen Röhrenverstärker gebaut (350V Spannung), aber das war ein Bausatz mit entsprechender Anleitung und einer fertigen korrekten Schaltung. Das ist ein Unterschied dazu, dass man sich selbst was ausdenkt und einfach mal irgendwie ein paar Relais dazwischenklemmt.

Also für einen Anfänger direkt mal ans 230V Netz ist schon heftig. Es ist ein erhebliches Risiko auch wenn man sich sicher ist.
z.B. Es funktioniert nicht ganz so wie man es sich vorstellt nach 2h fehlersuche ist man schnell mit den Fingern in der Schaltung und vorher vergessen den Stecker zu ziehem dann :0 => :~ => :astonished:=>:fearful: => (den letzten habe ich nicht gefunden)

Ich geh mal davon aus, dass Zacharias erwachsen is und weiß worum es sich bei einer Steckdose handelt...

Wie TelosNox sagte, vielleicht hast du Glück und es ist ein 12V Motor, vielleicht nicht. Das nachzumessen sollte einfach sein. (Multimeter -> V~ und das rote Kabel nich wo rein stecken wo A dran steht :p, eine Messspitze vorm Motor, eine dahinter d.h. nich in Reihe) Wahrscheinlich hast du Pech, dann könntest du dir n Relais kaufen, welches für 230V "Hauptspannung" ausgelegt is und 5V Steuerspannung. Außerdem sollte es den Nennstrom vom Motor vertragen (Da schauts mitm Billigmultimeter schon schlechter aus - schätze mal 20€ mehr für eins mit A/AC Messung), aber du könntest nach nem Typenschild oder irgendwas eingestanztem suchen, was eventuell irgendwo in Motornähe liegen sollte. Anhand der 3 Werte kannste dann nach nem Relais ausschau halten - wie das dann angeschlossen wird findest du wahrscheinlich überall im Netz, wenn nich im Datenblatt, dann auf irgendeiner Elektronikseite. Wenn dir das Haus abbrennt, dann zahlst du das, da eigentlich nur Fachkräfte so ne Sachen im Hausnetz rumfummeln dürfen, aber das is m.M.n sowieso selbstverständlich.

Hallo an alle:

  1. Motoraustausch find ich eine Illusion. Du findest nicht den geeigneten Motor.
  2. Ihr denkt alle zu kompliziert, ein billig Ventillator hat keine Elektronik. Die ganze Ansteuerung ist aufs Notwendigste abgespeckt.
    Mit 2 Stufen genügt eine Diode für die langsamere Stufe. Bei 3 Stufen weiß ich es nicht genau. Da könnte zB ein Spaltpolmotor mit 2 getrennten Motorwicklungen sein bei dem beide Wicklungen in Serie, 1 Wicklung, oder beide Wicklungen paralell geschalten werden.

Eine Spannungsregelung setzt einen Transformator voraus und der kostet für ein Billigteil zuviel. Eine Dimmerschaltung ist auch nicht drin denn da macht man gleich einen Drehknopf drauf um stufenlos zu regeln.

Das Problem ist nicht nur die gefährliche Spannung sondern auch Überhitzung bei einem Fehler.

Einen Ventillator mit Infrarotsteuerung und Ansteuerung über Arduino-Fernsteuer-Ersatz ist sicher eine sehr gute Lösung.
Alternativ ginge auch eine dimmbare FunkSteckdose mit einem HX2262/HX2272 Chipsatz gut. Dieser kann über Arduino angesteuert werden. Da reskierst Du aber den Motor bei zu langsamen Geschwindigkeiten zu rösten.
Grüße Uwe

Es wird schon ein bisschen Sucherei geben wenn man ein Relais für 230V~ das selbst nur 20mA braucht zu einschalten um den Arduino nicht zu killen ich würde bei solchen Arbeieten zu Solid State Relais (SSR) greifen die sind häufig mit 5V schon zum Durhsteuern zu bewegen. Wobei hier ein Nachteil ist das das Ding nicht allpollig schaltet, also du immer wenn der Stecker "falsch" einesteckt ist den Nullleiter schlatest und nicht die Phase. Spielt aber dann keine Rolle wenn das gehäuse zu ist und gegen direktes Berühren der Teile geschützt ist.

Wie Uwe schon erwähnt geh ich auch nicht davon aus, dass der Ventilator selbst nen Trafo hat und somit wird der Motor wohl mit 230V laufen.

Relais ist ne Lösung, aber es ist halt um die Möglichkeiten, die man mit PWM hätte schade. Was den Schaltstrom angeht, so sollte der doch relativ egal sein. Man packt einfach einen Treiber davor (BUZ11 z.B.) und gut is. Man muss ja sowieso irgendwie den Arduino mit Strom versorgen, also muss ja irgendwo ne geregelte Spannung von 5-15V da sein.

Was wäre, wenn man den Ventilator mit nem Mosfet steuert? Gibts da nicht irgendwo was passendes mit kleinem Innenwiderstand? Voraussetzung wäre halt, dass es ein Gleichspannungsmotor ist. Wenn der Wechselspannung braucht, dann is das mit dem Mosfet natürlich auch Käse. Vom Strom her sollte es ja möglich sein. Bei 230V wäre man mit 1A bereits bei 230W (was recht viel wäre für nen Ventilator).

Ich hab nen Buz11 im Mopped verbaut und der macht an 12V locker 3-4A mit. Und das obwohl er bei 5V Steuerspannung nicht vollständig durchschaltet. Kühlung ist keine nötig.

Von dem her müsste das eigentlich machbar sein. Man braucht halt nen andern Mosfet, der Buz macht nur bis 50V mit.