Ein Netzteil für Arduino und mehrere Verbraucher

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Hallo Community,
ich bin ganz neu im Thema, 15 Jahre und mache schulisch oder beruflich nichts in die Richtung und habe auch keinen mit dem ich mich darüber austauschen könnte. Deshalb möchte ich hier ein paar Fragen stellen die mir in den letzten Tagen aufgekommen sind und es bestimmt künftig noch werden. Noch habe ich kein Gerät, würde mir aber einen Uno bestellen und hoffen auch ohne Elektrotechnik Hintergrund etwas damit anfangen zu können.

Mein Ziel wäre ein kleines indoor Gewächshaus mit Lichtsensor, Bodenfeuchtesensor, automatische Bewässerung und öffnendes Fenster per Servo, Led Licht, Display und 2-3 Taster. Eventuell Temperatur/luftfeuchtesensor, was aber wohl nur Sinn macht wenn ich auch eine Heizung habe.
Für den Anfang möchte ich aber erstmal nur eine Bewässerung versuchen.

Verbraucher wie Motoren, Wasserpumpen, LED Streifen, usw. brauchen ja mehr als die 20-40mA die ein Pin kann. Jetzt möchte man aber z.B. nicht 4-5 Netzteile an seinem Gewächshaus haben.
Was gibt es da für Möglichkeiten sich eines zu teilen, damit der Arduino z.B. 300mA und ein Verbraucher oder Motor Shield 2000mA bekommt?

Ist es möglich beim rumprobieren mit dem Arduino einen Stromschlag zu bekommen?
Klar tödlich nicht aber wenn man bei 5V plus und minus zusammenbringt knallt und funkt es schon oder? Jetzt kann man ja nicht immer USB/Netzteil abstecken wenn man ein Led auf dem Breadboard versetzen möchte. Zieht man dafür Ground ab oder was habe ich so grob zu beachten?

Kann ein Servo dauerhaft über 95% Luftfeuchtigkeit ab?

Schon mal danke soweit :slight_smile:

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jackii:
Jetzt möchte man aber z.B. nicht 4-5 Netzteile an seinem Gewächshaus haben.
Was gibt es da für Möglichkeiten sich eines zu teilen, damit der Arduino z.B. 300mA und ein Verbraucher oder Motor Shield 2000mA bekommt?

ein Verbraucher nimmt sich was er braucht (und bekommt). D.h. der Arduino die 300mA, das Motorshield die 2A. Beides kannst du WENN DIE SPANNUNG passt, an ein 5A Netzteil geben.

Vor dem Umstecken wird immer vom Strom getrennt. Egal ob mit USB oder von Netzteilen versorgt und auch wenn es nur 5 Volt sind. Ich trenne lieber Plus, da man sich gern mal eine Masseschleife gebaut hat und daher eine Masse-Trennung vieleicht nicht das macht was man sich erhofft.

Und dann noch ein Tipp: teste die Sensoren/Teile EINZELN, mache jeweils einen Testsketch und dann bring es erst in dein Projekt ein.

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Und nein, an den 5 Volt vom Arduino kannst du keinen Stromschlag bekommen.

Und beim umstecken und rumprobieren solltest du immer die Spannung entfernen.
Einen Kurzschluss oder Verpolung verträgt der Arduino selten.
Die 95% Luftfeuchtigkeit verträgt der Servo (einfache Ausführung) nicht allzu lange.
Da solltest du dir evtl. eine spezielle Ausführung besorgen.

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jackii:
Hallo Community,
ich bin ganz neu im Thema, 15 Jahre und mache schulisch oder beruflich nichts in die Richtung und habe auch keinen mit dem ich mich darüber austauschen könnte. Deshalb möchte ich hier ein paar Fragen stellen die mir in den letzten Tagen aufgekommen sind und es bestimmt künftig noch werden.

Du kannst uns gerne alles fragen was Du wissen willst; dazu ist das Forum da.

HotSystems:
Die 95% Luftfeuchtigkeit verträgt der Servo (einfache Ausführung) nicht allzu lange.
Da solltest du dir evtl. eine spezielle Ausführung besorgen.

Man muß den Servo für die Fensteröffnung ja nicht im Inneren des Gewächshauses montieren, sondern kann ihn außen montieren und darum Zimmer-Feuchtigkeit haben und somit keine Probleme mit einem normalen Servo.

Grüße Uwe

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Kauf dir ein schönes Starter-Kit mit einem kleinen Handbuch. Dort sind echte Basics erklärt und du kommst schnell zu ersten Erfolgen. Bei allen Fragen, die darüber hinaus gehen, bist du hier bestens aufgehoben. Ich spreche aus Erfahrung :wink:

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jackii:
Klar tödlich nicht aber wenn man bei 5V plus und minus zusammenbringt knallt und funkt es schon oder? Jetzt kann man ja nicht immer USB/Netzteil abstecken wenn man ein Led auf dem Breadboard versetzen möchte. Zieht man dafür Ground ab oder was habe ich so grob zu beachten?

Man macht die Schaltung grundsätzlich immer stromlos. Man sollte sich immer Gedanken machen, bevor man an einer Schaltung bastelt. Vor dem Einschalten überprüft man immer noch mal, ob alles richtig gesteckt ist. Bei Fehlern können auch mal 20-30Euro in Rauch aufgehen, da kontrolliert man doppelt und dreifach.

Man steckt ein Netzteil am besten in ein Verlängerungskabel oder einen Verteiler auf dem Tisch. Dann ist Ausstöpseln nur ein schneller Griff.

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Hi

Dir wurde ja schon sehr Viel zu Deinem Vorhaben gesagt.
Selber denke ich ebenfalls, daß Du mit einem Starter-Pack gut aufgehoben bist.
Damit kannst Du alle Bauteile 'durchspielen' und Dir schon Mal Kombinationen überlegen, was man damit Alles anstellen kann.
Es gibt nur zwei 'Kleinigkeiten', Die Dich aus-bremsen können:

  • Deine Phantasie
  • Dein innerer Schweinehund, daß Du Deine Ideen auch umsetzt

Beginne mit einfachen Sachen - der Mars-Roboter ist nicht nur für einen Neuling 'eine Nummer zu groß' - auch hast Du bei 'Kleinkram' schneller Erfolge und der Spaß am Arduino bleibt Dir erhalten.

Elektronik ist ein sehr schönes Hobby - mit µCs, wie dem Arduino, wird dieses Hobby um Dimensionen ausgeweitet.

Die heutigen Möglichkeiten sind schier unüberschaubar - worin aber auch die Gefahr versteckt ist, daß Du Dir Dinge vornimmst, Du nur sehr schwer erreicht werden können.
Daher lieber klein anfangen und mit dem Wissen werden auch die Projekte größer/umfangreicher.

5V - hast Du Mal an einem 9V-Block geleckt? (Prüfen, ob Der 'noch voll ist'?) - Das ist so ziemlich das Schlimmste, was Dir passieren kann, da Du auf der Zunge sehr empfindlich auch auf kleinste 'Mengen Strom' reagierst.
An den Fingern ist die Emfindlichkeit wesentlich geringer - bei 5V wirst Du erst was merken, wenn Du tropfnass geschwitzt bist oder eine offene Wunde den Kontakt zu den 5V sucht.

Unter 42V bist Du ziemlich sicher - Grenze für Schutzkleinspannung.

Was Du aber im Hinterkopf haben solltest:
Wenn Du Deine Elektronik mit Akkus versorgst, kann ein Kurzschluß (Plus und Minus irrtümlich zusammen bringen) einen Strom im zweistelligen Bereich entstehen lassen - DAS kann Dir dann Elektronik-Komponenten 'um die Ohren hauen'.

Hier also lieber ein 7...9V Steckernetzteil für die Steckbuchse/dem Vin am Uno/Nano oder ein 5V-Netzteil zur direkten Versorgung am 5V-Pin.
Durch das Netzteil kann zwar auch zu viel Strom kommen, aber um Größenordnungen weniger, als bei Akkus!!

Und: Bestelle Dir mindestens ZWEI Arduinos - wenn's den Ersten doch erwischt hat, hast Du zumindest noch Ersatz zum Weiterbasteln.

MfG

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Danke für eure netten Antworten, dann wage ich das ganze mal und steck nicht alles wild zusammen sondern poste vorher lieber ein fritzing Screenshot :slight_smile:
Ich kann etwas Javascript, soweit ich gesehen hab wird mir das bei den Sketchs sehr helfen. Da ich etwas aufs Geld achten muss/will suche ich mir die Sachen vermutlich einzeln auf ebay zusammen.

Ich habe jetzt 2 günstige Wasserpumpen gefunden. Allerdings braucht die eine(Tauch) 3-5V wofür die 9V für den Arduino zu viel wären und die Andere 12V. Was wiederum für ihn zu viel wäre. Bzw. es würde gehen, aber er muss dann immer die Differenz von 12 auf 5V in Hitze umwandeln oder? In dem Fall lieber eine etwas teurere nehmen die mit 6-12V läuft?
Allerdings vertragen die WS2812B Led Streifen auch nur 3,5 - 5,3V. Hmm gar nicht so einfach.. Ich weiß auch nicht ob die Neopixel für Pflanze ausrechend sind und andere Led’s brauchen dann wieder 12V oder mehr. Gut, bei dem fertigen Gewächshaus könnte ich dann auch mit einem zweiten Netzteil leben.

Ich versteh den Sinn des Potentiometers bei diesen Bodenfeuchtesensoren nicht so ganz, der Grenzwert wird ja in der Software festgelegt. https://bit.ly/2NxQ2Ea
Wenn ich nur alle 2 Tage messe, sollte er mir eigentlich nicht wegoxidieren oder soll ich lieber einen Kapazitiven nehmen? https://bit.ly/2tYFLIY

Ist es für mich relevant ob die Widerstände 5% oder 1% Genauigkeit haben?
Kann ich die nehmen? https://bit.ly/2IV9Fm0

Meine Einkaufsliste
Arduino Uno Clon & USB Kabel (8,95)
Netzteil 5V 4A (14,99)
Wasserpumpe (1,00)
Breadboard 400 (1,00)
60x 5mm LED (1,00)
400 Widerstände 10Ω-1MΩ (1,51)
DHT22 Sensor inkl. Widerstand (2,95)
Fotowiderstand
Taster
Drehpotentiometer
Jumperkabel (alle 3 geschlechts Kombinationen?)
Schlauch

Was brauche ich noch um die automatische Bewässerung umzusetzen?
Draht, Drahtbrücken, Verbindungsstecker,..

Wie genau mache ich die Stromversorgung für Arduino und Pumpe?
Da brauch ich ja ein Bauteil mit DC Eingang in den ich das 5V Netzteil stecke und dann Leitungen zum Board und Pumpe(hat zwei lose Drähte) gehen, am besten mit Hinblick darauf auch Motor/Servo/Treiber daran hängen zu können. Brauche ich ein Relais? Da habe ich gar keine Vorstellung wie man das anstellt, damit ich sie auch schalten kann.
Jetzt fallen mir noch zwei Dinge ein.. Kann man nicht die mA vom Arduino mit einem Transistor verstärken so dass die Pumpe darüber kurz läuft? Oder was ist mit den Powerpins, mit Netzteil soll der Vin sogar 1000mA liefern. Die Pumpte braucht ca. 130mA.

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ich würde

Metallschicht-Widerstände

nehmen. Kosten geringfügig mehr weil sie in der Regel geringere Toleranz haben.

Diesen Bodensensoren die den elektr. Widerstand messen, sagt man nur kurze Lebenszeit nach. Suche nach kapazitiven Sensoren oder nach Gießomat.
Warum - in 10 min erklärt: #207 Why most Arduino Soil Moisture Sensors suck (incl. solution) - YouTube

Für die Wasserpumpe ... anfangs würde ich da ein Relaisboard dafür nehmen. So in der Art https://www.ebay.de/itm/5V-1-2-4-8-Kanal-Relais-Board-Modul-Optokoppler-LED-fur-Arduino-PiC-ARM-AVR-ZP/122966524239?hash=item1ca160414f%3Am%3AmQeYXN8-oeRqeUuu4HOTyqg&var=423415469278

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jackii:
... Was brauche ich noch um die automatische Bewässerung umzusetzen ...

Zunächst mal schlimmstenfalls eine Pumpe um Wasser in ein höher gelegenes Reservoir zu pumpen, aber keine Pumpe, um es zu den Pflanzen zu bringen. Das besorgt dann die Schwerkraft.

Diese Tropfmethode hat sich schon in den 1940er Jahren in der Wüste bewährt. Damals gab es vermutlich noch keine erschwingliche Dosierungselektronik.

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Hallo jakii,

was die Netzteile betrifft, da gibt es auch Spannungskonverter, Step-down (Buck) -> weniger Spannung, Step-up(Boost) -> mehr Spannung.
Wenn Du also 5V und 12V brauchst, so würde ich für den Schaltungsteil, der weniger Leistung (P=U*I) braucht so einen Wandler einsetzen.
Beispiel 5V / 0,5A und 12V / 1A -> dann würde ich ein 12V Netzteil nehmen, und die 5V mit einem Buck-Converter bereitstellen. Die Dinger gibts auch in der Bucht.

Nur ein Beispiel: https://www.ebay.de/itm/MP1584-3A-XM1584-mini-DC-DC-Wandler-step-down-Modul-3A-0-8V-20V-LM2596/153080558897?hash=item23a44ff531:g:7g8AAOSwXXxZQrWv

Davon gibt es Verschiedene.
Gruß André

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noiasca:
ein Verbraucher nimmt sich was er braucht (und bekommt). D.h. der Arduino die 300mA, das Motorshield die 2A. Beides kannst du WENN DIE SPANNUNG passt, an ein 5A Netzteil geben.

Wenn sich der Verbraucher das an Strom nimmt was er braucht, dann bräuchte es doch keine Widerstände damit er nicht zu viel bekommt und kaputt geht? Bzw. ist eine Led kein Verbraucher, weil sie würde sich 50mA nehmen und durchbrennen weil sie nur 20 abkann aber nicht die 4000 vom Netzteil.. Also das und das ohmische Gesetz versteh ich ehrlich gesagt auch nach 3 Youtube Videos von der Logik nicht so dass ich es anwenden kann.. mein Hirn ist für so Rechnungen irgendwie nicht gemacht.
Ich hab ein Video gefunden in dem er genau das macht was ich möchte mit der gleichen Pumpe.

Jetzt frage ich mich warum er einen Widerstand braucht und wie man auf die richtige Größe kommt. Denn es ist ja nicht so dass ein Pin immer einen festen, von wem auch immer vorgegeben, mA Wert losschickt und man ihn dann mit Widerständen dem Verbraucher entsprechend verringern muss oder? Die Pumpe gibt 100 bis 220mA an, im Video schließt er sie testweiße direkt mit 270mA an, da er damit wohl sonst sein Arduino betreibt. Gesprochenes englisch zu versteh tu ich mir allerdings etwas schwer. Wie wäre die Formel in dem Fall um den richtigen Widerstand zu finden? Er hat 20 Ohm genommen.
Dann wäre noch die Frage wofür er dort einen 600mA Transistor verwendet.
Tut mir echt leid, ich weiß dass ihr gerade die Hände über dem Kopf zusammenschlagt. Aber ich habs echt versucht selber irgendwie klar zu bekommen, bin aber nicht mehr so zuversichtlich dass ich es jemals werde.

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jackii:
... Ich hab ein Video gefunden in dem er genau das macht was ich möchte mit der gleichen Pumpe.
https://www.youtube.com/watch?v=pCxeZkLhqSE
...

Jede Wette, dass bei diesem dicken Strahl der Blumentopf samt Untersetzer überläuft, bevor der Sensor anspricht. Ein anderes Argument dort bei den Kommentaren:

Browarus Pierogus

This fails sometimes because plant gets super dry and dies. Best way is to water plant periodically with certain amount of water.
Problem is how to measure the water amount pumped into pot.

"Best way is to water plant periodically with certain amount of water." ist das, was ich mit der Tropfmethode meinte. Wenn der Arduino unbedingt was zu tun haben soll - bitteschön, er kann ja die Tropfen zählen.

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Ich empfehle dir dringend dich mit Elektronikgrundlagen zu beschäftigen. Du solltest vor deinem eigentlichen Projekt mehrere kleinere "Spiel"projekte, wie Leds leuchten lassen, Sensoren auslesen usw. zum Lernen ausprobieren. Es gibt schöne Einsteigersets zum Lernen. Auch kann ich dir sehr empfehlen mal in die Bibliothek zu gehen und dir dort Arduino-Bücher oder auch zum Elektronikbasteln auszuleihen. Es gibt schöne Bücher auch für Jugendliche.

Zur Verbraucherfrage: Man kann den Strom mit einem Wasserkreislauf vergleichen. Der Wasserdruck entspricht der Spannung. Die Wasserflussmenge entspricht dem Strom. In einem Haus kannst du solange die Hauptleitung genug Strom liefert verschiedene Wasserhähne gleichzeitig aufdrehen. Sie nehmen sich ihr Wasser. Erhöhst du den Rohrleitungsdruck, dann fließt mehr Wasser aus den Hähnen. Wird der Druck zu hoch, dann wird die Wassermenge für einen empfindlichen Verbraucher zu groß oder er hält den Druck nicht aus und platzt. Dann braucht man einen Widerstand als Flussmengenbegrenzer und zur Druckanpassung.

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P_Extruder:
Jede Wette, dass bei diesem dicken Strahl der Blumentopf samt Untersetzer überläuft, bevor der Sensor anspricht.

Jap das stimmt, deshalb würde ich nicht erst abschalten wenn der Sensor genug misst sondern z.B. nach 2 Sekunden. Wenn es zu trocken ist soll ja immer die gleiche Menge rein, das passt schon.
Unabhängig der Feuchtigkeit nach Zeit zu gießen hab ich auch mal überlegt. Aber es verdunstet sicher nicht immer gleich viel und die Pflanze wächst auch. Und vor allem wo bleibt da der Spaß, ich könnte mir auch n Timmer auf dem Handy stellen oder sie statt in Erde in Hydrokultur hängen.

Theseus:
Du solltest vor deinem eigentlichen Projekt mehrere kleinere "Spiel"projekte, wie Leds leuchten lassen, Sensoren auslesen usw. zum Lernen ausprobieren.

Ja das auf jeden Fall, dafür auch die LEDs, Poti, DHT22, usw. Ob ich beim Nachbauen mehr lerne als mit der Anleitung selbst weiß ich nicht. Einfach ausprobieren ist ja nicht, man muss schon recht genau wissen was man tut bevor man wieder einsteckt, aber mal sehn. Um einfach nur das Projekt schnell abzuschließen geht es mir auf jeden Fall nicht. Bücherei kann ich nicht aber ich schau mal nach eBooks.

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Hi,

im Nachbarforum gibt es eine Code-Referenz, die sehr hilfreich sein wird!
https://www.arduinoforum.de/referenz.php

Gruß André

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jackii:
Ja das auf jeden Fall, dafür auch die LEDs, Poti, DHT22, usw. Ob ich beim Nachbauen mehr lerne als mit der Anleitung selbst weiß ich nicht. Einfach ausprobieren ist ja nicht, man muss schon recht genau wissen was man tut bevor man wieder einsteckt, aber mal sehn.

Du lernst Kochen genauso wenig vom Lesen von Kochrezepten, wie Elektronik beim Lesen der Anleitungen. Bei beidem ist zwar die Theorie wichtig, aber damit es reale Ergebnisse gibt, muss man praktisch lernen. Der Hauptlerneffekt stellt sich ein, wenn du ein Projekt aus der Anleitung leicht variierst und abwandelst. Beispiel: Verschiedene Widerstände vor die Led schalten, dann wird dir das ohmsche Gesetz sofort in der Anschauung klarer. Man hat durchaus auch einen großen Lerneffekt, wenn einem mal ein Teil kaputt geht, selbst wenn es einem in dem Moment ärgert.
Ganz große Lerneffekte hat man bei der Programmierung. Da kann man nach Herzenlust experimentieren. Das Umschalten des Blinkmuster einer Led mit einer Taste enthält schon viel Lernpotential. Wenn dann noch eine zweite Led unbeeinflusst von den Mustern der ersten durchblinkt, hast du schon extrem wichtige Grundlagen gelernt. Dann kann man z.B. die Raumtemperatur in einen Ledbalken umsetzen und ähnliches. Diese Fingerübungen sind unheimlich wichtig, wenn man nicht nur ohne Sinn und Verstand ein fertiges Projekt 1:1 nachbauen will.

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Moin,
ich bin in den letzten Tagen etwas weiter gekommen und habe ein paar Sachen bestellt.
Da Transistoren wohl komplizierter sind als ich dachte, ich nicht weiß welche ich bestellen soll und die Lieferung aus China schon mal ein paar Wochen dauert, wollte ich euch kurz um Rat fragen.

Links der Aufbau aus einem Video und rechts mein vereinfacht Nachgebauter.
(Transistoren einfacherhaltshalber mit glatter Fläche nach hinten)

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In 2-3 Youtube Beispielen mit der Pumpe nehmen sie den Transistor 2N5551 mit 20 Ohm Widerstand und ohne Widerstand für die Transistor Basis.
Warum kein Basiswiederstand?
In Beispielen mit 5 Leds (zusammen 100mA) nehmen sie für den PN2222 einen 1kOhm. Da er mit 1,2 statt 5V geschalten werden soll, weil er max. 5V aushalten können soll.
2N5551 (160V 600mA)
PN2222A (40V 600mA)
Es liegt einfach daran dass der 2N5551 mehr V kann und nicht geschützt werden muss oder?
Also kann ich einfach immer den größeren für Alles nehmen und spare mir bei 5V vom Arduino immer den Basiswiderstand? Oder hat es einen Nachteil wenn er überdimensioniert ist? Eine Berechnung scheint schwerer zu sein und den Wert Stromverstärkung des Transistor zu benötigen der in Datenblätter oft fehlen soll..

Die meisten Anbieter der Pumpe sagen 3-5V 100-200mA (manche auch 2,5-6V 120-220mA)
Der verwendete 20 Ohm Widerstand würde laut meinem Rechner zu 3V 100mA passen oder auch 2,7V 115mA.
Also eigentlich zu.. ja zu was eigentlich?
Möchte ich mehr V(3,5V 100mA) dann bräuchte ich 25 Ohm und wenn ich mehr mA(3V 140mA) möchte, brauche ich 15 Ohm. Da ich aber wohl beides höher brauche (3,5V 140mA) wären es nur noch 11 Ohm. Also der 20 Ohm Widerstand doppelt zu groß dafür? Doof gefragt was passiert allgemein wenn ein Widerstand zu hoch ist? Es kommt einfach nicht mehr genug beim Verbraucher an damit er funktioniert?! Aber einer von beiden Werten steigt ja dadurch auch?!
Ist sicher ganz normal und bestimmt auch völlig logisch aber naja.. warum und wie ich da hin komm ist mir wohl zu hoch und nach paar Stunden grübeln und googlen auch egal. Aber ist es denn richtig?
Und dann wäre noch die Frage ob nicht das mit dem die Basis geschalten wird einen Einfluss drauf hat welchen Widerstand ich für die Pumpe brauche? Denn der Transistor kann ja nicht nur schalten sondern auch den Durchfluss verhältnismäßig regulieren. In den Beispielen werfen die ja einfach die 5V rein, liegt das bei dem Transistor Model einfach zufällig in dem Bereich in dem er nur als Schalter agiert? 0,7V würde zum Schalten ja auch schon reichen. Egal ob 1, 3 oder 5 Volt am mittleren Pin, es ändert nichts am Widerstand für den Verbraucher oder?

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Beide von dir genannte Transistoren sind NPN-Transistoren und werden über den Basisstrom gesteuert. Dazu benötigen die einen Basiswiderstand. Also der muss vorhanden sein,

Wie du das berechnen kannst, ist hier nachzulesen.

Für die Pumpe brauchst du keinen Widerstand, wenn diese mit 5 Volt betrieben werden soll.

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Der BasisWiderstand schützt eher den Arduino, damit der nicht zuviel Strom liefern muss.
Wenn man (wie hier) den Transistor als Schalter verwendet, sollte man ihn entweder sperren oder voll durchschalten mit ausreichend Basisstrom. Dazwischen würde er sehr heiss, weil heftig überlastet.

Und der Vorwiderstand vor der Pumpe (11 .. 20 Ohm) ist mir eher suspekt. Wenn die Pumpe 5V verträgt, lass ihn weg und schalte die Pumpe früher aus, wenn sie genug gepumpt hat.

10 Ohm und 200 mA ergeben übrigens 2V, und damit 0,4 W am Widerstand. Das kann bei weitem nicht jeder Widerstand. ( 1/8 oder 1/4 Watt ist eher Standard. )