Waschmaschine mit Arduino steuern

Hallo Leute,
ich hab schon sehr lange nichts mehr mit elektronik (Bauteilen) zu tun gehabt. In der Schule haben wir mit einem Demo-Board sachen Programmiert.
Nun, dass ist 10 Jahre her und ich dachte mir ich könnte doch damit mal wieder etwas rumspielen. Also hab ich ne Idee gesucht und schnell gefunden.
Ein Arduino UNO ist auch bereits bestellt, aber es scheitert bei mir noch an einigen Grundfragen:

Ich möchte gerne an einer Waschmaschine gewisse Dinge mit dem Arduino schalten. Nun ist es ja so, dass ich am Arduino eine Spannung habe und in der WM-Steuerung auch eine (andere) Spannung habe. Die Lösung hierfür scheinen Transistoren zu sein. Ich schließe an die Basis den Digitalen Ausgang des Arduino, den Collector hänge ich an den "+" Pol des Kreises den ich durch-schalten will. nun kommt aber schon die Frage: ich habe ja zwei verschiedene GND (Ground). Wie muss ich denn da nun vorgehen? Der Arduino hat doch nen GND und die Steuerung von der Waschmaschine auch?!

Die Zweite Frage ist, wozu brauche ich an der Basis des Transistors den Vorwiderstand und muss ich diesen immer berechnen, oder ist der im Datenblatt angegeben?

Sorry ich weiß, dass sind Grundfragen der Elektrotechnik, aber ich habe sie bisher noch nirgendwo so erklärt gefunden, dass auch ich sie versteh. Ich bitte euch verweist mich nicht auf irgendwelche Elektrotechnik Foren....oder Seiten, sondern erklärt mir meine Fragen. :slight_smile:

Vielen Dank!

Sorry ich weiß, dass sind Grundfragen der Elektrotechnik, aber ich habe sie bisher noch nirgendwo so erklärt gefunden, dass auch ich sie versteh.

Naja, da fließt ein Strom von der Basis in den Emitter (bei NPN). Dieser Strom sollte limiert werden, sonst kann es dir den Ausgang am Arduiono verbruzzeln. Die Basis-Emitter Strecke hat einen Spannungsabfall wie eine Diode (für viele ist 0.7V ein guter Schätzwert, 1.4V für Leistungstransistoren, genaues wie immer im Datenblatt), für den Rest mußt du den Strom mit dem Widerstand limitieren.

So hat man mir es zumindest erklärt. Danach hat man mich noch gewarnt, wenn ich an einem IC-Pin weder unter 0.2V noch über 3.5V messe (bei 5V Versorgung), dann hat das böse Analog das gute Digital wieder einmal verkloppt und ich soll den Elektrotechniker rufen bevor ich mehr kaputt mache.

Korman

Achso, also ich dachte, der widerstand schützt den Transistor, bzw verringert die spannung, die am transistor anliegt. Oh mann das ist garnicht so einfach zu verstehen. Das ist ja noch schwerer als zu programmieren. :slight_smile:
Wie ist das mit dem GND?

Also ich glaube das hier beantwortet zumindest mal die GND Frage:
http://itp.nyu.edu/physcomp/Tutorials/HighCurrentLoads

Du schreibst das + von der Waschmaschinensteuerung. Ist das ein Eingang? Und mit welcher Spannung soll dieser angesteuert werden?

Ich würde dies zuerst sicher klären. Anschliessend kann eine Lösung für die Ansteuerung entwickelt werden.

Eventuell kann man die Ansteuerung auch mit einem kleinen Relais oder einem Optokoppler machen.

GND und GND:
Wenn man 2 Schaltkreise miteinander betreiben will, muss man im Minimum die GND-Leitungen zusammenschliessen. So bekommen beide Schaltungen ein gemeinsames Bezugspotential. Weiter muss man sich dann Gedanken über die Spannungsversorgung und die Verbindung (Spanngungslevel etc.) machen.

Deine Fragen und Aussagen deuten darauf hin, dass du sehr geringe Elektrotechnik-Kenntnisse hast.
Ich empfehle dir wärmstens, dass du deine Schaltungen vorher von einem Fachmann überprüfen lässt. Im schlimmsten Fall kannst du mit einer Fehlschaltung oder Fehlmanipulation die Steuerung deiner Waschmaschine zerstören.

Je nachdem wo du in die Steuerung eingreifst, kannst du auch deine Gesundheit und dein Leben gefährden (230 V)

Zeichne doch deine geplante Lösung vorher auf und zeig sie hier im Forum. Gerne helfen wir dabei.
Und weiter würde ich mich über die grundsätzliche Funktion der wichtigsten elektronischen Bauteile informieren. Tutorials und Anleitungen zu gibt es viele im Netz (Links willst du ja keine) :wink:

Wie du selber sagst, ist Elektronik nicht ganz so einfach. Ein Programmierer ist nämlich nicht automatisch ein Hardwareentwickler.

Achso, also ich dachte, der widerstand schützt den Transistor, bzw verringert die spannung, die am transistor anliegt

Beides, dein Ausgang am Prozessor ist nicht pure Magie sondern auch nur ein Transistor in irgendeiner Form. Der schwächere (meistens der teurere) kratzt zuerst ab und muß besser geschützt werden.

Korman

@Webmeister

Danke für deine Antwort. Du hast schon recht, ich hab wirklich nur geringe Kenntnisse in Elektronik. Ich würd mal so sagen, gewisse dinge weiß ich, gewisse dinge sind logisch und vieles Versteh ich noch nicht.
Ob nun an einem Punkt in einem System 220V anliegen oder etwas niedrigeres, bringe ich denke ich schon auf die reihe. schwieriger wird es dann schon mit der Verständniss gewisser Bauteile.
Ich bin nun 3 Tage mehrere Stunden am Rechner gesessen, um zu Verstehen wie ein Transistor funktioniert. Ja ich hab mir sogar den Aufbau angesehen :smiley:
An die Waschmaschinen steuerung trau ich mich sowieso nur ran, wenn es sich um eine niedrige Spannung handelt. Ich werde aber erst in den nächsten Tagen eine Waschmaschinen Steuerung bekommen. Keine Angst, die kann ich ruhig zerstören, weil mein Schwiegervater ist Waschmaschinen Servicetechniker und hat solche teile zu Hauf zuhause rum liegen.
An Relais hatte ich auch erst gedacht. Aber ich wollte mal lernen wie so ein Transistor funktioniert und der schaltet auch ohne meachnische Teile.
Eine Zeichung würde ich natürlich vorher anfertigen und event. posten, damit ich sicher gehen kann, dass es vom prinzip richtig ist.

uss man im Minimum die GND-Leitungen zusammenschliessen

Das mit dem GND wird mir immer klarer :wink: , aber was meinst Du genau mit "im Minimum zusammenschließen"?

Mein Vorgehen wäre gewesen, dass ich erst mal rausfinde, mit welcher Spannung die Steuerung der Waschmaschine läuft. Dann gibt es ja nen Wählschalter in der Maschine und ich möchte am arduino z.b. wenn feinwäsche gewählt wurde eine LED leuchten lassen.
Jetzt wo ich so darüber nachdenke, muss ich ja die "stellung" des Programmwählers an der Basis des Transistors anklemmen. Ich glaub ich hab da bisher falsch rum gedacht :-/

Das mit dem GND wird mir immer klarer Wink , aber was meinst Du genau mit "im Minimum zusammenschließen"?

Soll heissen, dass diese Verbindung auf alle Fälle nötig ist.
In deinem Fall kommt natürlich noch ein Steuersignal dazu.

Wie gesagt, baue dir die Schaltung zuerst auf Papier auf und überlege welche Funktionen vom Arduino aus angesteuert werden müssen. Ob dann Transistoren oder Relais verwendet werden sollen, kann anschliessen entschieden werden.

Da die Waschmaschinensteuerung eventuell mit einer höheren Spannung betrieben wird, wären Relais sicher eine gute Wahl. Hier wäre dann das Verbinden der oben genannten GND-Leitungen nicht notwendig.

Ein Vorteil einer Relaisschaltung ist die galvanische Trennung zwischen Ansteuerschaltung (Arduino) und der Lastschaltung (Waschmaschinensteuerung, welche über die Relaiskontakte angesteuert wird).

Hallo , wie mein Vorredner bereits empfohlen hat, solltest Du fuers Schalten immer Relais vorsehen. Wenn du mal in eine Industriesteuerung reinschust, so sind drt immer Relais drin, oder bestenfalls exakt spezifizierte OpenCollectorausgaenge and die als erstes ein Relais gehaengt wird. Wie die an den Arduino geschaltet werden siehst Du in meinem Wiki Eintrag.

http://www.arduino.cc/playground/Deutsch/Relais

Vorteil ist wie gesagt die galvanische Trennung, die wesentlich hoehere Robustheit. Und nicht zu vergessen, Du kannst Damit auch Wechselspannung schalten (das wird in der Waschmaschine interessant sein). Fuer die Eingangsseite wirst Du im Idealfall Spannungssignale der Analoggeber abgreifen koennen, die Du dann einfach runterteilst auf 5.12V, somit hast Du den gesamten Signalhub der zur Verfuegung steht.

Mal ne Frage: was moechtest Du an der Waschmaschine steuern? so wie es sich anhoert, willst Du nur bei einem Teil eingreifen. Theoretisch muesstest Du spielend mit dem Arduino die gesamte Waschmaschinensteuerung ersetzen koennen. Natuerlich braeuchte man dann evtl. eine LCD Anzeige als HMI...

Gruss Inside-man

Also ich möchte fürs erste mal einfach abfragen welches Programm an der Waschmaschine gestartet wurde. Wenn ich das mal soweit hin bekomme, dann möchte ich eventuell auch mal (vielleicht per Taster) selbst ein Programm wählen und starten.
Sollte das auch alles klappen wäre es ganz interessant, wenn man die Waschmaschine per Email oder sonstigem über eine Internet Verbindung starten kann. Natürlich muss man sich das gut überlegen wie man Fehlstarts oder so verhindern kann.
Ein Display wäre natürlich sehr von Vorteil. Sowas möchte ich mir sowieso noch zulegen, allein schon um Daten Anzeigen zu können.

Hab mir heute mal eine Steuerplatine von der Waschmaschine angesehen. Da gibt es Bereiche drauf, die per 220 V Wechselstrom geschalten werden und dann gibt es Bereiche drauf, die per 12V gesteuert werden. Auf der Platine ist ein Spannungswandler drauf (netzteil). Dort werde ich mal mit einem Externen netzteil eingreifen um zu sehen wo hier Spannung von 12V herrschen. :slight_smile:

Die Heizung wird mit 220V gespeist, welch durch ein Relais geschalten wird. Am Wochenende bekomme ich dann die gesamte Schaltung, inkl. dem Programmwähler. Einen Schaltplan der Waschmaschine habe ich bereits. So wie es aussieht wird die Programmwahl über einen CAM Bus an die Hauptplatine gesendet. Wird wohl nicht so einfach sein dort einzugreifen.
Den Schaltplan der Maschine, darf ich aus rechtlichen Gründen leider nicht posten.

Ich starte mal meine Karriere als Post-Schreiber bei dir und erlaube mir trotzdem gerade mit kritisieren zu beginnen: ::slight_smile:

"Theoretisch muesstest Du spielend mit dem Arduino die gesamte Waschmaschinensteuerung ersetzen koennen."

Finde ich nicht, hat doch so ne Maschine heutzutage auch mehr drin als ein paar Relais... Zudem müsstest du alle die Sicherheitsfunktionen (Türüberwachnung, Wasserschaden, Überhitzung, etc) ebenfalls neu programmieren.

Ich empfehle dir, dass du versuchts die Signale möglichst nahe bei der Eingabe abzufangen, und dort auch einzugreiffen. So bleibt die Maschinensteuerung unangetastet und du steuerst nur die Benutzereigaben via Arduino...

P.S. Ich würde dir empfehlen, mal mit einer einfacher Aufgabe zu starten, sonst wird es dir als Anfänger (nicht böse gmeinnt!) schnell verleiden! z.B. den Startknopf via Arduino zu steuern. Die Temp. kannst du ja beim befüllen der Maschine vorwählen, und dass via Arduino (Web, SMS...) den Start auszulösen...

Also…

besagter Satz:

“Theoretisch muesstest Du spielend mit dem Arduino die gesamte Waschmaschinensteuerung ersetzen koennen.”

stammt nicht von mir :wink:
Das habe ich für den Anfang sicher nicht vor.

hat doch so ne Maschine heutzutage auch mehr drin als ein paar Relais

Ja, das weiß ich, weil ich direkten Kontakt zum Service habe, wie bereits oben erwähnt :wink:

versuchts die Signale möglichst nahe bei der Eingabe abzufangen

Ja so in der Richtung habe ich mir das auch gedacht. Ich werde das ganze sowieso erst mal “am Tisch” mit ausgebauter Steuerung versuchen.
Ich möchte erst mal versuchen den Programmwähler im Arduino abzubilden, also einfach per LED anzuzeigen, welches Programm gewählt ist.

Und zuerst werde ich mal den Arduino kennenlernen g

So ich hab inzwischen schon ein wenig mehr mit dem Arduino rumgespielt und kenn mich inzwischen schon etwas besser in Sachen Elektronik aus.
Also ich werde jetzt mal mit nem Optokoppler rumspielen anfangen. Ein gutes Bastelbeispiel wäre so ne Funkfernbedienung die man für die Funkschalter hat mit dem Arduino und nem Optokoppler zu schalten.
Dazu werde ich mir erst mal zwei von diesen Dingern kaufen:

http://www.conrad.at/ce/de/product/187020/OPTOKOPPLER-PC-847-4-X-PC-817

hier bekommst Du z.B. Funkmodule:
http://www.seeedstudio.com/depot/communication-wireless-c-101_103.html
Bist Du noch bei der Waschmaschine?
Gruss Inside-Man

Danke für den Hinweis.
Gleich mal ansehen.

ich hab noch so einen Funkfernbedienung zu Hause rumliegen. die könnte ich doch gleich verwenden. muss mal gucken welche Spannungen die Verwendet. Aber sonst könnte ich einfach mit dem Optokoppler die Taster auf der Fernbedienung durch-schalten, oder?

Ja an der Waschmaschine bin ich schon noch dran, aber wie gesagt, ich bekomm erst dieses WE die zweite Elektronik und kann dann damit rumspielen beginnen. Mein Problem ist eher der Platz in der Wohnung g
Ach ja, kennt jemand einen Österr. Versandhandel, der günstiger ist als Conrad.at?

Also das mit dem Optokoppler sollte klappen, soweit ich weiss muss man auf die Polung achten, da das im aktivien Zustand sich wie eine Diode verhält, und der Spannungspegel muss hoch genug sein, da der Optokoppler ja 0,7V schluckt, das könnte evtl. für einen Taster ein Problem sein.
Gruss Inside-Man

hmmm..
ich dachte ich bau die Diodenseite (Anode Kathode) auf der Seite des Arduino ein und die CE Seite
an die Fernbedienung.
Auf der CE seite ist denke ich keine Diode. Zumindest laut datenblatt des PC847

Also soll der Optokoppler einen Eingang auf dem Arduino schalten, richtig?

Dann musst Du also auf der FB Seite Bedinguingen schaffen , damit eine LED angesteuert werden kann, >2v mit vorwiderstand.
Gruss Inside-Man

ne der arduino soll einen taster auf der fernbedinung ersetzen.
also muss der arduino die LED im Optokoppler "zum leuchten bringen" damit die CE Seite
des Optos schaltet...