Wasserrad(mühle) gewisse hardware

  • Hallo,
    hab mich hier gerade erst angemeldet.

    Bin zurzeit im Praktikum und soll ein Wasserrad, welches hier ist, mit dem raspberry verbinden.
    Da ich davon kaum eine Ahnung habe, frage ich euch.

    Oben, wo das wasser kommt soll der Wasserstand geprüft werden und falls er zu hoch ist, durch ein Motor eine Klappe runterfahren, welche etwas Wasser abgibt.
    Ausserdem soll die drehzahl gemessen werden und man soll ein schalter setzen der entweder Ein oder Aus ist.
    Sowie soll ein irgendwie ein Zähler dabei sein der impulse sendet , irgendwas mit RS485

    das alles soll am besten mit USB sein , weil es eher universal ist und lange halten soll.

    Ich hoffe ihr könnt mir helfen mit der Hardware, was ich so brauchen könnte an platinen und relais

    • Offizieller Beitrag

    Wasserrad? So ein X-Meter-Durchmesserding? Mach doch mal ein paar Bilder und beschreib das ganze etwas genauer.

    Zitat

    irgendwas mit RS485


    Wenn du etwas nicht verstehst , ist eine keine Schande dieses Unwissen dem Praktikumsbetrieb kundzutun damit diese dir die Aufgabe besser erklären können.

  • So ich hab das jetzt mal grob mit Paint gezeichnet.
    So wurde es zumindest mir aufgezeichnet.


    4f478d-1425544487.jpg


    WS = Wasserstand soll geprüft werden und je nachdem ob zu hoch oder zu niedrig die klappe aufgehen

    Ja, habe ich bereits schon gesagt, aber da kommt in der Hinsicht kaum Hilfe bzw. wird es von mir erwartet.

    Einmal editiert, zuletzt von Muhbrew (5. März 2015 um 09:32)

  • Typ: oberschlächtiges Wasserrad
    Durchmesser: 3 m
    Breite: 1,5 m (1 m und 0,5 m)
    Schaufeltiefe: 20 cm und 30 cm
    Schaufelanzahl: 36 und 30
    Drehzahl: ca. 9 Umdr. pro Minute
    Nennleistung: 11 kW
    Wassermenge: 450 l/s
    Baujahr: 2000
    Bachlauf: Wabe
    Funktion: mechanischer Antrieb der Mühle und Stromproduktion


    einfach mal copy - paste :D


    soll halt nur so hardware komponente raussuchen wie oben geschrieben..

  • Hallo Muhbrew,

    ich habe mehrere Jahre lang Praktikanten betreut.

    In dieser Zeit war es so, dass der Betrieb mehrere Ideen hatte, womit sich ein Praktikant beschäftigen könnte. In der Regel war dies ein Hauptprojekt, das zwischen 50 und 80% der Praktikantenzeit erforderte. Die restliche Zeit galt der Mitarbeit / Zuarbeit im Rahmen der täglichen anfallenden Aufgaben der Abteilung. Auf diese Weise konnte der Praktikant viele unterschiedliche Aufgaben lösen oder an der Lösung mitarbeiten und Erfolge sehen.

    Im Vorgespräch wurde jedes Mal das Hauptprojekt vorgestellt. Der zukünftige Praktikant konnte sich dann äußern, inwieweit seine bisherige Ausbildung und Interessen sich dort einbringen lassen.

    Worauf ich hinaus möchte: Kein Praktikant hat so vollkommen unerwartete Aufgaben, die abseits seines Erfahrungsbereiches lagen, bekommen. Und wenn Aufgaben in Grenzbereiche vorstießen, dann gab es auch kompetente Ansprechpartner im Betrieb, mit denen gemeinsam ein praktikabler Lösungsweg erarbeitet wurde.

    Von keinem Praktikanten wurde erwartet, ohne jegliche Unterstützung des Betriebes, Leistungen zu erbringen, die eines Ingenieurs entspringen.

    Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Raspberry Pi bzw. Sensoren verbaut werden können, die einen allwettertauglichen Einsatz gewährleisten können.

    - Die Wasserhöhe kannst Du z.B. über einen HC-SR04 realisieren. Diesen müsstest Du so verbauen, dass Regen und Frost ihm nichts anhaben können. Was passiert aber, wenn z.B. die Waseroberfläche gefroren ist? Da wird sich durch Ablaufenlassen von Wasser im nicht gefrorenen Bereich der Wasser- ... äh ... Eisspiegel kaum ändern.
    - Die Drehzahl kannst Du z.B. mit der gleichen Technik wie beim Tachometer eines Fahrrades messen (Magnet fährt an Spule vorbei, Spule erzeugt Spannungsimpuls, der als HIGH-Signal an einem Digital-Eingang erkannt wird). Je schneller sich das Rad dreht umso mehr Impulse kommen pro Zeiteinheit. Und je länger sich das Rad dreht umso mehr Umdrehungen hat es zurückgelegt und umso mehr Wasser wurde entnommen.

    Ansonsten hilft Dir wahrscheinlich nur, mehr Eigeninitiative zu entwickeln. Denn Du wirst hier niemanden finden, der Dir eine vollständige Software erstellen wird.

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

    Einmal editiert, zuletzt von Andreas (5. März 2015 um 10:54)

  • ... ich denke du brauchst in etwa so was wie in der Anlage hier.

    Wenn Ok, schau mal im hier im Forum und im Inet nach, da gib es eine ganze Menge an Karten die so was können (meist Arduino shields). Inputs je nach Situation als Lichtschranke oder Reedkontakt. Output als Relaiskarte die ggf. entsprechende Starkstromschütze ansteuert.
    Kann dir nur empfehlen alle I/O's auch ggf. RS485 galvanisch zu trennen und da wo mit 230V gearbeitet wird eine Fachkraft einzuschalten.
    Mach mal einen Schaltplan inkl. Stückliste, dann können wir mal drüber schauen.
    Auch solltest du Dir Gedanken machen wie Du dass Softwaretechnisch umsetzt und ggf. weiterverarbeitest bzw. visualisierst.
    Da das Ganze ja kein Spielzeug mehr ist, solltest du auch eine Watchdogschaltung mit einplanen die die Anlage in einen sicheren Zustand fährt, wenn der Raspi ausfällt. Gleiches gilt auch für fehlerhafte/defekte Inputs und Stellglieder (Aktoren)

    Gruß

    Golmic:)

    Einmal editiert, zuletzt von golmic (5. März 2015 um 11:12)

    • Offizieller Beitrag

    Da hat der gute Andreas absolut Recht, als Praktikanten Aufgabe ist das vollkommen überdimensioniert. Darf ich Fragen wie alt du bist bzw. in welchem Rahmen dieses Praktikum stattfindet? Schule/Uni usw. Die Drehzahl des Rades kriegst du noch gemessen. Obwohl da Wasser und die Unverträglichkeit der Technik gegenüber selbigen eine imense Rolle spielt.
    Was ist denn dein Budget?

  • Wow, na mit der Aufgabe bist Du aber, je nach Alter und Vorbildung, erst mal beschäftigt. Zur relativ sicheren Messung der Umdrehungszahl würde ich Dir einen TLE4945L Magnetfeldsensor empfehlen. Dieser Sensor reagiert im Gegensatz zu den "normalen" Sonsoren nicht auf jedes Magnetfeld, sondern wird je nach Polarität des Magnetfeldes von HIGH nach LOW oder umgekehrt gesetzt.

    Der Vorteil daran ist, dass der Sensor an mindestens zwei verschiedenen Polaritäten vorbei kommen muss, um ein brauchbares Signal zu erzeugen. Macht man also auf die Achse des Wasserrades nur zwei Magneten und einer löst sich, würde ein Sensor, der pro Magnetdurchgang ein Signal erzeugt, immer noch ein Signal (nämlich das des verbleibenden Magneten) bekommen. Angezeigt würde dann aber nur die Hälfte der realen Drehzahl, was wahrscheinlich Probleme nach sich ziehen würde. Der vorgeschlagene Sensor hingegen würde gar kein Signal mehr liefern, was durch die Software als Fehler interpretiert werden könnte, sofern der Wasserstand noch im grünen Bereich ist.

    Theoretisch könntest Du je nach Anzahl, Anordnung und Auswertung der Magnete sogar feststellen, in welcher Position sich das Wasserrad zur Zeit befindet, welche Schaufel zur Zeit wo steht, etc.

  • BTW: Da Sensoren und Aktoren wahrscheinlich Temperaturschwankungen und Feuchte ausgesetzt sind, sollten auch entsprechend diese Anforderungen erfüllen (z.B. IP65, -25Grad - +75 Grad Betriebsbereich.).

    Gruß

    Golmic:)

  • Erst einmal ein großes Dankeschön, für die Hilfe und Infos!!!

    Also zum wesentlichen Teil,
    in meinem Vorgespräch, wenn man das so nennen kann, wurden mir sogesagt 3 Projekte vorgeschlagen: 2 komplette Software Projekte & dann das jetzige was ich euch versucht habe zu erklären :D

    Ich hab halt etwas mit programmieren am hut, aber nicht so wirklich mit elektrotechnik.
    Klar, gewisse Sachen weiß man auch, aber im großen und ganzen hab ich davon gar keine Ahnung..

    Das Problem ist nur, ich hätte eins der Software und das andere war glaub ich SQL, gemacht - da aber der jenige, der mich richtung software betreuen könnte nur einmal die Woche da ist, blieb nur noch das Projekt zur Auswahl..

    Eigeninitiative - da ich ein Mensch bin der sich selber gerne Sachen beibringt und lernt, gucke ich ja schon so gewisse Dinge nach und versuche diese mithilfe des Internets heraus zu bekommen.
    Doch das ist immer einfacher als man denkt.
    Daher frage ich ja auch speziell im Forum wo Leute sind, die Ahnung haben, wie ihr.


    Das Praktikum findet als Schulpraktikum statt und ich bin zurzeit 18.

    Ist ja sehr lieb von euch, mir hier einiges erklären zu wollen, aber da stehe ich einfach auf dem schlauch... es lässt sich sowas auch nicht mal eben "aneignen".

    Also um nochmal auf die Aufgabe zurück zu greifen:
    Jetzt geht es darum, dass ich ein Guruplug, falls euch das was sagt, zur verfügung gestelt bekommen habe, mit einem 1 wire adapter dran und einem Sensor..
    Ausserdem ein paar Kabel sowie eine 8 channel i/o von hobby-boards was scheinbar ein 1 wire 8 channel addressable switch haben soll..
    Das alles soll ich jetzt miteinander verbindung und gucken ob es funktioniert.. wie fang ich nur am besten an?!

  • ... dann fang doch einfach mal an.
    Steck mal alles zusammen und schau was du alles mit den Teilen machen kannst und wo ggf. nach was an I/O fehlt.
    Dann würden ich mal die Anforderungen zusammen schreiben und ein OK geben lassen.
    Vorher solltest du auch mal einen groben Zeitplan machen was du alles tun musst. Wie
    HW Testen, Einarbeitung Programmiersprache etc.
    Dann solltes du mal abschätzen ob du überhaupt in der vorgegebenen Zeit fertig werden kannst. Schätze nicht zu knapp dabei :-).
    Dann können Funktionsbeschreibungen, Blockschaltbilder und Schaltpläne folgen, dann ein Testaufbau mit dem du programmieren kannst etc.

    Gruß

    Golmic:)

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