Das Dampfgarer Projekt

Der chaotische Hauptfaden

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MichelH
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Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Moin Leute,

Mein Nachbar hat einen Druckdampfgarer angeschleppt der leider ziemlich Hirntod ist. Der Kasten hört auf den Namen Imperial DG 5464. Technisch ist das ein liegender und vollautomatischer Schnellkochtopf.

Da die Steuerung hops ist aber der Rest noch läuft will ich eine neue Steuerung bauen.

Aber erstmal stelle ich euch den Kasten mal vor!
Der Gerat vorne.JPG
Auf der Vorderseite sitzt der Drehbar gelagerte Deckel und die ehemaligen Steuerelemente.
Der Gerat offen.JPG
Im inneren ist auf drei Schienen Platz für GN1/3 behälter. Ich habe mir schonmal testweise 3 verschiedene Größen gekauft.
innenleben alt.JPG
Das hier ist das alte innenleben (sorry fürs schlechte Foto).
Der Gerat hinten.JPG
Wenn alles abgebaut ist sieht man den Druckbehälter.
Oben ist der Dampfeinlass
Unten den Bodenablauf und hinten der Einlass für die Rückkühldüse (Dazu später mehr)
Boiler.JPG
Das hier ist der Dampferzeuger. Ein geschweißter VA behälter mit drei Heizelemente (zwei mal 1.5Kw und einmal 2Kw)
Unten drunter sitzt ein Motorventil das den Dampferzeuger beim Ausschalten entwässert. Oben rechts kommt der Dampf raus
Motorventil Ablauf.JPG
Dieses Motorventil schließt den Bodenablauf und sorgt so dafür das sich der Druck aufbaut.
Abwasserpumpe.JPG
Die Abwasserpumpe pumpt den entstehenden Schlontz brav richtung Kanal.
Ventilblock.JPG
Ein dreier Ventilblock fürs Frischwasser
1. Befüllen des Dampferzeugers
2. Rückkühlen
3. Wasser vor die Laufenpumpe zum Kühlen des Abwassers
pt1000.JPG
PT1000 zum messen der Garraumtemperatur
alter Tank.JPG
Der alte Wassertank mit Pumpe (dazu später mehr)
alte Platine.JPG
Alte Platine



Die Funktion
Das Essen wir in den Edelstahlwannen in den Garraum geschoben und die Tür verlossen.
Es wird die Temperatur und die Zeit eingestellt und Start gedrückt.
Das Ablassventil vom Dampferzeuger schließt. Der Bodenablauf des Garraums bleibt offen!
Der Aquastop öffnet und füllt den Wassertank. Die Pumpe startet und Ventil 1 öffnet um den Dampferzeuger mit Wasser zu füllen.
Wenn der Wasserfühler im Boiler Kontakt meldet schließt Ventil 1 und die Heizungen bringen das Wasser zum Kochen.

Der Garraum füllt sich jetzt mit Dampf und die Temperatur steigt. Der Dampf verdrängt den Sauerstoff!
Wenn die Temperatur eine gewisse schwelle erreicht hat schließt das Bodenventil und es fängt an sich Druck aufzubauen.
Bei erreichen der SollTemperatur fängt die Zeit an zu laufen. Im laufenden Betrieb wir mit nur einer Heizung ab und zu etwas dampf nacherzeugt.

Nach ablauf der Zeit startet die Pumpe wieder und Ventil 2 für die Rückkühlung öffnet. Eine Düse im Garraum sprüht nun kaltes Wasser auf die innenseite und so baut sich zügig der Druck und die Temperatur ab.
Der Bodenablauf öffnet und die abwasserpumpe saugt die Mompe weg.

Essen fertig! Theoretisch kann man jetzt direkt die nächste Ladung reinschieben und neu starten. Da der Boiler ja schon auf Temperatur ist geht das recht flott.

Hier mal ein Video das die Funktion sehr schön erklärt. https://www.youtube.com/watch?v=C37c1DF ... veSastalla

Sicherheit
Wir bauen hier einen Druckbehälter der mit Dampf gefüllt ist. Muss man sich halt immer vor Augen halten.
Der Kasten ist von sich aus aber schon recht eigensicher.
Im Deckel sitzt einmal ein fissler Unimatik ventil und eine Silikon Berstscheibe. Wenn man es softwaremäßig versaut und die Heizung amok läuft lässt der Kasten automatisch den Druck ab.
Im Boiler sitzt ein kapillar Temperaturfühler der bei überhitzung den Strom zu den Heizungen kappt.

Die neue Umsetzung
Ich bin gerade dabei eine Platine zu zeichnen die die Ablaufsteuerung übernimmt.
Intressant sind die auswertung des PT1000 inkl Taktung der Heizung und die Erkennung des Wasserstandes im Boiler.

Das alte Gerät hatte einen Frischwasseranschluss. Die umwege über den kleinen Wassertank wurde wohl als hingabe an die DVGW gemacht.
Ich baue das Gerät auf einen großen Wassertank um.
Neuer Tank.JPG
Schwimmschalter.JPG
Aus Edelstahl geschweißt und mit zwei Schwimmschalter. Stufe Eins gibt nur eine Warnung aus das Wasser nachgefüllt werden muss und Stufe zwei bringt den Kasten in den Nothalt.
neue Elektrode.JPG
Das ist die neue Elektrode um den Wasserstand im Boiler zu messen. Die alte Elektrode war nur eine Stange die gegen den PE des Boilers gemessen hat. Gefällt mir irgendwie nicht so....
Hier hab ich mit silberlot zwei kurze stückchen Kupferdraht an Edelstahldrähte gelötet. Am kupfer kann man später die Kabel anlöten und die Edelstahldrähte gehen in den Boiler.
Auswerten möchte ich den mit einem ne555 als schmitttrigger.

Das wars erstmal für heute. Morgen werde ich mal die erste Version des Schaltplans zeigen. Bei ein paar Sachen brauche ich etwas Feedback ob das so überhaupt funktionieren kann.
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Kuddel
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Kuddel »

Geil, eine 19 Zoll Einschub Kochecke für den Nerd.
winnman
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von winnman »

Denk mal ev. auch über den zusätzlichen Einbau eines Drucksensors nach. Bei Dampf lässt sich da super auf die Temperatur umrechnen.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Weiter gehts.
winnman hat geschrieben: So 15. Jan 2023, 11:34 Denk mal ev. auch über den zusätzlichen Einbau eines Drucksensors nach. Bei Dampf lässt sich da super auf die Temperatur umrechnen.
Ich behalte es im hinterkopf, will aber erstmal versuchen nur über die Temperatur zu fahren. Bei Drucksensoren habe ich die erfahrung das die billigen im heiß- und feuchtbereich schnell sterben und die teuren sind halt.... teuer :D
PT1000 ist halt ziemlich unsterblich

Hier mal ein paar auszuüge aus dem Schaltplan.
LM358.png
PT1000 wollte ich mit einem LM358 auswerten. das signal dann direkt auf den ADC und hoffentlich fertig. Sollte theoretisch für +- 0.5 Grad reichen.

wasserfühler.png
NE555 als schmitttrigger für die Wasserstandserkennung im Dampferzeuger. Hab ich gestern abend mal gesteckt und getestet. Scheint sehr gut zu funktionieren. Ich hatte etwas sorge wegen den doch recht hohen widerständen. Kann man das noch irgendwie besser lösen?

Eingänge.png
Alle inputs laufen über optos direkt auf die inputs vom µC
Ausgänge.png
Ausgänge schalten über zwei uln2003 auf die Relais.
Die Relais benutze ich von den alten platinen wieder.


Alle I/Os haben LED´s. Sollte die Inbetriebnahme etwas erleichtern.

Als µC benutze ich einen Arduino nano.. jaja ich weiß :mrgreen: ist halt ne umgebung in der ich mit auskenne und wohl fühle.

Die Bedienelemente vorne werden von einem zweiten arduino ausgewertet und die beiden µC unterhalten sich über rs232

Als Spannungsversorgung hatte ich erst was eigenes auf der 12V schiene rund um einen lm2576t gebaut. Der originale Trafo hatte aber nach dem gleichrichter zu wenig spannung.
Ist jetzt alles rausgeflogen und es kommt einfach ein externes 12V 10A Netzteil rein. Auf der Platine werden nurnoch die 5V erzeugt.
Zuletzt geändert von MichelH am So 15. Jan 2023, 13:00, insgesamt 1-mal geändert.
andreas6
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von andreas6 »

Die Leds am 555-Ausgang sind nicht sinnvoll verschaltet. Schau mal auf die Polarität und überlege, wozu 2 Leds taugen könnten.

MfG. Andreas
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

vollkommen richtig. Das ist quatsch :oops: beim testen hatte ich auch nur eine led ran. Die hat stabil geschaltet. Wird geändert
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Alexander470815
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Alexander470815 »

Wasserstand würde ich so ermitteln:
Über den Microcontroller einfach ein Rechteck mit paar 10kHz machen das über einen Kondensator auf die eine Elektrode einkoppeln.
Auf der anderen Elektrode das Signal über einen Kondensator abnehmen und auf einen Gleichrichter führen.
Mit einem RC glätten und einem Widerstand belasten, das ganze einfach in den ADC rein so das man die Schwelle in Software einstellen kann.
So habe ich das bei dem Karbonator gemacht und das funktioniert einwandfrei.
Dadurch das alles AC gekoppelt ist gibt es auch keine Korrosion an den Elektroden.
Blechei
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Blechei »

Geil!!!
Wasserstandsensoren gibts entweder bei Automation 24 oder im Zubehör für
Espressomaschinen, also die Profidinger von Faema oder so. Drucksensoren auch.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Blechei hat geschrieben: So 15. Jan 2023, 13:35 Geil!!!
Wasserstandsensoren gibts entweder bei Automation 24 oder im Zubehör für
Espressomaschinen, also die Profidinger von Faema oder so. Drucksensoren auch.
Wenn ich mir die so anschaue sind die ähnlich wie die hier original verbauten. Eine einzelne Elektrode die gegen das gehäuse des Boilers misst.
Alexander470815 hat geschrieben: So 15. Jan 2023, 13:14 Wasserstand würde ich so ermitteln:
Über den Microcontroller einfach ein Rechteck mit paar 10kHz machen das über einen Kondensator auf die eine Elektrode einkoppeln.
Auf der anderen Elektrode das Signal über einen Kondensator abnehmen und auf einen Gleichrichter führen.
Mit einem RC glätten und einem Widerstand belasten, das ganze einfach in den ADC rein so das man die Schwelle in Software einstellen kann.
So habe ich das bei dem Karbonator gemacht und das funktioniert einwandfrei.
Dadurch das alles AC gekoppelt ist gibt es auch keine Korrosion an den Elektroden.
Klingt sehr gut. Wie sind die Kondensatoren und das RC glied bei sowas auszulegen?
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Alexander470815
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Alexander470815 »

Ich meine im Karbonator waren die Koppelkondensatoren 100nF, das RC so 10K/4,7µF und der Entladewiderstand 100K.
Die Werte habe ich gewürfelt die sind aber unkritisch wenn man nur Erkennen will ob Wasser/kein Wasser.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

neuer wasserfühler.png
Habe ich das richtig verstanden? (gleichrichter fehlt noch)
Für das rechteck würde ich aber wahrscheinlich den ne555 benutzten. Dann muss ich mich da im programm nicht drum kümmern. Evtl sogar schaltbar das nur beim messen auch die elektroden bestromt werden.

Muss ich nachher mal stecken und gucken ob das so ein brauchbares ergebnisse liefert.
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Alexander470815
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Alexander470815 »

Ja das kommt hin.
So habe ich da noch zwei 1N4148 eingebaut:
Unbenannt.PNG
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

ok, die die Dioden hab ich sogar da. Was für kondensatoren hast du da genommen? Hab Folienkondensatoren und Keramik in 100nF da. Ausm Bauch raus hätte ich da jetzt die Folien genommen
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Alexander470815
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Alexander470815 »

Ich habe Keramik genommen, die Belastungen sind ja absolut minimal von daher dürfte das keine große Rolle spielen.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

oki, ich werde berichten!

Für mich ist das hier das erste richtige elektronikprojekt seit langer Zeit mal wieder. Das bischen wissen was ich mir damals aufgebaut habe ist auch wieder ziemlich eingerostet. Deshalb ein riesen Danke für die Hilfe!
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

neuer wasserfühler.png
heute leider zu nichts gekommen. Morgen hoffentlich mehr Zeit.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Habs gerade gesteckt. Mit dem RC glied bin ich bis auf 100nF runter. Dann hatte ich eine schöne schnelle schaltschwelle. Wenn ich mit der elektrode ca. 2mm im Wasser bin bekomme ich einen spannungshub am ausgang von 0.35V. Ist das normal und zu erwarten oder sollte das mehr sein? Theoretisch reicht das ja schon zum auswerten aber mehr wäre gefühlt irgendwie geiler
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Alexander470815
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Alexander470815 »

Das ist tatsächlich unerwartet wenig.
Bei mir kommen da durchaus so 1,5V bis 2V raus.
Mal probiert mit der Frequenz hoch zu gehen? Der Kondensator im Wasser ist ja nicht sonderlich groß.

Ich habe das gerade auch nochmal aufgebaut:
IMG_20230117_222745.jpg
Auch mit 100n10K als Tiefpass.
Pulldown 100K.
Damit komme ich so auf 2,5V mit 1mm Eintauchtiefe im Wasser.
Frequenz 10kHz 5V Amplitude.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Hab nochmal alles neu gesteckt und auch die schaltung um den NE555 etwas geändert. Jetzt habe ich auch stabile 2.2V lift.
wasserstand gesteckt.JPG
Beim NE555 hatte ich an der steigenden Flanke extreme spikes. Bis 13V.
ne555 vorher.JPG
Bin dann beim googlen drauf gestoßen das der wohl gerne ein wenig kapazität an der VCC hat. Hab jetzt 10µF parallel und die spikes sind ziemlich verschwunden.
ne555 nachher.JPG
Die elektrode habe ich jetzt auch komplett fertig.
elektrode final.JPG
Heute abend hoffentlich nochmal die schaltung für den pt1000 testen und dann mal das pcb zuende routen


Edit:

Schaltung für den PT1000 funktioniert perfekt. Jetzt gehts ans routen
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

So die pcb ist fertig.

Hatte das ganze erst deutlich größer geplant aber dann doch nochmal neu auf einer kleineren Platte gestaret. Ist jetzt 150x225mm
platine layout.png
platine unten.png
platine unten mit Kupfer.png
Platine oben.png
Platine oben mit kupfer.png
Falls jemand irgendwas sieht was fehlerhaft oder verbesserungswürdig ist bitte bescheid geben :)

Ich habe mri mühe gegeben die 12V und die 230V Bereiche auf der Platine möglichst zu trennen.
Auf den Screenshot ist noch ein fehler in der Kupferfläche. Die 12V verbindung zwischen U1 und U2 war nicht isoliert. Das ist behoben und der DRC ist fehlerfrei.
Wenns keine einwände hier gibt werde ich die wohl Sonntag abend bestellen
andreas6
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von andreas6 »

Sind das Relais zum Schalten der Netzverbraucher? Es sind keine Freilaufdioden für die Spulen erkennbar.

MfG. Andreas
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Ja das sind die Relais für alle Aktoren. Die Freilaufdioden sind in den ULN2003 (U1 und U2) verbaut. Also eigentlich braucht es da keine externen mehr.

Edit hier ist nochmal der aktuelle schaltplan dazu
Schematic_Dampfgarer_2023-01-20.png
andreas6
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von andreas6 »

An den Schaltkontakten der Relais haben sich Funkenlöschglieder immer gut gemacht. Etwa 100 nF und 100 Ohm in Reihe sind sinnvoll parallel zum Kontakt zu schalten. Deine Verbraucher hören sich ziemlich induktiv an.

MfG. Andreas
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Auch für den Tipp ein großes Danke. Da hat Imperial selber schon dran gedacht und jeder verbraucher (ja eigentlich alles induktive) hat direkt am Gerät einen eigenen Kondensator. Kann man ganz oben auf den Fotos etwas erkennen
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Landjunge
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von Landjunge »

Das dürfte dann aber ein Funkentstörkondensator sein und kein Funkenlöschkondensator bzw. Funkenlöschglied oder irre ich da? Der Funkenlöscher soll ja Kontaktabbrand im Relais verhindern denke ich.
winnman
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von winnman »

Die Frischwasserpumpe ist Kleinspannung, der Rest 230AC?

Dann sollte dieses Ralais an die Linke Seite, die Trennung zwischen Kleinspannung und 230AC ist im jetztigen Zustand nicht OK.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Danke für die Antworten.

Die Kondensatoren lasse ich erstmal so wie es aktuell ist. Auf der originalen Platine von imperial sind auch keine verbaut und soweit ich weiß waren fest (oder ab-) gebrannte relaiskontakte nie ein Problem bei den Geräten.

Der einwand zur anordnung der Relais ist vollkommen richtig. Habe ich geändert.
Grundsätzlich ist der 230Vac nurnoch aur der oberseite der Platine und möglichst weit von der kleinspannung getrennt. Einzig am Anschluss CN12 unten links kommen sich L und +12V etwas nahe. Das ist der Anschluss für das Netzteil. Könnte ich eigentlich noch in zwei getrenne 2pol anschlüsse trennen. Wahrscheinlich sinnvoll, oder reicht es wenn ich die +12V linie auf die oberseite schubse. Dann wären nurnoch die pins nahe beieinander

(Massefläche hier ausgeblendet)
unten2.png
oben2.png
layout2.png
RickY
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von RickY »

MichelH hat geschrieben: So 22. Jan 2023, 20:59 Danke für die Antworten.

Die Kondensatoren lasse ich erstmal so wie es aktuell ist. Auf der originalen Platine von imperial sind auch keine verbaut und soweit ich weiß waren fest (oder ab-) gebrannte relaiskontakte nie ein Problem bei den Geräten.

Der einwand zur anordnung der Relais ist vollkommen richtig. Habe ich geändert.
Grundsätzlich ist der 230Vac nurnoch aur der oberseite der Platine und möglichst weit von der kleinspannung getrennt. Einzig am Anschluss CN12 unten links kommen sich L und +12V etwas nahe. Das ist der Anschluss für das Netzteil. Könnte ich eigentlich noch in zwei getrenne 2pol anschlüsse trennen. Wahrscheinlich sinnvoll, oder reicht es wenn ich die +12V linie auf die oberseite schubse. Dann wären nurnoch die pins nahe beieinander

(Massefläche hier ausgeblendet)
unten2.pngoben2.pnglayout2.png

Gemeinsam im Stecker geht nicht, das sollten mindestens zwei Stecker sein. Am besten noch verschiedene Typen für 12V und 230V
winnman
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von winnman »

Ja verschiedene Steckertypen.

Für 230V haben sich welche mit größerem Pinabstand bewährt, können dann mechanisch gar nicht vertauscht werden.
Platz hast du da genug, muss nur ev. die +DC Leitung etwas nach links verschwenken im Steckerbereich.
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MichelH
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Ok danke euch beiden!

Platine ist jetzt bestellt. Sollte so in 2 wochen hier aufschlagen. Dann berichte ich weiter
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

Moin kleines lebenszeichen.

Letze woche sind die Platinen gekommen.
IMG_20230219_143807.JPG
Leider waren doch noch einige fehler im layout. Das gröbste und ärgerlichste ist leider das die footprints der Relais spiegelverkehrt sind :oops: :(

Da es also eh eine v2 der platine geben wird, werden gleich noch ein paar andere sachen geändert.
Jetzt also erstmal wieder ein bischen basteln, diesesmal noch besser prüfen und dann die v2 bestellen.

Ich habe auf einer der v1 platinen mal ein paar baugruppen bestückt und durchgetestet. Auswertung des PT1000 und die erkennung des Wasserstands funktionieren tadellos. Ansteuern der Relais und auswerten der normalen I/Os auch.
IMG_20230219_191453.JPG
IMG_20230219_191459.JPG
Zum Glück hat das projekt keinen Zeitdruck.

Hat hier jemand eine gute bezugsquelle für einen innen 10mm schlauch der bis 120°C, ca 5Bar Druck und Lebensmittelecht ist (und im idealfall noch einen nicht ganz so riesigen Biegeradius hat)?
Alles was ich finde kostet deutlich zweistellig pro Meter.
daruel
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von daruel »

MichelH hat geschrieben: So 19. Feb 2023, 20:31 Hat hier jemand eine gute bezugsquelle für einen innen 10mm schlauch
Sowas könnte doch gehen, oder?

https://ptfetubeshop.com/de/product/ptf ... mm-x-12mm/
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von winnman »

für sowas nimmt man Niro Rohr, ev. das eine oder andere "Sauschwänzchen" biegen.
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Re: Das Dampfgarer Projekt

Beitrag von MichelH »

*grummel*

Heute sollten die neuen Platinen geliefert werden.
Gerade die Benachrichtigung bekommen das die Adresse nicht vollständig ist und das paket zurück zum absender geht...nach china :evil:

DHL hotline will nicht helfen. Habs jetzt mal an den support von jlc pcb weitergeben. Da erreicht man tatsächlich direkt einen Menschen und der scheint sich auch zu kümmern. Mal schauen ob wir das noch gerettet bekommen.
Hatte mich eigentlich gefreut bei diesem shietwetter schön zu löten und zu programmieren :cry:
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