[Projekt] Perni's Langzeitprojekt "frozenControl"

[Pernicius]

Vorwort:

Diese Steuerung ist eines meiner größeren Elektronik-Projekte von mir und teil meines neuen CaseCon Projekts "frozenMonolith". Da es etwas aufwendiger wird mache ich aus dem Unterprojekt hier ein eigenständiges.

Leider wurde der Thread in die "Bastelecke" verschoben. Es handelt sich hierbei allerdings nicht um ein Bastelprojekt sondern um eine sehr leistungsfähige Steuerung. Naja mal sehen wie die Resonanz ist, wenn hier nichts passiert integriere ichs halt wieder in mein Worklog und entwickle nur für mich allein.

Eine bitte an alle die sich für das Projekt interessieren: Schreibt was ihr noch gern für Features hättet oder was ihr anders machen würdet.

Die Steuerung "frozenControl":

Die Steuerung der WaKü, Lüfter usw. wird ein echtes Unikat. Es wird eine komplette Eigenentwicklung die ich evtl. sogar als OpenSource freigeben werde. Sie wird auf einem ARM Mikrocontroller aufbauen und komplett Modular werden...

Geplante Features des Grundmoduls:
- optionaler Anschluß über USB
- ein Grafik-Display (optional Touchscreen)
- optionaler anschluß weiterer Displays
- optionale steuerung des Rechners (Power on/off, erzwungenes Herunterfahren usw.)
- Firmwareupdate über USB
- optionaler Netzwerkanschluß
- anschluß für ? Temperatur-Sensoren (evtl. erweiterbar um ? weitere Eingänge)
- (Piezzo-) Alarm-Buzzer

Geplante Features des Lüfter-Moduls (max. ? Stück):
- 8 einzeln regelbare Low-Drop Kanäle (Leistung pro Kanal mind. 10W eher mehr)
- 2 Tacho-Eingänge pro Kanal (max. 16 Lüfter pro Modul)
- Leistungs-Überwachung (des gesammten Moduls)
es können natürlich alle Arten von Verbrauchern angeschlossen werden, z.B. Lüfter, LEDs usw.

Geplante Features des Pumpen-Moduls (max. ? Stück):
- 1 Leistungs Low-Drop Kanal (Leistung mind. 25W)
- 2 Tacho-Eingänge für Pumpe und separatem Durchflußsensor
- Leistungs-Überwachung

Geplante Features des LED-Moduls (max. ? Stück):
- 8 separate Kanäle für RGB-LEDs (Leistung pro Kanal mind. 5W eher mehr)
- ggf. können statt der 8 RGB-LEDs auch 24 normale LEDs angeschlossen werden
- evtl. Strom- statt Spannungsregelung (so spart man sich die Vorwiederstände und ist sinnvoller)
- evtl. 2 Versionen für LEDs mit gemeinsamer Kathode/Anode (muß mal schauen wie es schaltungsmäßig aussieht)

Firmware:
- eigene RTOS-Adaption
- möglichst hardwareunabhängige Implementation
- ...

Aktueller Status:
- Planung der Komponenten
- zusammenstellen der benötigten Features
- programmieren des Basis-Betriebssystems (Firmware)
- erste Schaltungsentwürfe

-------------------------------------------------------

Gesammelte Bilder:

 

[Cartago2202]

10W pro Kanal ist zu wenig, mit 15W wärst du besser bedient

 

[Pernicius]

Im grunde ist die angegebene Leistung völlig wurst, was entscheidend ist, ist wie viel Verlustleistung abgeführt werden kann. Sprich je mehr Verbraucher angeschlossen sind um so mehr Verlustleistung in der Regelung. Was nützt eine Regelung die selbst wieder aufwendig gekühlt werden muss, wenn sie doch die Kühlung des eigentlichen Rechners steuern und vereinfachen soll.

Die FETs die ich im Auge habe würden theoretisch etwa 350W regeln können, das sind rund 30A. Ich werde wohl später mit der fertigen Schaltung ermitteln, wie hoch die vertretbare Leistung werden darf ohne aufwändig kühlen zu müssen. Das Gehäuse des FETs darf dabei übrigends über 170°C "warm" werden.

 

[Pernicius]

Ist zwar noch viel zu früh dafür aber ich grüble grad ein wenig über die Bezeichnungen der Module nach. Mir sind da ein paar eingefallen...

Fan-Modul: frozenOctafan
LED-Modul: frozenIlluminator
Pumpen-Modul: frozenAquanaut (klingt irgendwie doof)

...hat wer weitere Vorschläge?

 

[dcpc]

Wen due s später wirklich OpenSource machen möchtest, solltest du vllt. etwas "allg. Bezeichnungen wählen ^^

Und nur mal so, die Dinger zu benennen wird ja wohl nicht dein größtes Problem werden ^^

 

[Pernicius]

Wen due s später wirklich OpenSource machen möchtest, solltest du vllt. etwas "allg. Bezeichnungen wählen ^^

Und nur mal so, die Dinger zu benennen wird ja wohl nicht dein größtes Problem werden ^^

Hmm ... stimmt ... sollte man Linus Torvalds evtl. auch mal sagen, warum hat der das ding bloß Linux genannt ...

 

[asrock_FAN]

Cooles Projekt! Ich verfolge es gespannt weiter

 

[Cartago2202]

Ist zwar noch viel zu früh dafür aber ich grüble grad ein wenig über die Bezeichnungen der Module nach. Mir sind da ein paar eingefallen...

Fan-Modul: frozenOctafan
LED-Modul: frozenIlluminator
Pumpen-Modul: frozenAquanaut (klingt irgendwie doof)

...hat wer weitere Vorschläge?

ich find den frozenAquanaut coooool

 

[Pernicius]

damits nicht langweilig wird hier ein kleiner Ausschnitt der Lüfter-Schaltung. Es handelt sich dabei um die Leistungs-Stufe eines einzelnen Kanals der Steuerung. Nicht enthalten ist der DAC und der Controller.

DAC ist die Steuerspannung von einem Digital/Analog-Wandler. Was das TACHO-Signal ist brauch ich denke ich nicht erklären.

Wenn jemand eine genauere Erklärung zu der (eigentlich recht simplen) Schaltung möchte, Bescheid sagen. Ich versuche dann eine möglichst verständliche Erläuterung zu schreiben (was überhaupt nicht meine stärke ist).

 

[Pernicius]

und hier noch ne frühe Version wie der Mikrocontroller beschaltet werden könnte...



...bisher noch nix besonderes, ich bin halt noch am überlegen, wie ich was wo und warum realisieren werde.

 

[PitBull]

Abo

 

[Cartago2202]

dito

aber in Elektronik bin ich eine niete deshalb bitte mit genaueren Erklärungen so damit ein 3 Jährige es versteht

 

[Pernicius]

dito

aber in Elektronik bin ich eine niete deshalb bitte mit genaueren Erklärungen so damit ein 3 Jährige es versteht

hehe ... kein problem ... ich werd mich wenn ich zuhause bin mal hinsetzen und versuchen die schaltungen möglichst einfach zu erklären

 

[mochti01]

Mach mal, bei der Controllerschaltung bin ich ausgestiegen

p.s. abo

 

[Pernicius]

Keine sorge, es wird hier noch weitergehen. Es ist nur so, dass ich atm extrem wenig Zeit habe und so kaum dazu komme mich um das Projekt zu kümmern. Aber glaubt mir, ich stecke jede verfügbare Sekunde hinein und werde euch auf dem laufenden halten...

 

[mochti01]

Vor allem die Sache mit dem ARM Controller hört sich für mich sehr interessant an.

 

[Pernicius]

Vor allem die Sache mit dem ARM Controller hört sich für mich sehr interessant an.

warum interessiert dich gerade der µC, hast du Erfahrung mit deren Programmierung?

 

[Pernicius]

Ich mach mir grad ein paar Gedanken über die Größe der Platinen bzw. der Module. Ich denke ich versuche nicht größer als ein 3.5" Laufwerk zu werden. Wenn ichs geschickt anstelle bekomme ich dann aufs Basismodul sogar ein Fan- und zwei Pumpenmodule mit drauf. Damit dürfte auch ein Großteil der möglichen Benutzer zufrieden sein...

Sprich:
- mehrere Displays
- 8 Fans
- 2 Pumpen
- alles mit überwachung usw.

...was denkt ihr?

 

[Cartago2202]

ich meld mich als Tester wenn es fertig ist

 

[Pernicius]

hehe .. du bist gut .. ich sollte evtl noch erwähnen, das das teil nicht billig wird .. ich rechne mal ganz grob/vorsichtig mit 100-200€ fürs basismodul mit einem display .. da werde ich nicht viele testmuster herstellen

zumal dann noch lange keine funzelnde firmware existiert

 

[Rage_]

Hi,
schöne Sache. Ich hab bei mir hier sowas 'ähnliches' in klein und auf AVR Basis auf Lochraster liegen.

Mich würde mal interessieren, wie du die Tachosignale in der Software aufnehmen willst. Da habe ich ne lange Zeit drüber nachgedacht und bin immernochnicht ganz zufrieden.

Nimmst du also die verfügbaren Hardwaretimerfeatures (Capture Modes) oder willst du das per Software in einem Timerinterrupt z.b. pollen?

Vielleicht kann ich ja was beisteuern wenn du dafür offen bist.

Gruß

 

[Pernicius]

ich bin immer für alles offen

ich werde das wahrscheinlich über Interupts messen, sprich bei ner Flankenänderung von High nach Low an den Portpins wird gecheckt welcher Eingang das war und eine globale Variable hochgezählt. Alle x Sekunden wird dann alles ausgewertet.

 

[Rage_]

Ja, so sieht das bei mir auch in etwa aus.
100µs Timerinterrupt, der auf die (bei mir 4) Tacho eingänge guckt und Änderungen zählt.

Die Timer-Compare Funktionen machen das ganze super komfortabel. Der AVR hat leider nur einen Eingang dafür.
Welchen ARM möchtest du denn nutzen?

 

[Pernicius]

...den AT91SAM7.

evtl. sogar den SAM7X wg. Netzwerk ... oder ich nehm den kleineren und mach Netzwerk über nen anderen SPI Chip, muß ja nich extrem flott sein bei den paar kb die da übertragen werden

 

[Pernicius]

habe noch etwas nettes gefunden für das LED Modul ... muss halt noch etwas angepasst werden, aber es verdeutlicht was man mit ner spannungsgesteuerten Konstantstromquelle machen kann

 

[Cartago2202]

aha!, und jetzt bitte für mich

 

[Pernicius]

keine sorge ich schreib ja noch was dazu ... ich mach das ganze immer mal für nen paar minuten auf arbeit ... sobald es hier etwas ruhiger wird schreib ich ne ausführliche beschreibung der schaltungen ... versprochen

 

[Pernicius]

so, habe mal alles nötige für die Lüftersteuerung bestellt und werde einen Testaufbau machen. Wenn alles funzelt wie es soll, dann gibbet auch ne detaillierte Beschreibung der Schaltung

PS: Hier noch ne (weiterhin unfertige) Version der Controller-Schaltung...

 

[Turbostaat]

Schönes Projekt

Eine Frage aber... wozu der Netzwerkanschluss?

 

[Pernicius]

Schönes Projekt

Eine Frage aber... wozu der Netzwerkanschluss?

Sachen die mir da sofort einfallen währen:
- Fernwartung (z.B. überwachen des Servers im Keller)
- Fehlermeldung per Email (Lüfterausfall usw.)

Es gibt sicher vieles mehr was man da machen könnte.