Terrariumcontroller

Als sich von Seiten der Freundin vor einigen Jahren die Frage nach einem Haustier stellte, begann die Grüblerei, welches Tier es denn sein sollte. Da wir beide berufstätig sind, kommen Tiere wie Hund, Katze, etc. nicht in Frage. Es bleiben nur Tiere die in Aquarien oder Terrarien leben, übrig. Da zu diesem Zeitpunkt ein Bekannter gerade ein Reptiliengeschäft führte, statteten wir ihm einen Besuch ab und gingen schlussendlich mit einer Königspython nach Hause. So beschäftigten wir uns nun intensiv mit der artgerechten Haltung des Reptils und bauten ein Terrarium. Die Heizung sollte eine Wärmelampe mit breitem Spektrum übernehmen. Als zusätzliche Lichtquelle sollte noch eine Ledleiste dienen.
Nun ging es an die Steuerung bzw. Regelung des Terrariumklimas. Die bis dahin eher provisorische Steuerung bestand lediglich aus einer mechanischen Zeitschaltuhr und einem einfachen Dimmer, der die Leistung der Wärmelampe festlegte. Um das zu verbessern, entschloss ich mich, eine kleine Steuerung zu bauen, die alle diese Aufgaben übernimmt. Sie sollte folgende Eigenschaften haben:

• Messen der Temperatur im Terrarium
• Messen der Luftfeuchtigkeit im Terrarium
• Regeln der Temperatur auf einen Sollwert (Dies soll durch die Leistungregelung der Wärmelampe mittels Phasenanschnitt geschehen)
• Die Lichtsteuerung nach programmierbaren Schaltzeiten übernehmen
• Alle Informationen in einem Display anzeigen

Daraus enstand schnell ein Blockschaltbild das einen Überblick über die zu entwerfende Hardware gab:

Skizze des Blockschaltbildes

Nun begann der Entwurf eines Schaltplanes. Als zentrale Einheit sollte ein Microcontroller der Firma Microchip dienen. Genauer gesagt verwendete ich einen PIC16F877 in DIL Bauweise für die Hauptaufgaben und etwas umständlich einen weiteren Microcontroller (16H628) als Zeitgeber für die Uhr. Hier wäre es sicher sinnvoller gewesen, eine RTC zu verwenden, jedoch hatte ich die uC´s da. :)
Über einen PWM-Ausgang des PIC wird ein Phasenanschnittdimmer gesteuert, der mittels Optodiac den Leistungstriac steuert. Der Spannungsnulldurchgang der Netzspannung, also die Synchronisierung für den Triac, wird von der Sekundärseite des Netztransformator entnommen und mit einer OPAmp Verstärkungs- und Komparatorschaltung in die Ansteuerung eingebunden.
Zwei direkt schaltbare Relais sollen weitere Verbraucher, wie Ledleiste oder Ultraschallvernebler ansteuern. Über  Reedkontakte an den Glassschiebetüren des Terrartiums sollen geöffnete Türen gemeldet werden. Die Zeit bis zur Auslösung eines akkustischen Alarmes soll einstellbar sein.
Als Istwertgeber wird ein Feuchtesensor und ein Temperatursensor in das Terrarium verlegt und an entsprechende Analogeingänge des uC geschaltet. Ein LC-Display soll den Status der Anlage anzeigen und in entsprechenden Menues Einstellungen über Tasten ermöglichen.

Schaltplan des Controllers

Layout des Controllers

So wurde nun aus dem Schaltplan ein Layout erstellt und daraus ein Board gefertigt. Parallel zum Aufbau der Hardware gings an das Schreiben der Software. Hier hat auch ein Freund intensiv daran gearbeitet, um das System schnell in einen funktionstüchtigen Zustand zu bringen. Die Software steuert die Wärmelampe nun im Sonnenauf- und Untergangsmodus (das bedeutet, morgens geht die Sonne langsam auf, also die Lampe "dimmt ein" und abends geht sie unter "dimmt ab"). Während der Tageszeit ist sie für den Temperatursollwert zuständig. Würde es zu heiss im Terrarium, und die Wärmelampe würde abschalten, so übernimmt die Ledleiste die Beleuchtung.  Solche und noch einige andere Sonderfunktionen sind in der ersten Softwareversion implementiert.
Parallel zur Softwareentwicklung enstand auch der fertige Aufbau der Hardware und konnte erste Tests und Optimierungen durchlaufen. Mittlerweile verrichtet der Controller seit einigen Jahren seinen Dienst...

fertig bestückte Platine

Board im Gehäuse eingebaut

Gehäusedeckel mit Display und Tasten

Sensorboard

Steckdosenverteiler früher...

Steckerverteiler von damals

Die folgenden Bilder zeigen Stecker bzw. Steckdosenverteiler, wie sie in den sechziger und siebziger Jahren überall verwendet wurden. Heute ist diese Netzspannungsverbindungstechnik nicht mehr zugelassen, da hier generell der PE-Leiteranschluss (Erdungs- oder auch Schutzleiteranschluss) fehlt. Da hier auch außer dem Eurostecker (CEE 7/16) für schutzisolierte Geräte auch  der  Schuko-Stecker (CEE7/4) bzw. (CEE7/7) eingesteckt werden kann, jedoch der Schutzleiter durch die fehlende Verbindung zur Systemerde wirkungslos ist, dürfen diese Verbinder nicht verwendet werden.

Im Fehlerfall des angeschlossenen Gerätes, würde der Fehlerstrom beim Berühren durch die Person abfließen. Und der FI (Fehlerstromschutzschalter) erst auslösen, wenn diese Person durch die 30mA durch seinen Körper “aufgeweckt” wurde :).
Ausserdem ist es bei einigen Modellen sogar möglich, mit den Fingern direkt die spannungsführenden Kontakte zu berühren.

Vielfachmessgerät – Goerz Minitest

Goerz Minitest

Das Goerz Multimeter, Modell: Minitest FE5101 stammt aus dem Jahr 1969 und wurde von dem Unternehmen Goerz Electro Ges.m.b.H aus Wien hergestellt.
Einführungssatz aus der Bedienungsanleitung: “Es handelt sich dabei um ein Vielfachmeßinstrument, welches durch seine kleinen Abmessungen und sein geringes Gewicht als Tascheninstrument besondes für Servicearbeiten auf dem Gebiet der Nachrichten- und Radiotechnik sowie Elektronik geeignet ist. Es gestattet die Messung von: Gleich- und Wechselspannungen, Gleich- und Wechselstrom, Widerstand, Kapazität und Frequenz.”
Der Innenwiderstand beträgt 20kOhm bei Gleichstrom und 4kOhm bei Wechselstrom. Die erreichte Genauigkeit beträgt 2,5%

Innenleben

Als Überlastschutz ist das Drehspulmeßwerk mit antiparallel geschalteten Dioden ausgestattet.
Die Meßbereiche sind bei diesem Modell nicht durch einen Wahlschalter anzuwählen, sondern jeder einzelne Meßbereich ist als Steckbuchse am Gerät ausgeführt. Die Buchsen selbst sind für 2mm Bananenstecker geeignet. Die Stromversorgung für Widerstandsmessung kommt von einer 3V Trockenbatterie (Bauform 2R10 Duplexbatterie).

Skalenblatt

Für die Messung der Kapaziät ist bei diesem Gerät eine Fremdspannung notwendig, da hier kein eigener Wechselspannungsgenerator eingebaut ist. Diese besagte Fremdspannung ist die 50Hz Netzspannung, die über ein eigenes Versorgungskabel seitlich am Gerät angeschlossen wird. So kann eine Kapazitätsmessung bis 500nF erreicht werden. Messungen grösser 0,5uF sind aufgrund der niedrigen Messfrequenz nicht mehr möglich. Zur Aufbewahrung und zum Transport hat die Firma Goerz ein Polystyrol-Transportgehäuse mitgeliefert.

Multimeter analog - Das Unigor 3n

Unigor 3n

Aus den Jahren ab 1964 stammt das analoge Multimeter Unigor 3n von Norma, bzw. Goerz-Metrawatt. Es zeichnete sich durch den großen Messbereichsumfang von 52 Messbereichen aus, die alle mit nur einem Wahlschalter angewählt werden können. Die Meßart und Umpolung wird mit einem Tastenschalter realisiert. An nur einem Klemmenpaar sind sämtliche Messungen (ausgenommen dem 10A - Bereich) möglich.
Das Messwerk ist ein "Spannband-Meßwerk" mit einer sehr guten Erschütterungsfestigkeit und einem geringen Eigenverbrauch.
Der Innenwiderstand bei Spannungsmessungen liegt bei maximal 4MOhm im höchsten Meßbereich (siehe Foto technische Daten). Der Spannungsabfall bei Strommessungen wird mit 12mV im 120uA-Bereich und mit 120mV im 30A-Bereich angegeben. Die Meßgeneauigkeit liegt bei 1% bei DC- bzw 1.5% bei AC Messbereichen.

Ebenso wie das Unigor 6e ist auch das Modell 3n mit verschiedensten Sicherheitseinrichtungen ausgestattet.
Die Stromversorgung des Multimeters übernimmt eine 1,5V Monozelle.

Herold de luxe

Herold de luxe

Diesmal nicht selbstgebaut, sondern den Tiefen der Kellergemächer entrissen: Ein Mehrband- Radioempfänger aus dem Jahr 1960. Ein in Österreich hergestellter Empfänger der Kapsch & Söhne Telefon- und Telegraphenfabriks-AG Wien. Es handelt sich um das Modell "Herold de luxe".

Bedienelemente

Nach einem vorsichtigen Hochfahren der Netzspannung über einen Trenn-Stelltransformator zeigte sich schnell, dass das Gerät durchaus noch in Takt ist. Allerdings sind einige Servicearbeiten von Nöten. Im Laufe der Jahre ist die Mechanik des Schaltwerkes schwergängig geworden um muss überholt werden. Ein großes "Muss" ist auch die Überprüfung der Elektronik, insbesondere aller Kondensatoren.

Natürlich werde ich die Instandsetzung des Empfängers wieder dokumentieren und hier im Blog veröffentlichen.

Zu den technischen Daten:

(QUELLE: radiomuseum.org)

• Hersteller / Marke: Kapsch, Telephon- und Telegraphenfabriks-AG Kapsch & Söhne Wien
• Modell:  Herold de Luxe - Kapsch
• Baujahr: 1960
• Typ: Rundfunkempfänger (Nachkriegsempfänger)
• Röhrenbestückung: ECC85 ECH81 EF89 EABC80 EM84 EL84
• Funktionsprinzip/Aufbau: Superhet Empfänger ZF/IF 480/10700 kHz
• mit zwei NF-Stufen. 9 FM Kreise und 7 AM Kreise
• Wellenbereiche: Langwelle, Mittelwelle, Kurzwelle und Ultrakurzwelle
• Versorgungsspannung: 110V, 125V, 150V, 220V,  240Volt
• Lautsprecher: Dynamischer Permanentmagnet-Ovallautsprecher
• Holzgehäuse mit den Abmessungen: (BxHxT)490 x 287 x 230 mm
• Nettogewicht9.1 kg

Die Dampfmaschine

Wilesco Dampfmaschine

Beim folgenden Stück handelt es sich um eine ca. 40 Jahre alte Modelldampfmaschine des Herstellers Wilesco. Es dürfte sich um Das Modell D5 aus den Jahren um 1969 handeln, da am Kessel noch kein Schauglas angebracht ist. (danke an Manfred für die Leihgabe zur medialen Aufbereitung). Das Modell besteht aus einem hochglanzpolierten und vernickelten Messingkessel, der in ein altkupferfarbenes Kesselhaus mit Ziegelsteinmuster eingebaut ist. Geheizt wird mit einem unter dem Kessel befindlichen Trockenspiritusbrenner.
Der Druckkessel besitzt ein Federsicherheitsventil sowie eine Domdampfpfeife. Die Druckleitung wird zu einem einfachwirkenden Pendelzylinder geführt, der wiederum über ein Pleuel die Kurbel und das daran befindliche Schwungrad antreibt.

Das gesamte Modell ist auf einer Eisenplatte montiert. Um mit der Maschine mechanische Modelle antreiben zu können, ist auf der Welle des Schwungrades eine Riemenscheibe montiert. Da das Modell die letzten vierzig Jahre in einem Karton gelagert wurde, waren ein paar kleine Arbeiten durchzuführen. Kolben und Kurbel waren schwergängig und mussten gereinigt und neu geölt werden. Die Kurbel war einwenig aus der Flucht der Schwungscheibenwelle
.
Die Dichtungen der Domdampfpfeife und des Überdruckventils waren ebenfalls spröde und verhärtet und wurden getauscht. Hier konnte ich mit einem geeigneten Stanzwerkzeug aus "neuem" alten Dichtungsmaterial zwei neue Dichtungen herausschlagen und einsetzen. Nun wurde das Modell noch ein wenig vom Staub der letzten Jahre befreit und gereinigt und einem Startversuch stand nichts mehr im Weg.

Nun konnte der Spiritusbrenner mit einem kleinen Stück Trockenspiritus befüllt werden, das wahrscheinlich noch älter war, als die Maschine selbst. Zumindest sieht die Originalschachtel so aus: