Beiträge von Bulli

    Ich hab die ersten Encoder für meine Versuche vor Jahren vom Recyclinghof geholt. Später hab ich dann mal - weil die erhältlichen Scheiben für einen Aufbau zu groß waren - die Encodermuster auf Laserfolie gedruckt und auf Klemmringe geklebt, die auf die Achse passten.


    Im Prinzip reicht Dir für die Impulserfassung eine Scheibe mit 24 oder so Segmenten und eine einfache Gabellichtschranke, dann die Drehrichtung kennst Du ja. Für ersteres reicht eine Aluscheibe, in die Du Löcher bohrst. Du kannst damit keinen 4Q-Drehzahlregler bauen, aber den brauchst Du auch nicht.

    daran hatte ich auch kurz gedacht, allerdings müsste ich dann noch mehr basteln... ich will ja keinen Encoder bauen sondern einen Antrieb für eine Abfüllpumpe. Wenn es sowas fertig gibt, dann präferiere ich die fertige Lösung, zumal mein BLDC incl. Treiber keine 100 Euro gekostet hat.

    schnasseldag : ich teile viele deiner grundsätzliche Überlegungen, jedoch orientiere ich mich bei der Umsetzung an den Lösungen der Fa. Nassenheider. Deren Funktionsprinzip will ich ja nachbauen. Dass die eingesetzten Pumpenköpfe nicht die optimale technische Lösung für Dosieren ist mag sein, jedoch verkaufen sie all diese Lösungen und ich nehme an, dass die (mehr oder weniger) funktionieren.


    Ich brauche keine Ideale Abfülllösung für ein Produkt, ich hätte gerne ein Antrieb, auf den ich verschiedene Pumpenköpfe anbauen kann, der flexibel ist und auch für kleine Chargen geeignet. Ich hatte jetzt mal mit "Flüssiger Joghurt" angefangen, aber dabei soll es nicht bleiben.


    Wir sind drauf und dran so ein Gerät von Nassenheider zu kaufen, jedoch wollte ich vorher versuchen, so einen Antrieb selbst irgendwie hinzubekommen (nur mit "schönerem" GUI, die Bedienung per Menü ist für meine Begriffe nicht gut gelöst)

    Das kann keine Raketenwissenschaft sein.


    Ich werde dann wahrscheinlich die Pumpenköpfe von denen kaufen, da weiß ich dass es funktioniert... Ersatzteile Abfüllanlagen



    btw. einen Abfüllmaschine mit Kolbenfüller haben wir, einen HAMBA 2400 Rundfüller (die läuft noch nicht ganz, da arbeiten wir dran, ist aber ein anderes Thema). Die Maschine ist geeignet um große Stückzahlen eines Produktes abzufüllen, ist aber komplett unflexibel und nicht geeignet für kleinere Chargen.

    Ich würde da - weil ich das schonmal so gemacht habe - da einen stino DC-Motor nehmen und ihn mit einer H-Brücke ansteuern. Grund: Die Motoren gibts in vielen Leistungen, H-Brücken ebenso, und man kann mit Drehzahl und Spannung viel spielen. Man kann low-level mit einem einstellbaren Netzteil anfangen und die optimalen Parameter ermitteln.


    Die Erfassung würde ich mit einem Encoder machen. Zählung und Motorsteuerung mit einem ATmega. Weil ich das kann.

    Ein stino (; DC-Motor kam mir auch in den Sinn, genau aus Deinen genannten Vorteilen.

    Allerdings bin ich dann beim Thema "Drehzahlerfassung" auf das Problem gestoßen, dass ordentliche Encoder ein Vielfaches des Motors kosten (zumindest die, die ich gefunden habe), und man die ja auch irgendwo am Motor an der Welle anflanschen muss, d.h. ich brauche einen zum Motor passenden Encoder... was die Suche nicht vereinfacht.

    Daher bin ich dann recht schnell bei einem Brushless-DC gelandet, der hat zwar keinen "richtigen" Encoder, aber zumindest 3 Hall-Sensoren sind mit drin, fixfertig ohne zu basteln.

    Die Idee mit dem Stepper kam auf, weil es für Dich vielleicht leichter anzusteuern wäre. Ich würde es wegen der Geräuschkulisse nicht machen. Stepper bei höherer Geschwindigkeit hat immer was von Zahnarztbohrer.


    Andererseits hast Du den Brushless schon gekauft, oder hab ich das falsch verstanden?

    ja, einen Brushless habe ich schon, den ich mittels Arduino auch schon rudimentär zum laufen gebracht habe (Kommunikation über Seriellen Monitor, Vorgabe der Drehzahl und Auslesen der Impulse klappt).

    Mein allererstes Post hat genau an dieser Stelle aufgesetzt: Mangels Erfahrung wollte ich fragen, ob mein Vorgehen (Impulse zählen/Motor steuern per Arduino, GUI auf RasPi) halbwegs sinnvoll / Blödsinn / eine Sackgasse... ist ? Ich hab hier in dem Faden schon viel gelernt, u. A. dass man das wohl so machen kann...


    Allerdings haben sich ja inzwischen die Rahmenbedingungen "etwas" verändert, wenn ich jetzt einen Antrieb brauche, der "lediglich" 250 U/min kann, bin ich ja voll im Spielfeld eines Steppers... Geräusche wären jetzt kein Ausschlußkriterium für mich.

    oder ich baue an meinen Brushless ein Getriebe dran...

    so... ich glaube ich muss meine ganzen Überlegungen nochmal auf "Null" setzen, da ich einigen falschen Annahmen und unrealistischen Rahmenbedingungen aufgesessen bin.


    1. Problem: die hohe Spreizung der gewünschten Abfüllmengen in Verbindung mit Genauigkeit und Kürze der Abfüllzeit.

    > wie schon oben geschrieben hab ich mich von dieser Vorgabe bereits verabschiedet.


    2. meine Festlegung auf einen Flügelzellenpumpenkopf: U. A. durch dieses Video Joghurt- und Marmeladenabfüllung mit Flügelzellenpumpen hatte ich mich auf diesen Pumpentyp festgelegt. Im Internet habe ich dann nach so einer Pumpe gesucht und den Pumpenkopf von ZUWA gefunden.

    Durch die Kenndaten (30l / min bei 2800 U/min Drehzahl) dachte ich: klar, das will ich auch, viel Volumenstrom ist gut... d.h. ich war auf der Suche nach einem Antrieb, der diese Drehzahl erreichen kann.

    Mein Irrtum: wie im vorigen Thread dargestellt, sind diese hohen Volumenströme bei dem relativ kleinen Rohrquerschnitt für mein Abfüllvorhaben realistisch gar nicht darstellbar. D.h. ich brauche auch keinen Antrieb für so hohe Drehzahlen.

    Weiterhin hat mich eure Diskussion "auf den Trichter" gebracht, dass ich ja primär FLÜSSIGEN Joghurt abfüllen will, Nassenheider nutzt einen Flügelzellenkopf aber nur für stückiges und/oder zäher fließendes Abfüllgut. Bei flüssigen Produkten nutzen die in den meisten Fällen einen Zahnradpumpenkopf.


    ich habe nochmals intensiv die "Fillogy" bzw. die Nassenheider Website studiert. Grundsätzlich haben die 3 verschiedene Motormodule mit 100 U/min, 250 U/min und 3000 U/min.

    Dazu haben sie 3 verschieden große Zahnradpumpenköpfe, 2 Schlauchpumpenköpfe und 1 Flügelzellenpumpenkopf. Der Flügelzellenpumpenkopf wird mit max. 100 U/min angetrieben, und ist mit max. 5 Liter / min angegeben. Also weit weg von dem ZUWA-Pumpenkopf. Der würde bei 100 U/min nur rund 1 Liter fördern (falls man das einfach linear runterrechnen kann).

    Die Schlauchpumpen und Zahnradpumpenköpfe werden alle mit max. 250 U/min angetrieben, bis auf die kleinste Zahnradpumpe, die wird mit max. 3000 U/min angetrieben).


    Für den 100-er Antrieb gibt's eine Ersatzteilliste online (bei den anderen leider nicht), die verwenden hierfür einen schnöden Schneckengetriebe-Motor (!) mit Hall-Sensor: Getriebemotor

    In den Tiefen des Internet hab ich auch technische Daten des Motors gefunden:

    U = 24 V, P= 100 W, Anlaufdrehmoment = 90 Nm, Nenndrehmoment= 9,5 Nm


    Wenn ich mich nun an dem 250-er Antrieb orientiere, sprich wenn ich nun einen Motor für 250 U/min auslegen will, kann ich die benötigte Leistung doch einfach linear hochskalieren? Das benötigte Drehmoment müsste eigentlich gleich bleiben (?), nur die Leistung muss steigen, da ich das Moment bei einer höheren Drehzahl benötige....

    Leistung an einer rotierenden Welle: P = 2 pi * M (Drehmoment) * n (Drehzahl).

    In der Formel ist das Moment und die Drehzahl linear drin.


    D.h. wenn ich nicht völlig falsch liege, suche ich einen Motor mit (mindestens) 250 W, der dauerhaft 10 Nm bringt...?


    Mal unabhängig vom letztendlich benutztem Pumpentyp (und daher unterschiedlichen benötigten Momenten). Ich meine als grobe Richtung zur Auswahl des benötigten Motors kann ich mich doch daran orientieren.

    das benötigte Drehmoment kenne ich natürlich auch nicht.

    ZUWA bietet diesen Pumpenkopf aber wie erwähnt auch direkt mit Motor an, hier einen DC-Motor mit 250 Watt (die Pumpenköpfe sind ja gleich bis auf die Anschlusswelle). Daran würde ich mich orientieren. Von einem komplett verschlissenen Pumpenkopf gehe ich nicht aus, und in der Realität muss man dann Vorkehrungen treffen, dass beim Anfahren eben keine 2 Meter leer angesaugt werden müssen.


    Kann man abschätzen, welche Lösung den höheren Programmier-Aufwand macht bzw. was komplexer zu programmieren ist (von den 3 Lösungsvarianten in einem meiner vorigen Posts).

    Gibt es da signifikante Unterschiede vom Aufwand, oder kann man das so pauschal nicht sagen?


    Für einen erfahrenen Programmierer wird das wahrscheinlich egal sein, für mich wird das eine Herausforderung werden.

    Und Du glaubst nicht, wie schnell Milchprodukte unter solchen Bedingungen anfangen zu gammeln. Da reichen kleinste Restmengen in irgendwelchen Ritzen, und das stinkt übelst. Ich konnte einmal auf Tage nicht mehr an Milch und Joghurt ran, weil ich immer den Geruch in der Nase hatte.

    Das glaub ich Dir sofort, Hygiene ist eine der größten Herausforderungen. Wir produzieren nicht nur Joghurt, sondern auch Käse und diverse andere Milchprodukte. Reinigen ist also Tagesgeschäft. Dass so eine Flügelzellenpumpe nach jedem Gebrauch komplett zerlegt werden muss ist mir klar.


    Meine Anfrage ging hier primär nach "Joghurt" dosieren, weil Joghurt bei uns der "Highrunner" mit dem größten Produktionsvolumen ist. Wir könnten viel mehr produzieren und vor allem auch andere Milchprodukte, aber das Thema Abfüllen/Dosieren/Verpackung ist für uns die größte Herausforderung.

    Einen Umstand hast Du nämlich vergessen. Die Flügelzellenpumpe kann nur in diskreten Portionen gemäß der Anzahl Ihrer Flügel portionieren. Da nützt es auch nix, einen Stepper zu haben, der sonstwie genau positionieren kann.

    Das ist mir klar, der hier verwendete Impeller (t'schuldigung): Flügelzellenrotor? hat 9 Kammern, das ist quasi das "kleinste" Abfüllvolumen, wobei ich nicht weiß wie sich das System verhält, wenn man mitten in einer Kammer anhält. Das müsste man halt mal ausprobieren.


    Mir ist auch klar, dass ich hier nicht auf dem Reißbrett ein System entwerfe, dass dann baue und es sofort funktioniert so wie erdacht/erhofft.

    Da wird es mehrere Iterationsschleifen geben müssen.

    Nur: irgendwo muss ich mal anfangen in Hardware zu gehen... und dafür brache ich einen Antrieb der mir einen Pumpenkopf antreibt :-)


    Nach dem Überfliegen des Datenblattes kam mir der Gedanke, wieso Du nicht einfach mal eine kleine "Übung" mit einer Bohrmaschinenpumpe machst? Damit bekommst Du zumindest mal ein Gefühl für die Physik, des Aufbaus - als da wären Tropfenbildung, Dosierreproduziergenauigkeit, Nachlauf, Ansaugvermögen und ~Fehler bei Trockenlauf... Drehzahlabhängigkeit der Fördermenge, Diffusorauslegung...

    Die Idee ist gut, ich denke ich werde mir aber gleich einen Bohrmaschinen-Pumpenkopf von ZUWA holen, halt die "Standardversion" mit Alugehäuse. Der ist preislich vertretbar, und ich habe gleich die "echten" Dimensionen zum Testen.

    Wenn das alles nicht hinhaut habe ich halt einen Bohrmaschinengetriebenen Flügelzellenpumpenkopf im Keller, sowas braucht man immer mal :-)


    so... ich drehe mich immer noch um den Motor bzw. wie ich das ganze antreibe. Flügelzelle oder Schlauchpumpe hin- oder her, im Idealfall habe ich einen Antrieb, an den ich jegliche Arten von Pumpemkopf anbauen kann.


    Die Fa. Nassenheider hat wie erwähnt auch verschiedenen Pumpenköpfe im Programm, je nach Medium, nur preisen die Ihr System nicht mit so einer großen Spreizung in der Abfüllmenge an, wie ich es gerne hätte....sicherlich aus gutem Grund.

    Ich hatte halt gehofft, mir eine Eierlegende Wollmilch.... basteln zu können.



    Also: ich ändere meine Vorgaben wie folgt: vergiss die 5 Liter, ich peile 100 ml … bis maximal 1 Liter Abfüllmenge pro Dosiervorgang an.

    Das ganze basierend auf dem erwähnten Flügelzellenpumpenkopf.


    Für die 5 Liter muss ich mir dann etwas anderes einfallen lassen, aber ich muss mal irgendwo anfangen.


    Welchen Antrieb würdet Ihr für diese Vorgaben favorisieren?

    Da komm ich jetzt nicht mit: Der Pumpenkopf ist doch Industriequalität. Wieso muss da jetzt ein billiger Motor vom Chinesen dran?


    Um den Motor auswählen zu können, musst Du reale Pumpenparameter haben: Anlaufmoment, Dauerdrehmoment bei verschiedenen Drehzahlen. Und vor allem: Bei Deinem Fördermedium. Die Pumpenkennlinien sind für Wasser, die kannst Du nicht einfach auf höherviskose Medien wie Joghurt übertragen.


    Btw: Für Joghurt würde ich eine Schlauchpumpe nehmen. Viel leichter zu reinigen.


    das mit dem Chinamann war nicht ganz ernst gemeint, ich hab auch sonst keinen Stepper gefunden, der ein Übersetzungsgetriebe hat. Untersetzungen gibt's zuhauf. Einen Stepper zu übersetzen ist offensichtlich eine ungewöhnliche Anwendung :-)


    Wo bekomme ich die realen Pumpenparameter her? In Ermangelung dieser Werte habe ich halt geschaut, an was für Motoren der Pumpenhersteller seine Pumpenköpfe anflanscht. Den Pumpenkopf gibt es mit 230/400 V AC-Motoren mit 370 Watt und 12/24 V DC-Motoren mit 250 Watt. Ich denke daran kann ich mich bei der Motorauswahl grob orientieren?

    In meinem Fall ist der Yoghurt noch nicht gesäuert, d.h. ich will eigentlich Milch mit ein bisschen Fett drin pumpen. Die Viskosität wird sich nicht allzu sehr von Wasser unterscheiden.


    Bzgl. Pumpe: ja, über eine Schlauchpumpe hab ich auch schon nachgedacht.

    Meine Wahl auf "Flügelzellenpumpe" (hab ich von Dir gelernt dass das richtigerweise so heißt (: ) rührt daher, dass die Firma Nassenheider (deren Prinzip ich nachbauen will) für den speziellen Fall "Yoghurt mit Fruchtstücken" eben so eine Pumpe wählt. Den Anwendungsfall "mit Fruchtstücken" will ich mir offen halten. Da ich selbst keine Ahnung von Pumpen habe und mir das alles die letzten Monate angelesen habe, vertraue ich auf deren Expertise...

    Bin aber offen für jegliche Ratschläge, zumal der ZUWA-Pumpenkopf auch kein Schnapper ist, der kostet über 500 Scheine...

    Hallo schnasseldag,


    erstmal aller größten Respekt und Dank dafür, dass Du dich da so reinhängst und das kritisch hinterfragst.

    Nicht zu vergessen, die Zeit, die Du dafür aufbringst das alles noch so detailliert zu "Papier" zu bringen!


    Du hast recht, das sind Kennwerte des Pumpenhersteller bei Null Druckdifferenz. Mehr gibt das Diagramm nicht her Diagramm der Pumpe auf Seite 8 des PDF (es ist die "2000-A"-Pumpe).


    Und selbst wenn theoretisch 30l/min aus der Pumpe kämen, würde ich das sicher nicht ohne Kleckern in den Eimer bringen. Auf die Idee, einfach mal einen Eimer zu füllen um das plastisch nachzuvollziehen bzw. ein Gefühl für die Größen zu bekommen bin ich gar nicht gekommen :thumbup:


    Ich bin wie gesagt nicht davon ausgegangen, dass ich die 30l/min wirklich erreiche, ich habe die Kennwerte in Erster Linie hergenommen, um das Fördervolumen der Pumpe pro Umdrehung zu überschlagen.

    Auf Basis der 30l/min bei 2800 U/min bin ich dann eben auf die 0,093 Umdrehungen pro Gramm gekommen (wenn ich keinen Mist gerechnet habe...).


    Mein Problem ist ganz klar die große Spreizung der Abfüllmengen, dessen war ich mir bewusst ohne das wirklich so im Detail beleuchtet zu haben.


    Aber nehmen wir mal Deine schöne Rechnung als Beispiel (wobei ich bei einem 1/2" Rohr (DN15) auf rund 1,76cm^2 Querschnitt komme und nicht wie Du auf 2cm^2. Aber meine 1,76cm^2 verschärfen das Problem ja nur):


    Der Pumpenkopf hat einen 3/4" Anschluss, das entspricht DN20, also 20 mm Innendurchmesser. Hieraus ergibt sich 3,14cm^2 Querschnitt.

    Im Augenblick brauchen wir ca. 2 Minuten, um einen 5 L Eimer per Schwerkraft zu füllen. Wenn ich einfach mal mit 30 Sekunden "Wunschzeit" für eine Füllung per Pumpe rechne, wären wir bei rund 0,5 m/s ….hmm…. ?


    Die 2 m Ansaughöhe waren auch nur eine grobe Schätzung aus der Hüfte raus, Du hast natürlich auch recht, das so gering wie möglich zu halten.

    Bei kleineren Abfüllvolumina würde ich das abzufüllende Gut eh in einen großen Trichter oberhalb der Pumpe vorfüllen.

    Wobei kleine Volumina ja nicht mein Problem sind.


    Ich knoble an der Sache ja nun schon eine ganze Weile rum, und ich weiß nicht ob ich so ins Ziel komme.

    Im optimalen Fall läuft das ganze irgend wann mal und man kann zumindest kleinere Mengen dosieren, wenns auch keine 5 Liter sind...

    Vielen Dank alle zusammen für den Input bisher. Bin nun etwas schlauer, jedoch ...


    Mir ist klar, dass es DIE optimale Lösung für meine Aufgabenstellung nicht gibt. Vor allem muss ich die Lösungsansätze

    auch unter dem Blickwinkel der Machbarkeit meinerseits her betrachten, und da sind meine rudimentären Programmierkenntnisse die größte Hürde.


    Nochmal Zusammenfassung der Lösungsansätze, wie ich sie verstanden habe:


    Ich suche einen elektrischen Antrieb für eine Pumpe.

    - Mit der Pumpe sollen mehrfach hintereinander Dosiervorgänge ausführen werden (Medium: Wasser/Yoghurt).

    - Dosiermenge soll über Anzahl der Umdrehungen der Pumpe(=des Motors) gesteuert werden.

    - Dosiermenge pro Abfüllvorgang: zwischen 100 ml bis zu 5 Liter, wobei 100 g ca. 9,3 Umdrehungen des Pumpenkopfs entsprechen.

    - gewünschte Dosiergenauigkeit ist +/- 2 %. Bei 100 g also +/-2 g was ca. +/- 60° Pumpendrehung entspricht.

    - Maximaldrehzahl des Pumpenkopfs ist 2800 U/min

    - Bedienung der Pumpe für den Endanwender über GUI


    Lösung A:

    "mein" Brushless DC-Motor (57BLF03) mit Controller (der 16 Impulse pro Motorumdrehung zurückliefert, also alle 22,5° ein Puls).

    Eingabe und Bedienung per GUI auf Raspi > Kommunikation Raspi - Arduino über Serielle Schnittstelle > Arduino empfängt Vorgabe vom GUI, steuert den Motor an, zählt Pulse, stoppt Motor, liefert Ergebnis an GUI zurück.


    Vorteil: Motor kann lt. Datenblatt 3000 U/min und könnte somit evtl. meine Erwartung an hohe Abfüllmenge (Volumenstrom) erfüllen. Alle 22,5° ein Puls reicht, um meine Anforderung an Genauigkeit zu erfüllen.


    Arduino muss so programmiert werden, dass beim Anlaufen des Motors eine Drehzahlrampe hochgefahren wird (Schonung der Hardware) sowie vor Erreichen der gewünschten Anzahl an Umdrehungen eine Drehzahlrampen heruntergefahren wird (Punktgenaues Anhalten ermöglichen).


    Lösung B:

    Stepper-Motor (irgend ein NEMA 23), Big-Easy Treiber.

    Eingabe, Bedienung über GUI und Ansteuern des Treibers mit dem RasPi.


    Vorteil: alles läuft über Raspi, Schrittgenauigkeit (200 / Umdrehung) ist mehr als ausreichend für meine Anforderung an Abfüllgenauigkeit.


    Nachteil: Begrenztes Drehzahlvermögen bzw. abnehmendes Drehmoment bei höherer Drehzahl beim Stepper-Motor (ca. 1000 U/min?). Ich habe bereits nach Übersetzungsgetrieben gesucht, aber auf Anhieb nichts gefunden. (Untersetzungen gibt's genug...).



    Lösung C: Stepper-Motor a la schnasseldag :

    Stepper Motor, RAMPS 1.4 Board, Marlin Software (G-Code basierend) auf Arduino

    GUI auf Raspi, GUI-Anforderung in G-Code "übersetzen" > G-Code-Befehle an Arduino /Marlin schicken, der den Stepper ansteuert


    Vorteil: kein Programmieraufwand auf Arduino, man müsste "lediglich" die Anforderungen des GUI in G-Code "übersetzen" (wenn ich das alles richtig verstanden habe....)


    Nachteil: siehe B



    Habe ich etwas übersehen? Ich tendiere im Augenblick zu Lösung A, da ich damit theoretisch den größten Volumenstrom erreichen kann. NEMA-Stepper mit Übersetzungsgetriebe habe ich wie erwähnt keine gefunden, zumindest nicht beim Chinamann...


    Allgemein: den PiXtend brauche ich für keine der Lösungen wirklich. Stört aber auch nicht, ich nutze halt "nur" den Raspberry da drauf.


    Die größte Herausforderung ist für mich die Software, da ich da sehr wenig Erfahrung habe.

    Wie schätzt Ihr den Programmieraufwand im Vergleich der drei Lösungen ein?


    Gruß

    so.. hier ist ja zur nachtschlafenden Zeit noch richtig was los... :thumbup:

    danke auch an schnasseldag für die Abhandlung, das muss ich erst nochmal in Ruhe lesen.


    ich fasse nochmals (meinen) Stand zusammen:


    Wenn ich die Dosierung per Anzahl der Umdrehungen steuern möchte, reden wir also von einem "Positionierproblem", d.h. der Motor muss an einer definierten Stelle bzw. nach einer vorgegebene Anzahl Pulsen anhalten.

    Wenn ich vor Erreichen der vorgegebenen Pulszahl die Motordrehzahl per Rampe absenke, müsste eine genaue Positionierung doch möglich sein?


    Anhand der Pumpenkennlinie (max. Fördermenge: 30 Liter/min bei 2800 U/min) entsprechen 1 g = 0,093 Umdrehungen bzw. ca. 30°.

    (bei anderen Drehzahlen wird die Fördermenge abweichen, aber ich hab keine anderen Werte und zum groben Überschlagen reicht das.)


    D.h. wenn ich 100 g abfüllen will, brauche ich rund 9,3 Umdrehungen. Bei gewünschter Genauigkeit von +/- 2 g muss ich auf +/- 60 ° anhalten / positionieren. Bei 1000 g brauche ich entsprechend 93 Umdrehungen und muss auf +/- 600 ° positionieren.

    Das sollte doch möglich sein...?

    Ich muss allerdings sicherstellen, dass die Zählung der Pulse genau erfolgt und keine Pulse verloren gehen.




    Ok ... also wenn das in der Lebensmittel-Branche zum Einsatz kommen soll, dann würde ich erst mal die Rahmenbedingungen überprüfen ...

    Kann leicht sein, dass Du Deine Idee dann gleich in die Tonne hauen kannst, weil die benötigten Zulassungen den finanziellen Rahmen sprengen (z.B. weil das eine "Insellösung" ist, die komplett als Unikat abgenommen werden muss).


    cu,

    -ds-

    lass mich mal so sagen.... Wir reden von einem Schwellenland. Zulassung in unserem (deutschen) Sinn gibt es nicht. Wir sind da schon seit mehreren Jahren auf dem Mark.

    Mein gewählter Pumpenkopf ist komplett aus Edelstahl, außer dem und einem Ansaugschlauch und einer Auslassdüse kommt da nichts mit dem Abfüllgut in Berührung... besser als die Abfüllung mit Fingern im Messbecher wird das allemal (:

    hui... jetzt geht's los.


    Ok, ich wollte im ersten Post nicht gleich mit allen Details langweilen, zu lange Posts liest eh keiner...


    Das abzufüllende Gut ist in erster Linie Joghurt (geimpft aber noch nicht durchgesäuert, d.h. das Medium ist noch flüssig. Der Einfachheit halber kann man die Viskosität von Wasser annehmen). Ansaughöhe für die Abfüllpumpe wird maximal 2 m sein.

    Zur Zeit füllen wir in mehrere Gebindegrößen ab: von 100 ml Gläser, 500 ml Becher, 1 Liter Eimer bis zu 5 Liter Eimern.

    Das wird zur Zeit alles per Hand (Messbecher) bzw. bei den Eimern per Schwerkraft (per Ablasshahn aus dem Vorratstank) gefüllt.

    Abfüllmenge pro Tag sind zur Zeit ganz grob ca. 100-200 von den 100ml Gläsern bzw. 100 5-Liter Eimern und alles zwischendrin.


    Das ganze wollen wir irgendwie automatisieren. Dann schaut man sich auf dem Markt um, was es da für Abfüll-Lösungen gibt. Meistens Großindustrie, für uns nicht tauglich. Auf der "Kleinen" Seite gibt es u. A. die von mir im ersten Beitrag verlinkte Firma, die ein großes Portfolio an Abfüll-Lösungen für Kleinbetriebe anbietet. Das ganze ist modular aufgebaut, d.h. es gibt einen Antriebsblock/Modul mit Motor und integrierter Steuerung, an die man je nach abzufüllendem Medium verschiedene Pumpenköpfe (Flügelzellen, Zahnrad, Schlauch…) montieren kann.

    Dazu gibt's Drehtische und sonstige Automatisierungen. Schicke Lösungen, für uns nicht bezahlbar.


    Das "Elegante" an deren Abfülltechnik finde ich, dass die komplett ohne Durchflussmesser auskommen (was nicht da ist, geht nicht kaputt und verdreckt nicht > Hygiene).

    Bei jeder neuen Abfüll-Charge muss daher die Anlage "kalibriert" werden: D.h. ich gebe die gewünschte Abfüllmenge ein, die Anlage dosiert mir ein erstes Gebinde (mit annähernd der Menge, irgendwo abgespeichert), ich stelle das auf die Waage und gebe das eben abgefüllte Gewicht ein. Die Software bildet die Differenz und interpoliert / adaptiert die neue Abfüllmenge.

    Das Schöne daran ist, dass mich dann Viskosität und Fluiddynamische Einflüsse quasi nicht interessieren. Von dem jetzt abzufüllendem Medium entsprechen halt x Umdrehungen (bei vorgegebener Drehzahl / Rampe) zum Beispiel 250 Gramm.... (Hinweis: ich nehme an, dass die Umdrehungen der Pumpe zählen, das ganze könnte natürlich auch zeitgesteuert sein).


    So, das ist der Status Quo.

    Ich möchte nun eine Abfüll/Dosierpumpe bauen, mit der ich irgendwie dort hinkomme. Der Pumpenkopf ist gegeben (Impeller/Flügelzellen, da die verlinkte Firma für Yoghurt mit Fruchtstücken auch so einen Pumpenkopf verwendet).

    Als Abfüllgenauigkeit wäre +/- 2% schön.

    An einem sinnvollen Antrieb (was für einE-Motor /Steuerung) knobel ich ja schon eine Weile rum, habe da aber keine Erfahrung.


    Die Spreizung meiner gewünschten Abfüllmenge zusammen mit der Abfüllgenauigkeit EDIT: und zusammen mit der Abfüllzeit (kleinstmöglich) wird wohl eine große Herausforderung.


    Bezüglich maximaler Volumenstrom muss man das dann in der Praxis für jede Gebindegröße testen, wieviel in der Realität funktioniert.

    Wenn ich eine genaue Anzahl an Umdrehungen als Grundlage für die Dosierung nehme (d.h. zielgenaues Positionieren), wird eine Rampe sicherlich Sinn machen (Absenken der Drehzahl ab z.B. 80% der vorgegebene Füllmenge, so dass der Motor dann zielgenau stoppen kann).

    Das muss man natürlich alles in der Realität ausprobieren....



    Edit: Schreibfehler korrigiert

    EInfach mal umrechnen ...

    Danke, die Einteilung nach "NEMA" Norm ist mir mehr oder weniger bekannt. Meines Wissens normiert die aber hauptsächlich die Baugröße der Motoren. Den Schrittmotoren, die ich bisher gefunden habe, gehen aber meist bei 500 - 1000 Umdrehungen die Puste aus, d.h. das Drehmoment fällt stark ab (ich glaube mich an irgendwelche Diagramme zu erinnern, die das zeigten).

    Ein Getriebe möchte ich wenn irgend möglich vermeiden. Scharlih sprach ja davon, dass ein "ordentlicher" Schrittmotor genug Drehzahl aufbringt, um meine Pumpenflügel zu zerbröseln … sowas brauch ich :thumbup:

    Daher meine Frage, was ist "ordentlich"? Das Thema Schrittmotor ist im Detail neu für mich und ich dachte bisher wie erwähnt dass Schrittmotoren über ca. 1000 Umdrehungen nur noch wenig Drehmoment aufbringen.

    Such ich jetzt einfach irgendeinen NEMA 23 vom Chinamann, oder gibt's da was Besseres?

    Prinzipiell sicher keine schlechte Idee, so kann man auch gleich prüfen ob das Abfüllgewicht im Toleranzbereich ist. Allerdings soll anscheinend von Hand abgefüllt werden, so dass ein leeres Magazin auffallen dürfte.

    jepp :thumbup:

    Die ganze Sache soll für einen Bekannten von mir sein (der ist nicht in Deutschland, der sitzt in einem 2. Welt Land unter Palmen :-)

    zur Zeit füllen die alles händisch ab. Ideen hab ich mehr als genug, allein an der Umsetzung hapert es...


    Ich hatte mal bei der Firma aus dem oben verlinkten Video angefragt; haben wirklich schöne Sachen. Allerdings sind die Preise auch dementsprechend... Und die Bedienung mit dem fummeligen Display und die Menüführung ist m. M. nicht schön gelöst...

    Heissa, da bin ich wohl im richtigen Forum gelandet :bravo2::thumbup:


    Also... ich fasse mal zusammen, was ich bisher verstanden habe: Ihr würdet für meinen Fall einen Schrittmotor nehmen.

    Den Motortreiber über Arduino ansteuern, GUI auf Raspi..

    Ein ordentlicher Schrittmotor mit ordentlicher Ansteuerung kann locker genug Drehzahl aufbringen, um Deine Pumpenflügel in viele kleine Silikonkrümelchen zu zerlegen.

    so... kannst Du "ordentlich" für diesen Fall etwas näher definieren?


    ich wollte folgenden Flügelzellen-Pumpenkopf verwenden: ZUWA Nirostar Impellerpumpen (Nirostar 2001 A ohne Motor).

    Bezüglich benötigter Leistung des E-Motors: ich hatte mal versucht, die benötigte Leistung an der Pumpenwelle rechnerisch zu überschlagen, bin allerdings kläglich gescheitert, da kamen irgendwelche unplausiblen Werte um mehrere Potenzen zu klein dabei raus.

    Der Hersteller bietet die Pumpen ja mit verschiedenen Motoren an, der DC Motor für "meinen" kleinen Pumpenkopf hat 250 W. Daran kann ich mich ja grob orientieren.


    Kannst Du mir Schrittmotoren empfehlen bzw. worauf ich achten muss wenn es ein "ordentlicher" sein soll?

    Wenn der maximal 2000 Umdrehungen macht, würde es mir schon reichen.

    Und was spricht degegen, das Ganze umzudrehen und einen Schrittmotor zu verwenden?

    ja, einen Schrittmotor zu verwenden hatte ich auch schon überlegt.

    In dem oben verlinktem Video wird (nehme ich an) auch ein Schrittmotor verwendet, am Ende jeden Abfüllvorgangs dreht der Motor ja geschätzte 5° Rückwärts um die Abfülldüse zu entlasten bzw. ein Tropfen zu verhindern.

    "Problem" eines Schrittmotors ist aber, dass der in der maximalen Drehzahl begrenzt ist, und wenn ich größere Abfüllvolumina habe, dauert das dann zu lange. Ich würde gerne zwischen 100 ml und 5 Liter pro Abfüllvorgang dosieren.

    Wahrscheinlich ist diese Spreizung zu groß um das sinnvoll umzusetzen und ich werde am Ende doch zwei separate Pumpen brauchen.


    Den Motor den ich im Augenblick gewählt habe ist ein Kompromiss aus "Genauigkeit" (16 Pulse pro Umdrehung zum Ansteuern kleiner Abfüllmengen) und großer Abfüllgeschwindigkeit (3000 U/min für größere Abfüllmengen).


    Ich habe keine Ahnung, ob meine im Augenblick gewählte Hardware (der E-Motor und mein Pumpenkopf) letztendlich meinen Anforderungen (Abfüllgenauigkeit auf der einen Seite und maximalem Volumenstrom auf der anderen Seite )entsprechen, hierfür müsste ich das ganze erstmal zum Laufen bringen und dann Abfülltests fahren.


    Dafür muss ich das ganze aber erstmal prinzipiell zum Laufen bringen :conf:


    Und: was würde sich mit einem Schrittmotor prinzipiell an der Ansteuerung bzw. Software ändern?

    USB ist unnötig. Den Arduino mit 3.3V Pegelwandler direkt an den Raspi hängen. Entweder Uart, SPI oder I2C. Wobei Uart am einfachsten geht, aber timingkritisch ist (der Arduino-Takt passt nicht gut zu hohen Uart-Taktraten). SPI geht am schnellsten.

    was meinst Du mit "unnötig" bzw. was spricht gegen USB? Mir sind die genauen Vor- und Nachteile der genannten Anbindungen / Protokolle nicht geläufig.

    USB ist für mich auf den ersten Blick halt einfach zu realisieren: Verbindungskabel rein und fertig. Zudem wird der Arduino so gleichzeitig mit Spannung versorgt...


    Generell:

    auf einen separaten Microcontroller zur Erfassung der Pulse werde ich nicht verzichten können, richtig?


    Ich hatte gehofft, das ganze ausschließlich mit dem Raspi steuern zu können. Die Ausgänge des PiXtend-Boards "können" ja 5 Volt, damit kann ich den Treiber des Elektromotors ansteuern, aber die Pulse werde ich in dieser Frequenz wohl nicht zuverlässig direkt mit diesem PiXtend erfassen können?

    Hallo zusammen,


    meine Name ist Stefan, ich bin 43 Jahre jung und komme eigentlich vom Maschinenbau.


    Als Hobby-Projekt hab ich nun vor, mir (bzw. für einen Kollegen) eine Abfüllpumpe zu bauen und ansteuern zum Abfüllen bzw. Dosieren diverser Flüssigkeiten.

    Im Prinzip soll so etwas Ähnliches wie dies hier dabei herauskommen: Video Abfüllpumpe von Fa. Fillogy/Nassenheider ,

    jedoch mit einem "schöneren" GUI für einfachere Bedienung für den Endanwender.


    Für den Antrieb der Pumpe habe ich einen 24V Brushless-DC-Motor incl. Treiber: http://www.wantmotor.com/product/8015a.html vorgesehen.

    Der Motor-Treiber hat 5 Volt TTL-Ein- und Ausgänge für diverse Signale. Der Motor hat 3 Hall-Sensoren, die pro Umdrehung 16 Impulse an einen Ausgang liefern.

    Die Drehzahl des Motors kann man über ein analog (0-5V) bzw. PWM-Signal steuern.


    Ich möchte nun den Motor ansteuern und verschiedene Abfüll/Dosiermenge entweder über eine zeitliche Ansteuerung oder über die Anzahl der Motorumdrehungen realisieren, d.h. entweder den Motor über eine definierte Zeit ansteuern oder über eine definierte Anzahl an Motorumdrehungen. Für letzteres muss ich die Impulse zählen.

    Der Motor kann laut Datenblatt 3000 U/min, bei 16 Pulsen pro Umdrehung wären das maximal 800 Pulse pro Sekunde, die ich sicher erfassen müsste.

    Meine gewünschte Abfüllgenauigkeit entspricht ca. einer halben Motorumdrehung.


    Ich habe mir schon mehrere Gedanken gemacht, wie ich das ganze am besten umsetze.


    Den Motor selbst habe ich mit einem Arduino zum Laufen bekommen, da ich aber ein "schönes" GUI will, komme ich mit dem Arduino nicht weit.

    Daher bin ich beim Raspberry Pi gelandet, da dieser aber "nur" 3 Volt an den GPIO-Ports kann, habe ich mir in einem Schnellschuss das hier bestellt: SPS-Modul PiXtend V2

    Also eine SPS-Steuerung auf Basis eines Raspberry Pi. Nur habe ich festgestellt, dass das ganze zum Impulse zählen für meine Anforderungen wahrscheinlich zu langsam ist (die Kommunikation der SPS-Karte mit dem Raspi läuft über den SPI-Bus). Also brauche ich doch einen separaten Microcontroller zumindest zum Zählen der Impulse?


    Meine Überlegungen gehen jetzt in folgende Richtung: Zählen der Impulse des Motors mit einem Arduino (evtl. auch gleich Ansteuerung des Motors), Anbindung und Kommunikation des Arduino mit dem Raspi über Serielle Schnitstelle (USB) und Darstellung des GUI über den Raspi...


    Macht das halbwegs Sinn, oder gibt es bessere Vorschläge?


    Besten Dank,


    Gruß Stefan