DIY Aquariumcomputer auf Arduino Basis, die zweite

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    Aus Gründen der Höflichkeit bitten wir das Geschriebene mit seinem Vornamen zu kennzeichnen, Danke, das Team der IG.

    • DIY Aquariumcomputer auf Arduino Basis, die zweite

      Hallo Gemeinde,
      Hard- und Software sind fertig zum Einsatz. Was noch ansteht ist die Verkabelung mit dem Schaltschrank und die Einrichtung des WLAN. Auf dem Bild ist noch die Experimentierplatine zu sehen. Eigentlich muss nur noch Strom ran...
      Da das Aquarium noch nicht in Betrieb ist, war das Projekt Arduino eigentlich für die dunkle Jahreszeit vorgesehen- so kam es eben anders. Also in kleinen Schritten werden die Projekte für 2015 umgesetzt. Gekostet hat das ganze mit Peripherie ca. 80,-€, was hier auf dem Bild zu sehen ist.
      Der CPU kann Heizung, Kühlung, mehrere Temperaturen messen, mehrere Beleuchtungen, Dimmen, hat verschiedene Wasserwechsel- und Auffüllfunktionen, WLAN bedienen und Alarme ausgeben und ein kleines vierzeiliges Display betreiben. Auf dem Display ist Temperatur, Zeit, mehrere Zustände verschiedener Aggregate abgebildet. Im Störfall wird eine Telefonnummer gezeigt und natürlich, was den Alarm auslöst um den Fehler zu beheben. Dabei habe ich mich auf eine einfache "Entstörung" beschränkt um einen beauftragten Pfleger nicht zu viel zuzumuten. So kommt z.B. eine Meldung Vorratsbehälter leer oder Temperatur zu hoch u.a.
      Ein Pipser gibt pro min 5 Pulse á 0,5 sek bei einer Störung aus. Das reicht, wenn das Ding in der Nacht losgeht. Ich hoffe aber es ist für ein paar Jahre störungsfrei! Insgesamt schaffe ich mit dem Ding das Aquarium mindestens 10 Tage autark am laufen zu halten, ohne dass irgendjemand eingreifen muss. Ich kann dank WLAN ein Telefon meiner Wahl mit einer SMS und der Angabe des betreffenden Fehlers anrufen, mit meinem Rechner über das WLAN eine Verbindung aufbauen, Fehler auslesen oder umprogrammieren- fast in Echtzeit alle relevanten Daten abrufen.
      Für die Pumpensteuerung habe ich mich für einen zweiten, separat betriebenen CPU entschieden, weil das ganze flüssiger läuft. Das ist noch nicht ganz fertig, weil das Steuerteil der Pumpe noch einige Änderungen der Hardware erhalten muss und in der Programmbibliothek einige Strömungsmuster umprogrammiert werden. Also der CPU wird eine Vielzahl an variablen Strömungsmustern per Random Funktion wählen, so dass es keine Gleichförmigkeit geben wird. Einziges Zugeständnis an meine Mitbewohner ist eine Nachtabsenkung der Pumpenleistung. Das ist leider noch nicht fertig. Dieses Teil wird dann auf das Teil aufgesteckt, was hier abgebildet ist.
      Eigentlich habe ich mich lange Zeit gegen eine solche Technik gewehrt. In der Praxis ist es aber so, dass es ganz schnell gehen kann, dass man ein paar Tage nicht zu hause ist...
      Falls jemand Interesse hat sich das Programm zu laden, kann mich per PN anschreiben. Das hilft vielleicht eigene Projekte zu erstellen weil die Bibliotheken dazu schon vorhanden sind und notfalls schnell umgeschrieben werden können.
      Nach Weihnachten wird eine Rasp 2 dazukommen und Kameras, so dass man live Bilder sehen kann. Es werden mehrere Kameras zum Einsatz, da noch eine Zuchtstation entstehen soll.
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg
    • Sehr schön Dietmar, weiter so!

      Ich sehe aber ziemlich wenig externe Elektronik. Wie sehen denn Deine Ein-/Ausgangsschaltungen für Sensoren, Pumpen usw. aus?

      Ich musste leider lernen, dass man ziemlich schnell EMV-Probleme bekommt, wenn man ein paar Meter Kabel kreuz und quer verlegt... Musste daher einiges an Schutzschaltungen nachflicken, damit der Controller nicht verrückt spielt.
      Gruß, Robert
      __________________________________________________________________________
      I) 460l Miniriff
      Algenrefugium, 180W LED (DIY), Mondphasen- und Strömungssimulation, DIY-Wavebox, Balling, DIY-Aquariencomputer
      II) 240l Nord-/ Ostsee / Mittelmeer - Anemonenaquarium
      35g/l Salz, je nach Jahreszeit 10...20°C, gekühlt über Erdleitung, 30W LED
      III) 200l Nord-/ Ostsee - Röhrenmäuler
      60W LED, Wasserkreislauf verbunden mit II)
    • Hallo Dietmar

      Habe zwar keinen blauen Dunst davon, aber das Projekt an sich ist sehr interessant.

      Nur leider würde ich mir sehr wahrscheinlich einen Finger einlöten. :rolleyes:

      Daher die Frage, soll es es ein Einzelprodukt bleiben, oder würdest so etwas auch als fertige Kaufoption anbieten?
      - "Mein kleines azooxanthellates Aquarium" -

      Beste Grüße
      Harald
    • Hallo Robert,
      auf der Platine die den Arduino trägt, befinden sich die Relaistreiber, ich mache noch mal ein größeres Bild davon. Also besteht eine Potenzialtrennung zwischen Chip und Relais. Die Sensoren sind dagegen nach Masse geschaltet, da gibt es wider Erwarten keine Probleme mit größeren Leitungslängen. Die Pumpen werden mit Kleinspannung betrieben; der Chip des CPU gibt nur die Impulse zum Auf- und Abdimmen. Da habe ich keine Probleme mit Störsignalen, zumal die Leitung zum Pumpensteuergerät nicht sehr lang ist. Wenn Du Dir das Steuerteil einer Aquamedic DC Pumpe anschaust, da wird anstelle der Bedientasten ein Optokoppler gesetzt. Das Vorschaltgerät selbst bleibt ja erhalten- lediglich der Kondensator des Softanlauf erhält eine andere Kapazität, so dass die Hochfahrrampe steiler wird. Also auch hier Potenzialtrennung. Den Temperatursensor siehst Du auch auf der Abbildung und sehr viel mehr Sensoren sind da nicht beschaltet- es fehlen noch zwei für Füllstände. Ich habe dafür die Hilfsplatine mit Steckkontakten um die Funktion zu testen (die wo die Funktionen beschriftet sind). Die Platine fällt bei der Endmontage natürlich weg!
      Die Spannungsversorgung für den CPU beträgt 12 Volt, da auch die Relais mit 12 Volt betrieben werden. Dafür habe ich mir ein Schaltnetzteil mit 5A Leistung beschafft; die Lüfter für die Kühlung hängen da auch mit dran. Ich habe ein zweites Schaltnetzteil mit 5 Volt 3 Ampere da ich Anfangs Deine Befürchtungen mit der Einkopplung von Störungen hatte (als Trennverstärker sozusagen) aber in der Praxis hat sich das als unnötig erwiesen. Ich mache noch mal ein paar Bilder von der Beschaltung dann weisst Du was ich meine. Falls jemand dieses 5V Netzteil haben möchte bitte eine PN an mich.
      Hallo Harald,
      wenn ich mein Aquarium in Betrieb habe, dann kann ich Dir gern so ein Gerät basteln. Du musst nur ein Pflichtenheft erstellen, welche Funktionen der Chip zu erfüllen hat. Die Programmierung ist recht simpel und schnell zu lernen, wenn Du was umprogrammieren möchtest. In den Programmbibliotheken sind die Befehle "übersetzt" bzw. kommentiert.
      Eine Serie mag ich allerdings nicht auflegen, gebe meine Konstruktion als "open" Hard und Software aber gern weiter. Das ganze ist wie ein Baukasten und weniger kompliziert als meine Beschreibung.
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg
    • Hallo Dietmar,

      ließen sich beispielsweise die Giesemann Pulzar oder die Maxspect Glaive auch mit dem Arduino steuern? Ich schwanke bei der Wahl meiner Leuchte zwischen den beiden Leuchten. Bei der Glaive soll es "frühestens im Sommer 2016" (lt. Hersteller) eine Steuerung geben, die Pulzar lässt sich über ein fertiges, aber m. E. nach sauteures Bluetooth-Modul (um ca. EUR 200,--) steuern.
      Da ich aber gern eine Blaulichtphase hätte, wäre mir eine kostengünstigere Lösung sehr recht.

      LG

      Christian
      Mein Becken:
      Mixed Reef 'Mare Pannonium' Schau- u. Technikbecken mit SPS, LPS, und Anemonen

      Ich schreibe auch im Forum Riffaquaristik Austria.
    • Hallo Christian,
      legen die Lampenhersteller die Steuersoftware offen? Soweit ich weiss ist dazu auch ein besonderes Interface notwendig. Bei der Maxspect Glaive gehts wohl noch mit einer Infrarot Fernbedienung und einem Controller, der die Signale verarbeitet?

      Ich muss mich da erst mal schlau machen, weil ich nicht weiss welche Protokolle dafür notwendig sind. Ärgerlich ist das bei den Preisen!
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg
    • Hallo Dietmar!
      Wegen der Frage nach der Offenlegung der Software muss ich mich noch schlau machen. Das Interface kostet natürlich auch nochmal einiges, es kommen da schon für die Steuerung in Relation zur eigentlichen Leuchte ganz schön happige Zusatzkosten dazu:

      Pulzar HO 52W EUR 280,--
      Bluetooth Interface EUR 200,--
      Interface-Leuchte-Verbindungskabel EUR 7,80
      Aquarienhalter EUR 17,--

      In Summe kommt die nun direkt steuerbare Pulzar auf EUR 504,80. Dafür bekomm ich auch schon eine ATI Sirius X2 (Wird vielleicht EUR 10,-- bei meinem Stammhändler teurer sein). Die ist aber klar besser, denke ich.

      Für die mögliche Steuerung mittels Arduino muss ich zwar den Arduino (für die 2-Kanal-Steuerung blau/Rest könnte sogar der Mini reichen - Kostenpunkt EUR 10,--) plus ein eigenes Computer-Interface mit EUR 70,-- rechnen, ist aber immer noch um rd. EUR 120,-- billiger.

      Vorteil der Kombi: Später könnten mehrere Pulzar- oder Teszla-Module kombiniert gesteuert werden.

      Von Maxspect hab ich derzeit nur die Info, dass der Controller zur Steuerung von Tageslicht-Zyklen frühestens nächsten Sommer rauskommt. Die beiliegenden Controller (Basis & Fernbedienung) erlauben nur ein manuelles Umschalten. Designmäßig wäre mir die Glaive lieber, ist für mich aber von der Anbindungsseite an den Arduino auch eine Blackbox.

      Vielleicht weiß wer, ob bzw. wie die Maxspect-Teile an Arduinos direkt anbindbar sind?

      LG

      Christian

      Edit: Entschuldige, ich wollte deinen Thread nicht kapern. Vielleicht können die Mods den mein Problem betreffenden Teil hierhin verschieben:
      Welche Leuchte für mein Becken
      Mein Becken:
      Mixed Reef 'Mare Pannonium' Schau- u. Technikbecken mit SPS, LPS, und Anemonen

      Ich schreibe auch im Forum Riffaquaristik Austria.
    • Hallo Dietmar,

      hört sich schon alles sehr gut an. Hast Du bei der Lichtsteuerung eine lineare oder logarithmische Steigerung der Lichtintensität programmiert? Wenn Du es linear programmiert hast, wird das Licht für das menschliche Auge zu Anfang schneller hell und am Ende nur noch unmerklich. Hatte mir schon die Werte "händisch" zurechtgelegt. Dann komme ich aber nicht mehr auf 256 Helligkeitsstufen aber es sieht besser aus beim Auf- und Abdimmen. Hab's aber noch nicht eingehackt.Wenn Du für logarithmisches Dimmen einen Quellcode-Schnipsel hast, nur her damit.

      Ebenso habe ich mir eine Uhr-Funktion selbst gestrickt. Das Ding läuft leider nicht sehr genau. Weiss nicht ob ich noch ein DCF77 Modul anschließen soll oder ob ich das mit einem Uhrenquarz und Interupt löse.

      Hast Du auch schon eine Jahreszeiten-Simulation mit integriert? Wenn ja, würde ich hierzu auch gern den Quellcode anschauen.

      Bin gespannt wie es bei Dir weitergeht, ich muss auch bald mit meiner Hardware starten...

      Gruß Oliver
    • Hallo Christian,
      die meisten Vorschaltgeräte mit Dimmtechnik arbeiten mit einem 10 Volt Steuerteil. Das wird Giesemann sicher nicht ändern und sein Interface müsste durch den Arduino ersetzt werden; dieser direkt auf die 10 Volt Steuereingänge zugreifen. Das ist meiner Meinung nach durchaus eine Möglichkeit. Der Hersteller weisst aber ausdrücklich darauf hin, dass eine Manipulation seiner Geräte den Garantieverlust nach sich zieht. Hier muss man abwägen ob eine 2000,-€ Lampe das wert ist. Arduino mit einem Bluetooth ist leicht zu bestücken, die D/A Wandler sind auch sehr preiswert. Aber ich muss auch auf einen Wermutstropfen hinweisen. Wenn mal der Strom weg ist und Du den µC mit einem Uhrenmodul bestückt hast, kann es 24 Stunden dauern bis alle Programme wieder "normal" laufen. Wenn Du "Licht an" um 10.00 Uhr programmierst und der Strom kommt um 10.01 Uhr wieder, bleibt das Licht aus, bis es wieder mal 10.00 Uhr wird... Für die Tiere sicher nicht tragisch, die Lichtsteuerung ist eins der ungünstigen Beispiele. Aber an so was muss man eben auch denken.

      Hallo Oliver,
      ich hatte einige Zeit eine komplette Ansteuerung durch den µC erwogen- und verworfen. Der Controller schaltet mir für das gedimmte Modul nur die Netzspannung ein und mit einer zweiten Funktion ein separates Dimmgerät. Dieses Teil ist unkaputtbar und hat sich seit Jahren bewährt und bringt auch die logarithmische Funktion. Ein Widerstand und zwei schnöde Goldcaps Kondensatoren sind alles was ich dafür brauche. Das ganze sitzt direkt am 10 Volt Steuerteil des VG oder besser gesagt auf der Hutschiene des Steuerschrankes. Eine Jahreszeiten Funktion habe ich nicht eingebaut, da das für ein tropisches Aquarium gemacht ist. Ein Funkuhrmodul gibt den Takt vor.
      Ich kann Dir gern eine Sammlung verschiedener Bibliotheken zukommen lassen.

      Hallo Robert,
      hier noch mal die Beschaltung der Sensoren; sie schalten alle nach Masse. Die Relais liegen alle an 12V und der Anschluß A2 geht an die Schaltverstärker und von da aus gegen Masse. Ich denke es ist ausreichend um Störimpulse fernzuhalten. Der Leistungsverstärker für die Relais ist ein älteres Modell: ULN2803L.

      ig-meeresaquaristik.de/index.p…d3707a8f334eae985e42d37dc

      Hallo Saddevil,
      ich setze zwei Controller ein, da die Berechnung der Pumpensteuerung den µC langsam macht. Der ist ja ständig dabei die dafür erforderliche Bibliothek auszulesen und bei der Vielzahl der dafür benutzten Unterprogramme laufen die anderen Programme nicht "sauber" genug. Es werden bei mir zwei Pumpen angesteuert und das mit sich variabel überlagernden Ansteuerzeiten. Das Programm ist auch noch nicht fertig, weil es innerhalb einer Woche mehrmals wechselnde Modi gibt.
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg
    • Hallo Dietmar,

      genauso ist es bei mir auch ;)
      Aber Du schaltest keine 230V Pumpen, richtig? Ich habe nämlich das Problem, dass es beim Abschalten der Pumpen zu ordentlichen Abrissfunken in den Relais kommt, die dann meinen uC etwas durcheinander bringen... Mit Snubbern konnte ich dem entgegenwirken, aber perfekt ist es nicht.

      Weiterhin hatte ich so tolle Effekte, wie dass das Licht (0-10V an T5 EVG) im Takt der Wavebox heller und dunkler wurde... Daher habe ich nun alle PWMs über Optokoppler geschickt und erst dahinter in 0-10V gewandelt. Dafür braucht man dann natürlich auch noch galvanische getrennte DC/DC-Wandler, um die 10V hinterm Optokoppler bereit zu stellen.

      Weiterhin müssen auch alle Sensor-Eingänge mit TVS-Dioden geschützt und möglichst hochohmig an den uC angebunden werden. Früher hatte ich teilweise Sensoren an 5m langen Kabeln und bin damit völlig ungeschützt an den uC gegangen. Das macht auch lustige Effekte 8)

      Solange man nur ein paar Geräte an den uC anschließt, geht das alles noch. Aber je komplexer der Aufbau wird, desto größer werden die Probleme...
      Gruß, Robert
      __________________________________________________________________________
      I) 460l Miniriff
      Algenrefugium, 180W LED (DIY), Mondphasen- und Strömungssimulation, DIY-Wavebox, Balling, DIY-Aquariencomputer
      II) 240l Nord-/ Ostsee / Mittelmeer - Anemonenaquarium
      35g/l Salz, je nach Jahreszeit 10...20°C, gekühlt über Erdleitung, 30W LED
      III) 200l Nord-/ Ostsee - Röhrenmäuler
      60W LED, Wasserkreislauf verbunden mit II)
    • Hallo Robert,
      meine Pumpen laufen mit 24 V und der Eingriff erfolgt am Steuerteil. Mit Ausnahme der Förderpumpen für Salz- und Süsswasser. Wie es funktioniert, wenn alles installiert ist, werde ich ja sehen. Notfalls müssen die Sensoren mit geschirmten Kabeln verlegt werden. Nach meiner bisherigen Erfahrung ist das nicht notwendig. Die EVG haben auch keine PMW sondern eine statische Ladung. Da passiert nichts. Aber danke für die Hinweise, ich werde darauf achten wenn es losgeht.
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg
    • Hi, mal ne Frage:
      Wenn Du "Licht an" um 10.00 Uhr programmierst und der Strom kommt um 10.01 Uhr wieder, bleibt das Licht aus,
      Triggerst du nur Hellwerden und dann ist gut? Überprüfst du nicht die Helligkeit und justierst evt nach? Ich habe bei mir immer Zeitlich berechnetet Dimmungen verbaut, also es ist egal wann er angeht und wie hell es da grade ist, er dimmt immer passend und stellt die Helligkeit ein...

      quad schrieb:

      Wenn Du für logarithmisches Dimmen einen Quellcode-Schnipsel hast, nur her damit.

      Schau mal github.com/MajorMadness/AquaGr…l/AquaGrowMiniControl.ino Da findest du ein 12bit Array für die Dimmung und im Code nur
      n_PWM = pgm_read_word(&pwmtable[Value]);
      übersetzt linear in logarithmisch. Das ist das einfachste und klappt... Du kannst dir aber auch alles über sinus mit der Math.h lib errechnen lassen bei Laufzeit. Wenn deine Uhr nicht genau ist: schmeiß sie weg und nimm ne ds3231. die sind genau...
    • ich hatte es auch mal mit log[] aber hab es wieder verworfen.
      es sieht fürs auge sicher OK aus ...
      aber linear kann ich die leistung der LEDs besser bestimmen.
      und die ist ja wohl eher wichtiger als die helligkeit beim hochdimmen in den 10-20minuten


      ich habe das zB ohne fixe werte gemacht
      es wird direkt in 16bit gedimmt

      der wert wird einfach über einen timer incrementiert
      mit einem prarameter kann ich den timer einstellen

      somit lässt sich die geschwidigkeit gut einstellen und ich hab wirklich 16 lückenlos



      aber zur 2ten CPU
      dann ist der weg zum programm ..."leider" der falsche ansatz

      die kleinen µC sollte man immer "NONBLOCKING" programmieren
      -> zustandsmaschiene ( "state machine" )

      auch auf so kleinen 8bittern lassen sich enorme kaazitäten freisetzen.
      wir haben damit schon so manche eierlegende wollmilchsau gebastelt ^^

      problem sind aber viele ältere Arduino bibliotheken...
      diese sind oft wartend programmiert ..
      d.h. sie machen die aufgabe komplett zuende auch wenn der vorgang länger dauert und die CPU in einer while(1) hängt



      RTC...
      ich habe keine ^^
      ich nutze einen systick mit 1ms zeitbasis ...
      die bisherige erfahrung zeigt ... im Jahr maximal 1min falsch

      das rogramm startet quasi bei 0s und zählt lustig hoch
      ab da fangen die kanäle auch an hochzudimmen
    • Hallo Dietmar,

      die Sammlung kannst Du mir bitte einmal schicken, ich sichte einmal, ob ich da etwas von mit verarbeiten kann. Eine Jahreszeitenberechnung (bzw. Sonnenscheindauer) und Mondphase hatte ich auch schon einmal irgendwo gefunden.


      Hallo Moritz,

      danke für den Link und den Hinweis mit dem DS3231. Denke ich werde mir diesen holen.

      Gruß Oliver
    • Hallo

      also ehrlich gesagt kann ich nicht verstehen warum alles, selbst die Fuetterung (ausser während des Urlaubs) computergesteuert sein muss. Bei mir wird das Licht gesteuert. Meine Fische fuetter ich immer noch selbst. Sie sind so zahm, dass sie mir aus der Hand fressen. Wo bleibt der Bezug zum Aquarium?

      Gruß
      Birgit^^
    • Hallo Saddevil,
      die Probleme sind mir durchaus bewusst. Vielleicht habe ich noch einen Einfall für die Wollmilchsau. Das würde bedeuten alles komplett neu zu machen...
      Hallo Birgit,
      ich habe keine Angst den Bezug zum Aquarium zu verlieren. Es ist eine Maßnahme die in erster Linie dazu dient das Aquarium ohne Angst autark laufen zu lassen. Leider gibt es manchmal Tage wo ich nicht Hand anlegen kann und wem soll ich das denn zumuten? Gerade weil mir mein Besatz wichtig ist sehe ich das als Lösungsansatz und als sinnvoll an zumal es weniger als 100,-€ kostet.
      Fische aus der Hand fressen zu lassen ist nicht mein Ziel. Ich hasse es, wenn ich vor das Aquarium trete und alles versammelt sich hinter der Scheibe.
      Hallo Moritz,
      vielen Dank für den Link. Ja ich schalte die Lampe ein; LED dimmen ist nicht vorgesehen. Blau und UV sind nur in der Mittagszeit zusätzlich an, die weiße LED als schwaches Nachtlicht. Die Hauptbeleuchtung erfolgt mit den Leuchtstofflampen. Geplant sind Tiere die es nicht ganz so hell benötigen mit Ausnahme einer kleinen Zone im Aquarium. Daher beschränke ich mich bei der Ansteuerung auf ein Minimum, auch in der Programmierung.
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg
    • Hallo Birgit,
      ich habe Deine Aussage nicht als Kritik aufgefasst. Wie ich schon geschrieben habe ist der µC nicht mein Herzenswunsch sondern eine notwendige Anpassung zum Betrieb meines Aquariums. Und eine Erleichterung für einen beauftragten Pfleger, wenn ich nicht da bin...
      Eine Frage habe ich aber doch: Wie lange kannst Du Dein Aquarium ohne irgendeine Manipulation laufen lassen? Also Wasser, Temperatur, Salz, Futter usw.? Hängt sicher von den Tieren ab, die Du pflegst.
      LG Dietmar
      FG Meeresaquaristik Berlin-Brandenburg