Advies gevraagd, experiment met timer en motor

Een arduino met een RTC (realtime clock) klinkt als een aardige start.

En dan gewoon een DC motortje en wat sensoren om de positie van de schijf te bewaken.

Als je de sensoren alleen onder spanning zet als het geheel hoeft te bewegen kan het ook nog redelijk low-power.

Moet dat nauwkeurig een uur zijn? Zoja dan is er een nauwkeurige klok nodig, dan ligt het idee van @Sine het meest voor de hand.

Ook ik zou dit met een Arduino aanpakken, maar die moet wel geprogrammeerd worden, dat is misschien een hoge drempel voor iemand die vanuit de mechanica slechts de eerste stapjes zet in onze wondere wereld van elektronica.

Een heel simpel maar niet al te nauwkeurig opzet zou kunnen zijn om het motortje te sturen uit een flipflop, die wordt geset door een timer van een uur (7555?), en gereset door bv. een microswitch met acht nokjes op de draaischijf.

Een tweede microswitch, met slechts een enkel nokje, kan de voeding van de stuurlogica uitschakelen als het "programma" afgelopen is; om de boel te starten kan deze overbrugd worden met een drukknop. Of met iets in de aard van een wekker.

Terwijl ik dit intik realiseer ik me dat we eigenlijk de programmaklok van de wasmachine aan het heruitvinden zijn...

Tip om "hip" "eigentijds" te doen: zet er een zonnepaneeltje boven op, om de batterij te laden.

Arduino met een (modelbouw) servo, waarschijnlijk kun je daar wel een programma voor vinden wat je dan kunt aanpassen voor jouw toepassing want er zijn Arduino experimenteer kitjes die zo'n ding erbij hebben.
Een alternatief is de raspberry pico, die kun je in Python programmeren wat ik persoonlijk een stuk makkelijker te leren taal vind.

Bedenk wel dat dingen als motors niet direct aangestuurd kunnen worden. Zo'n processor kan maar weinig stroom leveren. Dat betekent ook dat de voeding het aan moet kunnen. (het processor board en de motor). Veel digitaal spul draait op 3,3V of 5V en soms een mix, dan moeten er level shifters tussen. Dat is niet altijd heel duidelijk. Het kan zo zijn dat je processor board 8V nodig heeft omdat een regelaar op dat board daar 5V van maakt maar dat je sensor 3V3 wil hebben.

En extra componenten moeten vaak ergens op gesoldeerd worden.

Pico met server voorbeeld

Een ESP8266 heb je al voor 5€30 (bij ali wellicht nog goedkoper). Knoop daar een DS3231 of DS1307 aan. De eerste is een stuk nauwkeuriger maar ook wat duurder. Beiden verkrijgbaar als B(reak)O(ut)B(oard) met mogelijkheid van een backup batterij. Meestal CR2032.

Zoals Paulinha_B ook oppert, een draaischijf met 8 nokjes. Dan heb je maar 1 switch nodig. Teller bijhouden en na de 8ste keer het verhaal stoppen. Motortje via een MOSFET en PWM sturen. Dan kan die heel traag draaien.

Je gaat dan wel alle RTC klokken moeten correct zetten om ze gelijktijdig te laten werken.

Als je het heel zuinig wil maken kan je de ESP ook in sleep mode zetten en laten wekken door de DS3231/DS1307.

Vergeet al die voorstellen maar als je enkel maar wat basiskennis hebt, tegen dat je al die dingen kunt programmeren en aan de hardware kunt koppelen ben je een jaar verder.

Batterijgevoed? hoelang moeten die 50 opstellingen werken (in dagen...weken..)? ben aan het nadenken hoe het eenvoudiger kan

Ik zei servo motor, maar bedoelde eigenlijk stappen motor.
Als ik het goed begrijp heb ik hiervoor een motor driver nodig en een motor. Ik dacht hier aan: https://tecvoordeel.nl/product/5v-stappenmotor-28byj-48-met-uln2003-driver/
Dan heb ik toch verder geen sensoren of microschakelaars nodig voor de positie ? Het hoeft niet zeer nauwkeurig te zijn.

Wat betreft de start tijd. Daar kan best een paar minuten verschil in zitten. Kan ik die RTC niet gelijk zetten met de computer voor het experiment start ?

En MGP; Ik heb wat gegoogled naar bijv. het aansturen van een stappen motor met een Adruino en volgens mij kom ik daar wel uit.
Ik heb ooit wel electronica tijdens de studie gehad, maar dat is een tijdje geleden, maar toen Paulinha_B het over flipflop had, begon me wel weer wat te dagen, wellicht komt het weer redelijk snel boven drijven

Maar inderdaad batterij gevoed, ze hoeven maar 2 dagen te werken. Dus dag 1 worden ze opgesteld, kunnen verder in standby of iets werken, de volgende dag moeten ze om zeg maar 9 uur starten en vervolgens elk uur de schijf 1/8e draaien, daarna kunnen ze uitschakelen.
Hoe eenvoudiger hoe beter
Bedankt voor het meedenken idereen !

Met een solenoid zou je de schijf elke keer een 45 graden kunnen verzetten. Misschien iets hiervoor bedenken met een 3D printer? Met een arduino geef je dan elk uur een pulsje naar de draaischijf.

De schijf gaat dan drie keer in een etmaal helemaal rond.

Een solenoid: https://nl.aliexpress.com/item/32966025894.html?spm=a2g0o.detail.10000…

Maar misschien is een servo tje wel makkelijker hoor. Die kun je ook een nokje op de schijf laten wegduwen.

En misschien dat je hier iets mee kunt: https://nl.aliexpress.com/item/1005004884917842.html?spm=a2g0o.ppclist…

Samen met een arduino kun je een zuinig en goedkoop systeem bouwen dat best een lange tijd op een batterijtje kan werken.

Tot zover terecht: mits gebruik van een stappenmotor is er inderdaad geen enkele terugkoppeling nodig, zoals bv. microswitches met nokken.

Het getoonde stappenmotortje ziet er weliswaar maar speelgoedachtig uit, gaat dat voldoende kracht leveren? Zoniet voege men een tandwielvertraging toe, dat zal voor u dan weer geen probleem zijn, veronderstel ik.

En jawel, als er eenmaal een klok aan de Arduino hangt dan kan die gezet worden vanaf een pc; dat kan ook best een laptop zijn die meereist met de plaatser/bezorger.

Als de Arduino 's avonds wordt afgezet, dan is er wel een apart batterijtje nodig om de klok aan de praat te houden, veelal is dat dan een knoopcel. Zoals in de Ali-suggestie van @ex-fietser.

Misschien is het goedkoper om de Arduino in "slaap"modus te brengen, eerder dan hem compleet uit te schakelen.

Op 21 maart 2023 12:18:22 schreef Mr.B:
Ik zei servo motor, maar bedoelde eigenlijk stappen motor.

Als je met een stappenmotor wil gaan werken, lees dan eerst dit eens door.

https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/47

Op 21 maart 2023 12:39:07 schreef Paulinha_B:
Als de Arduino 's avonds wordt afgezet, dan is er wel een apart batterijtje nodig om de klok aan de praat te houden......

Dat zit standaard al op een RTC module.

Ja, maar de aanvankelijke suggestie was voor een RTC, niet voor een RTC-module.

Een arduino met een RTC (realtime clock) klinkt als een aardige start.

Niet dat ik wil mierenneuken, maar ik doe wel mijn best om rekening te houden met de inkijk van de topicstarter, die nieuw is in het elektronische wonderland.

Overigens had ook @ex-fietser reeds een rtc-module gesuggereerd.

Op 21 maart 2023 15:06:10 schreef Paulinha_B:
Niet dat ik wil mierenneuken, maar ik doe wel mijn best om rekening te houden met de inkijk van de topicstarter, die nieuw is in het elektronische wonderland.

Ik vraag me zelfs af of dit niet te hoog gegrepen is voor de TS.

MGP haalde het al aan.

Maar met een stappenmotor is het goed te doen, de stappen zijn mamelijk goed te delen door acht. Of het nu om hele stappen gaat of om micro stappen.

Tsja, we mochten toch lezen

Ik heb wat gegoogled naar bijv. het aansturen van een stappenmotor met een Arduino en volgens mij kom ik daar wel uit.

maar ik ga graag akkoord dat die RTC-module wel eens een lastiger boterham zou kunnen worden. Nu, daarvoor zijn er forums, nietwaar ?

Op 21 maart 2023 15:13:41 schreef Paulinha_B:
maar ik ga graag akkoord dat die RTC-module wel eens een lastiger boterham zou kunnen worden. Nu, daarvoor zijn er forums, nietwaar ?

Negen van de tien RTC's werken via I2C, daar is ook wel wat van te vinden op het net.

We gaan zien wat het wordt.

Hoezo RTC, het hoeft maar 2 dagen te werken en ik krijg de indruk dat het best een paar minuten mag afwijken. Dat lukt toch ook gewoon met de normale klok en een timer, in arduinotaal: met ‘millis()’?

Als dat 28byj48 stappenmotortje de boel mechanisch rond krijgt lijkt het me allemaal vrij eenvoudig eigenlijk.

Boot. Iets van 16 a 24 uur wachten op de volgende dag, zeg 20 uur. For(8=0;i<=8;i++) {45 graden draaien. Uurtje wachten} While(1). Klaar.

Dan dus al die dingen aanzetten 20 uur van tevoren (‘tegelijk’, zeg binnen een kwartiertje ofzo). Ze in die 20 uur plaatsen waar ze moeten staan. Dan afwachten en na nog een dag ophalen.

Grove inschatting van het energiegebruik om te kijken of je dat met gewone penlights gaat kunnen voeden: 96 uur lang iets van 20 mA om de arduino ‘aan’ te houden (ja, dat kan zuiniger, en dat is het waarschijnlijk sowiso al. Grove Schatting. Soldeer het power-on ledje er anders af . En ja, eigenlijk 20+24 uur, maar hé, marge. Grove schatting). Net geen 2Ah.
Stappenmotortje zal 8x moeten draaien en kan daar elke keer iets van (zeg) maximaal 3 minuten over doen. Laat dat iets van 200 mA vergen. Gedurende dus 24 minuten, zeg een halfuur. 100 mAh. Weinig, maar mogelijk een incorecte aanname, ik weet niet hoe ‘zwaar’ het draait.
Dus op gewone penlights (2 a 3 Ah) ga je dat waarschijnlijk wel redden. Alkaline als het een eenmalig experiment is, anders herlaadbaar. (En voldoende in serie voor de juiste spanning. Daarom reken ik lekker in Ah en niet in Wh )

Sowiso is bovenstaande schets een beetje ruw en meer voor een eenmalig experiment. Voor meermalig kan e.e.a flink zuiniger. En gebruiksvriendelijker ook. Als je wèl echt een rtc toepast en/of iets slimmer programmeert kun je gewoon een starttijd gebruiken ipv ‘20 uur na inschakelen’.

(Ik stel me er iets bij voor dat elk uur een nieuw compartimentje tevoorschijn draait om b.v. fijnstof op te vangen, of voer ter beschikking te stellen bij een wildobservatiecamera. Waarbij niks geplet of doorgeprikt of wat ook hoeft te worden waardoor het zwaar zou draaien. Ben eigenlijk ook wel nieuwsgierig naar wat het moet doen)

Als het voor je werk is, is het dan misschien een optie om aan de baas te vragen of er wat parttime elektronica expertise kan worden ingehuurd?
Zonder recente ervaring gaat dit project je heel veel uren kosten en de vraag is of je er op tijd 50 af krijgt... Ik ben soms een echte pessimist, maar vaker een realist.

Het aantal maakt hier natuurlijk niet veel uit, je ontwerpt er eentje, en de rest is ctrl-c ctrl-v.

Op 21 maart 2023 15:25:31 schreef Lucky Luke:
Hoezo RTC, het hoeft maar 2 dagen te werken en ik krijg de indruk dat het best een paar minuten mag afwijken.

Wie zegt dat dit geen opzet is tot de productie voor iets, je gaat bedrijfsmatig geen experiment opzetten en er niets mee doen.

Maar misschien zit ik er naast, maar dat kan alleen de TS beantwoorden.

Dat lukt toch ook gewoon met de normale klok en een timer, in arduinotaal: met ‘millis()’?

Als het alleen voor experiment is en verder geen doel heeft kan het ook met een teller ja.

Of ik me ermee red is mijn probleem
Ik kan schema's lezen en alles prima aan elkaar solderen, of het programmeren lukt... ik ga het proberen en mocht dat niet lukken kan ik dat altijd uitbesteden.
Het gaat mij nu vooral om het hebben van een zo simpel mogelijk ontwerp en welke componenten ik dan nodig heb.

Ik denk dat het 28byj48 stappenmotortje het wel rond moet krijgen. Het is uiteindelijk maar een plastic schijfje en er is verder vrijwel geen externe weerstand. Ik maak toch eerst een prototype dus dit kan altijd aangepast worden, het principe zal hetzelfde blijven.

Samengevat krijg ik wel het idee dat het gebruik van een Arduino met een stappenmotor de beste optie is.
Daarbij nog de vraag met of zonder RTC, het zou dus ook zonder kunnen, maar voor het opstellen is dat wel wat lastiger, want het is moeilijk te zeggen hoe lang dat duurt. Dan zouden ze dus ter plaatse met een laptop geprogrammeerd moeten worden voor de starttijd.
Maar ik begrijp dat het programmeren hiervan andere koek is dan het aansturen van een stappenmotor ?

Ik werk voor een universiteit, dus wel werk, niet commercieel

Op 21 maart 2023 15:51:54 schreef Mr.B:
Of ik me ermee red is mijn probleem
Ik kan schema's lezen en alles prima aan elkaar solderen, of het programmeren lukt... ik ga het proberen en mocht dat niet lukken kan ik dat altijd uitbesteden.

Als je kunt etsen, ik heb toevallig een compleet print ontwerp voor je. Met RTC, stappenmotor driver en een aansluiting voor een display.

Een RTC aan de praat krijgen is nu ook niet het moeilijkste. Er staan honderden voorbeelden van op het internet.

Voorbeeld 1.

Voorbeeld 2

@benleentje hier onder: niet 100% zeker maar ik geloof dat bepaalde library de systeemtijd van de pc opvragen bij het programmeren via USB.

[Bericht gewijzigd door buckfast_beekeeper op dinsdag 21 maart 2023 18:58:23 (17%)]

Daarbij nog de vraag met of zonder RTC, het zou dus ook zonder kunnen, maar voor het opstellen is dat wel wat lastiger, want het is moeilijk te zeggen hoe lang dat duurt. Dan zouden ze dus ter plaatse met een laptop geprogrammeerd moeten worden voor de starttijd.
Maar ik begrijp dat het programmeren hiervan andere koek is dan het aansturen van een stappenmotor ?

Als je dathelemaal zelf zou moeten gaan uitvinden via een datasheet van zo een RTC chip ja dan is dat best heel moeilijk.
Maar gelukkig voor jouw hebben anderen voor jouw hetzelfde probleem gehad en bijna altijd is er wel een oplossing die je vrij makkelijk in je eigen programma kan verwerken. Meestal hoef je enkel een library in de arduino IDE te installeren en dan via een stukje voorbeeld software bij de library gaan leren hoe het werkt. Voor een stappen motor en RTC module is genoeg te vinden.
Zelfde voor de stappenmotor daar is ook genoeg voor te vinden.

Het is verstandig om zo een voorbeeld programma voor de RTC eerst apart in de arduino te programmeren en dan bedoel ik zonder drukknoppen en stappenmotor en wat je nog meer wilt maar enkel alleen even dit RTC en arduino verder niets. Dan kan je via de seriele monitor zien wat de tijd is en of het werkt. Als het dan niet werkt hoef je niet te zoeken naar aangesloten drukknopen ed maar enkel naar de verbinden tussen RTC en arduino.

Zo ishet verstandig om eerst elk onderdeel apart te gaan testen en dan pas alles proberen te combineren. En steeds kleine stukje toevoegen.

Dan zouden ze dus ter plaatse met een laptop geprogrammeerd moeten worden voor de starttijd.

De eerste keer moet je de RTC opde juiste tijd instellen want dat gaat niet automatisch. Als de tijd eenmaal is ingesteld dan moet via de batterij dat wel lange tijd goed blijven.

klokthermostaat op batterij misschien, elk uur een minuut inschakelen (hoge temp) en na 1 minuut weer uit (lage temp) (als het motortje 2 min nodig heeft voor de verplaatsing), motortje stoppen met een nokje op een verbreek contactje, motortje kan op de baterijen van de thermosstaat.

https://nl.aliexpress.com/item/1005004193674255.html?spm=a2g0o.product…

Een RTC lijkt me niet nodig. De TS zegt "ongeveer op dezelfde tijd", dus de kristal-nauwkeurigheid van de controller zou voldoende moeten zijn.

Dan beslis je: morgen om 08:00 gaan we beginnen, ik ga ze vanavond uitzetten tussen 5 en 7, ik zet ze allemaal aan om 16:00 en ik programmeer: "1) Wacht 16 uur, (2)draai 1 segment, (3) wacht 1 uur, terug naar stap 2". (met 8x limiet). Klaar is kees!

Als je een optische sensor koopt en 8 paaltjes op je schijf monteert kan je met een DC motor prima vrijwel precies een 8e omwenteling draaien.
Optische sensor:
https://www.tinytronics.nl/shop/en/switches/endstops/optische-eindstop…

Dan een arduino nano met een mosfetje om de motor aan te zetten:

#define SENSOR 4
#define MOTOR 3
void turn_a_segment(void)
{
  digitalWrite (MOTOR, 1);
  while (! digitalRead (SENSOR)) 
    /* nothin */ 
  while (  digitalRead (SENSOR)) 
    /* nothin */
  digitalWrite (MOTOR, 0);
}

void wait_min (int minutes) 
{
   for (int i=0;i<minutes;i++)
     delay (60000);
}

setup ()
{
  pinMode (MOTOR, OUTPUT); // motor
  digitalWrite (MOTOR, 0); // turn off motor. 
  pinMode (SENSOR, INPUT_PULLUP); // sensor input. 

  wait_min (16*60);
  for (int i=0;i<8;i++) {
     turn_a_segment ();
     wait_min (1 * 60);
  }
}

Als motor kan je: https://www.tinytronics.nl/shop/en/mechanics-and-actuators/motors/dc-m… overwegen.

Als schema arduino, mosfet motor.
Voor de mosfet kan je bijvoorbeeld deze nemen: https://www.tinytronics.nl/shop/en/components/mosfets-fets/irf740-powe…

En dan een powerbank om de boel te voeden.

Als je powerbank 3000mAh aan echte capaciteit heeft, dan draait een arduino zonder powersave truken daar ongeveer een week op. Een dag moet lukken met de motor een paar seconde per uur d'r bij.

Het zal tricky zijn om er 1 te vinden die niet vanzelf uitgaat als hij denkt dat er niet meer geladen wordt.

(Powerbanks claimen de capaciteit "van de cel", dus als ze 3000 claimen dan is dat 3000mAh bij 3.7V, maar ongeveer 2000 bij 5V. Ik zou dan voor een 2-cel configuratie gaan.

Eventueel zelf bouwen (dan ben je van het "gaat uit" probleem af) met een step up converter. https://www.tinytronics.nl/shop/en/power/voltage-converters/boost-(ste…

Er zijn er veel meer, ik zou er een paar kopen om er 1 te zoeken die een laag eigen gebruik heeft.

Lambiek, ik kan niet etsen, maar dat kan ik altijd laten doen. Maar ik ga eerst maar eens proberen of het me gaat lukken. Zoals benleentje sta ik er ook in. Ik ga het echt niet allemaal van nul uitzoeken, maar met de nodige voorbeelden op internet kan ik met wat aanpassingen best ver komen. Als ik zo stukje code zie kan ik er best wel uitkomen wat er gebeurd.
Ik denk dat ik maar eens een arduino, stappenmotor en RTC ga bestellen en kijken of ik eruit kom. Ik denk dat ik me wel ga redden met een arduino en stappenmotor, mocht de RTC te ingewikkeld worden kom ik wellicht hier terug met een vraag of ik laat dat zitten en ga voor de oplossing van rew, dat lijkt me ook nauwkeurig genoeg.
Kom ik er met Arduino helemaal niet uit, dan is de klokthermostaat van rwk ook een goede suggestie.