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Anforderungen und Ausgangslage

Für den Schraubenkompressor soll eine Steuerung mit Schütz gebaut werden, gesteuert von einem Raspi Pico oder ESP32, die über ein Relais Board (oder anders) den Schütz ansteuert und damit den Kompressor an- und ausschalten kann. Die Box soll zwei Buttons vorne dran haben (an und aus) und einem Display.

Hintergrund: Man startet den Kompressor damit (oder stoppt ihn), und der läuft dann für einen festgelegten Zeitraum. Per Druck auf den Knopf kann man die Zeit verlängern. Das Display zeigt die Zeit an, damit man weiß, woran man ist. Hintergrund ist, dass der Kompressor für bestimmte Maschinen laufen muss, aber nicht dauerhaft laufen soll.

Es gibt noch keine vollständige Auflistung aller möglichen Use-Cases, darum geht es unter anderem Es geht im Prinzip darum, den Kompressor nutzbar zu machen und eine Sicherheit zu haben, dass er nicht vergessen wird. Die Mindestanforderung wären wirklich Button + Display, wenn wir das dann noch "cooler" machen können, umso besser.

Solange eine Maschine Freigeschaltet ist, gibt es 1x pro Minute eine Nachricht

Folgende Funktionen sind gewünscht:

  1. Kompressor manuell einsschalten.
    Die Einschaltdauer soll dabei begrenzt sein und muss bei Bedarf manuell weiter verlängert werden.
    Es ist dabei sinnvoll, wenn die Restlaufzeit abgelesen werden kann.
    Grund: Der Kompressor soll nicht vergessen werden und dauerhaft laufen.
  2. Kompressor manuell ausschalten, bzw. die Restlaufzeit verkürzen oder abbrechen.
  3. Der Kompressor soll (weiter) laufen, wenn bestimmte Maschinen in Betrieb sind.
    Die Information, ob eine Maschine freigeschaltet ist, ist durch das Schließsystem per MQTT verfügbar. Solange eine Maschine Freigeschaltet ist, gibt es 1x pro Minute eine Nachricht.

Offene Fragen zu den Anforderungen:

  1. Für welche Maschinen wird der Kompressor benötigt? Welche könnten in Zukunft dazu kommen?
    1. IMA BAZ
  2. Für jede Maschine stellen sich die folgende Frage:
    Ist es sinnvoll, wenn der Kompressor direkt mit dem Ein-/Freischalten der Maschine anläuft, oder kann er z.B. während der Einrichtungsphase der Maschine noch aus bleiben?
  3. Soll die Steuerung immer aktiv sein, oder soll es davor bzw. vor dem Kompressor noch einen Hauptschalter geben?
  4. Kann der Kompressor beliebig ein- und ausgeschaltet werden?
    Gibt es bestimmte Einschaltsequenzen, Anlauf-, Auslauf- oder Pausezeiten, die zu berücksichtigen sind?
  5. Wie kann die elektrische Integration in den Kompressor erfolgen?
    Gibt bereits einen geeigneten Steuerkreis mit Schütz, der verwendet werden kann?
    Arbeitet dieser mit Netz- oder Kleinspannung?
  6. Wie kann die mechanische Integration erfolgen?
    Soll oder kann die Steuerung in das Bedienpanel des Kompressors integriert werden?
    Soll es eine Vorschaltbox geben?
    Kann eine Box ans Gehäuse des Kompressors angeschraubt werden?

Lösungsideen

Oder-Verknüpfung der Druckluftanforderungen. Der Kompressor läuft, solange die manuell eingestellte Restlaufzeit ODER mindestens eine anfordernde Maschine läuft.

Elektronische Benutzerschnittstelle

  • Display zur Anzeige der Restlaufzeit bzw. der anfordernden Maschine.
  • Tasten zum Ein- und Ausschalten bzw. Erhöhen und Verringern der Restlaufzeit.
  • Geeigneter Mikrocontroller mit WLAN zum Empfang von Information aus dem Schließsystem (s.u.)
  • Relais zur Ansteuerung des Schütz
  • Netzteil zur Stromversorgung des Ganzen

Mögliche Hardware-Plattformen:

Elektromeschanische Benutzerschnittstelle

  • Verwendung einer mechanischen Zeitschaltuhr zum Aufziehen mit Möglichkeit zur Rückstellung.
    Solange die Uhr läuft bleibt ein Kontakt geschlossen. Dieser kann direkt einen Schütz mit 230 V schalten.
  • Die Restlaufzeit ist direkt (analog) sichtbar und kann durch Vor- oder Zurückdrehen angepasst werden. Weitere Taster oder Display ist nicht erforderlich. Die Lösung wäre ohne Programmieraufwand sofort umsetzbar.
  • Ein ESP8266/SonOff (s.u.) kann (auch kombiniert mit einer Anzeigelampe oder Schalter) parallel geschaltet werden, um den Kompressor bei einer Maschinenanforderung laufen zu lassen.

Geeignete Produkte (alle rückstellbar und mit max. 120 Minuten Laufzeit):

Betrieb solange Maschine mit Druckluftbedarf läuft

Eine Implementierung zum Empfang der entsprechenden Nachrichten kann mit sehr wenig Aufwand aus den vorhandenen Maschinenfreischaltungen auf Basis ESP8266 entwickelt werden. Es wären nur ein paar Zeilen zur Anpassung der Logik erforderlich.

Die Übertragung auf eine andere Plattform wäre mit etwas mehr Aufwand auch möglich. Es muss WLAN mit WPA (oder Ethernet) und MQTT über TLS unterstützt werden.

Mechanische Integration

WLAN-Empfang bei Einbau in Metallgehäuse berücksichtigenEs geht im Prinzip darum, den Kompressor nutzbar zu machen und eine Sicherheit zu haben, dass er nicht vergessen wird. Die Mindestanforderung wären wirklich Button + Display, wenn wir das dann noch "cooler" machen können, umso besser.