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PFG Arduino basierte Sicherheitsschaltung
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Dieser Arduino Sketch dient zur Sicherheitsüberwachung der PFG Spule. Es werden
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dabei folgende Parameter überwacht:
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1. Kühlmitteldurchflussmenge
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2. Temperatur
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1 Durchflussmenge
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Zur Durchflussüberwachung dient ein Durchflussmesser der im Rücklauf des Wasser-
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kreislaufs angebracht ist. Er liefert mit Hilfe eines Hallsensors Pulse mit einem
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Duty-Cycle von 50% deren Frequenz proportional zum Durchfluss ist.
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In diesem Sketch wird der Abstand zweier Pulse gemessen, d.h. die Periodendauer.
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Zur Messung wird der timer1 (der 16bit Timer) des Arduino verwendet.
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Der Signalausgang des Durchflussmessers ist mit dem Interrupt 0 des Arduino
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verbunden. Dieser ist so konfiguriert dass er bei einer steigenden Impulseflanke
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auslöst und die Zeit seit dem letzen Puls in ein Array abspeichert (Periodendauer).
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Der Counter des timer1 wird nach jedem Puls wieder auf 0 gesetzt.
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Falls innerhalb eines konfigurierbaren Zeitintervals *kein* Puls gemessen wird
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löst der timer1 einen Interrupt Service Request aus und setzt die Periodendauer
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auf den höchsten Wert (UINT_MAX, höchster Wert für unsigned int).
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Zum Ausgleich von Messfehlern werden die Periodendauern über mehrere Werte (N=16) gemittelt.
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Falls ein Wert im Array UINT_MAX beträgt (z.B. wegen des timeouts) wird die Mittelung
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abgebrochen und der gemittelte Wert auf ULONG_MAX gesetzt (höchster Wert für unsigned long)
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und zurückgegeben. Damit wird der Durchfluss im Rahmen der Rechengenauigkeit 0 l/min und
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ein Fehler wird ausgelöst.
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Die Durchflussmenge berechnet sich nach der Formel:
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flow = N/(float)total/conversion
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* N ist die Anzahl der Werte im Array
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* total ist die Summe der Periodendauern
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* conversion ist der Konversionsfaktor (Pulse/Sekunde pro l/min)
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2 Temperatur Überwachung
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Die Temperatur in der PFG Spule wird mit einem Temperaturcontroller von Jumo überwacht.
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Bei zu hohen Temperaturen (45 °C) wird das Alarm Relais
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geöffnet. Dieses Relais wird überwacht mit dem Analog Pin A0.
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3 Copley Verstärker Interlock
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Die Copley Stromquelle erwartet ein HIGH Signal am Eingang des Interlocks. Wird ein Fehler
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ausgelöst wird der Interlock-PIN des Arduino (Pin konfigurierbar) auf LOW gesetzt. Sobald die
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Störung behoben ist geht der PIN wieder automatisch auf HIGH.
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Die Alarm LED ist zum Interlock logisch invertiert.
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