Refit ONJ Spurt met Arduino

Even wat anders dan informatie over Raymarine. Ik heb de laatste tijd veel tijd gestoken in het refitten van een O.N.J. spurt van 1968. Een oude boot met nog een oude installatie. Het is en blijf een prachtig model, je herkend de lijn van ver af. Omdat er vanaf het begin niet veel in de boot is gezet was het tijd om alles te vernieuwen en uit te breiden om nog meer seizoenen te kunnen varen met iets meer luxe. Alles begon met het plaatsen van alleen een bilgepomp, dat was de start van ideeën en wensen.

Schakelpaneel

Schakelpaneel 2D tekeningEr zat een standaard schakelpaneel in de boot, ik wilde deze iets groter hebben zodat oude gaten zouden worden bedekt. En er waren meer schakelaars nodig. Ik zou ‘even ‘ een 2d tekening maken, maar dat viel toch ‘even’ tegen. Gelukkig is een goede vriend ‘Walon bouwadvies‘ erg handig met 2D en 3D tekenen. Hij heeft een tekening gemaakt voor een snijmachine. Een goede vriend bij Snijtech Joure in Joure heeft deze tekening gesneden uit een stuk aluminium van 3 mm dik, helemaal geweldig.

Schakelpaneel 2D CAD tekening met 12 schakelaars
Schakelpaneel met 12 schakelaars PDF

Het resultaat is een perfect gesneden plaat aluminium. Die eerst in een grijze primer is gespoten, en daarna in een zwartte zijde-mat laag is afgewerkt.

De eerste 9 schakelaars zijn gewone aan/uit schakelaars voor de gewone zaken (navigatie verlichting + navigatie apparatuur + hydrofoor .. etc.
De onderste schakelaars hebben 3 standen.
10 = Bilgepomp. Standen: Automatisch-UIT-Manual
11+12 voor de wandcontactdoos en koelkast. Standen: Automatisch-UIT-walstroom

Om de status van de laatste drie schakelaars te detecteren heb ik gekozen voor een Shuifregister 74HC165N (eBay) en optocouplers PC817 (DX). Het grote voordeel is dat je met 5 signaladers (3x signaal en 2x voeding) ineens een heleboel schakelaarstanden kan inlezen, en als je niet genoeg hebt aan 8 ingangen, dan zet je er een 2e 74HC165 in serie achter (of meer). Maar ik had zat aan 8 ingangen (ik heb 3 schakelaars, dus 6 in gangen, houdt ik er 2 over). Misschien zou ik nu wel kiezen voor een i2C schuifregister, die heeft een hardwarematige interrupt, dat scheelt continue de hele 165 uitlezen, bij de i2C lees je hem alleen in als er een verandering door de chip zelf is gezien (en die 2-3 keer controleren).

Met de Arduino is het heel simpel om de schuifregister uit te lezen en de status in een array te zetten (byte Spanneel[]) om de status ergens anders weer te geven. Hieronder een stukje code (niet compleet dus, zal niet zomaar werken:

//Shuifregister 74HC165  (inlezen schakelaars paneel)
byte latchPin165 = 5;        //SH_LD of 74HC165
byte clockPin165 = 12;       //CP of 74HC165
byte dataPin165 = 7;         //HQ of 74HC165
byte Spaneel[9];   //Array met de stand van schakelaars op Schakelpanneel
                            //Spaneel[0] = koelkast auto(groen)
                            //Spaneel[1] = koelkast 220V(blauw)
                            //Spaneel[2] = WCD auto
                            //Spaneel[3] = WCD 220V
                            //Spaneel[4] = bilge auto
                            //Spaneel[5] = bilge manual
                            //Spaneel[6] = vrij
                            //Spaneel[7] = vrij

void LeesShuif165() {  // Functie om shuifregister uit te lezen
//Serial.println("--Start Lees schakelaars--------------");
//delay(10);
  int j;
  int value; 
//    digitalWrite(latchPin165, LOW);  //LOAD BITS
//delay(10);
    //reset "load" line, this freezes the internal buffer on both chips
    digitalWrite(latchPin165, HIGH);
    delay(10);          
    for(j = 0 ; j < 8 ; j++)
    {
      //delay(10);
      value = digitalRead(dataPin165);
      Spaneel[7-j]=value;
      //read next "switch"
      digitalWrite(clockPin165, HIGH);
      delay(10);
      digitalWrite(clockPin165, LOW);
      delay(10);
//      Serial.print(Spaneel[j]);
//      Serial.print("=");
    }
//      Serial.print(Spaneel[0]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[1]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[2]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[3]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[4]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[5]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[6]);
//      Serial.print("x");
//      Serial.print(Spaneel[7]);
//      Serial.println("--Eind Lees schakelaars--------------");
    digitalWrite(latchPin165, LOW);  //LOAD BITS
}

Het schema is vrij simpel, 1 schuifregister en 6 optocouplers. Ik heb gekozen voor PAD’s in het schema waar ik de signaal-aders van de LED en schakelaar op ga solderen, normaal zou je hier dus een schakelaar-symbool en een LED-symbool moeten zien (die heb ik nu getekend in het blauw). Hieronder een detail stukje van de hele schema.

Schakelpaneel Eagle tekening detailHieronder het hele schema van de printplaat op het schakelpaneel. Ik heb er voor gekozen om een standaard UTP kabel te gebruiken om naar de Arduino-kast te gaan, lekker goedkoop en lekker makkelijk.

Schakelpaneel Eagle tekeningDe UTP-connector heb ik gevonden op eBay, ik heb er nog een paar over (de pinnen zitten niet in een lijn die op een testprint past)

Schakelpaneel UTP PCB connector

De achterkant van het schakelpaneel en de printplaat zien er nu zo uit:

Om snel een printplaat te maken is het handig om een dunne koperdraad van een spoeltje te gebruiken, met de soldeerbout kan je dan de laklaag aan het eind weg-solderen, dan de koperdraad netjes op de printplaat neerleggen, en dan de koperdraad afknippen, waarna je eerst weer de laklaag los-soldeerd en dan het eindje op de plek van de PCB/component vast solderen. Resultaat is super. (als ik tijd heb maak ik een filmpje)

Schakelpaneel monteren Schakelpaneel boot arduino

 

Bilge pomp installatie

Bilge aanzuigmond met vlotter er op.
Het is een koperen buis van 19mm waar direct een gewapende slang van 19mm op kan worden geschoven. Aan de onderkant is een sleuf gefreesd waar het bilgewater opgezogen wordt. Aan het eindpunt is haaks een stuk koperbuis (ook 19mm), deze is volgegoten met lood, en gesoldeerd op de lange pijp. Deze aansluiting is niet helemaal luchtdicht en is daarom met sikaflex (PU-kit) afgedicht. Op de kopse kant is de vlotter met een gebogen aluminium strip vast gezet. Deze vlotter is gevonden op Vlotter 1 ampere. Let er op dit is een NC (Normaly closed) dus in ruststand (lege bilge) is de read-schakelaar aan. (of RVS vlotter)

Ervaring:
De zuigmond werkt perfect, hij ligt in de bilge en kan iets bewegen van voor naar achter bij het pompen. Alleen ligt er helemaal aan de achterkant (bij de roer-kant) toch nog wat water. Dit water golft van achter naar voren als het schip op een golf zit of snel achteruit wordt gegaan. Hierdoor schakelt de vlotter. De oplossing is de vlotter iets hoger te gaan plaatsen, dat helpt een beetje, ik heb daarna naar achteren gezet (omgekeerd)

Aansturing bilgepomp met een arduino.

Het refitten van de elektrische installatie is begonnen met het idee om de bilgepomp automatisch te laten werken met een vlotter en een SMS bericht uit te sturen als de vlotter aan staat. Snel de keuze gemaakt om met een Arduino (nano) en een GSM module een schema en software te maken. Als er een bilge-alarm is geweest en het alarm is weer weg, dan loopt de pomp no 10 seconden na. Hieronder de proefopstelling.

Schakelpanneel voor de bilgepomp

Schakelpaneel 220V met drie standen schakelaar

De bilgepomp (3e schakelaar van onderen) heeft drie standen:

  1. UIT
  2. Automatisch met vlotter schakelen (groen)
  3. Handmatig (rood)

Ik heb een drie-polige wip-schakelaar gekozen, derde schakelaar van onderen op het schakelpaneel hiernaast. Om de status ook in kleur weer te geven heb ik een RGB-LED gebruikt met vier aansluitingen. Rood voor handmatig, en Groen voor automatisch.

Schakelkast pompen relais en 3d-brugDe bilgepomp heeft een eigen pomp-schakel-kast gekregen waar meerdere onderdelen worden geschakeld met relais. (Blower + Inverters + Bilgepomp + Dekwaspomp) Een tweede reden is dat deze pompkast dicht bij de lichtaccu zit, het is toch zonde om van de lichtaccu naar de stuurstand te gaan, en dan weer helemaal terug naar de pomp die in mijn geval 40 centimeter bij de accu staat. Natuurlijk komt in deze pompkast een aantal zekeringen.

Ik heb gekozen voor het schakelen met een relais omdat met een FET er 0,6-0,8V mist, dat is wel een boel op 11-14V. Zo is het nu gemaakt, maar achteraf zou ik nu wel met een FET gaan schakelen, dat kost een stuk minder stroom, want de relais die ik gebruik nemen  200mA (ze worden een beetje warm). Een ander voordeel is dat het een hoop ruimte bespaart, maar als nadeel zal je een gering spanningsverlies hebben.

Op de schakelkast is een extra schakelaar gezet om in geval van nood, of storing in de adruino, of een defecte relais. Ik had nog een exemplaar liggen met een lampje.

220V aan boord

Het volgende was walstroom aan boord, dat was er helemaal nog niet. Eerst was het genoeg om een wandcontact doos (WCD) aan boord te hebben, maar ja een extra aansluiting voor de koelkast is ook wel handig.
Hmmm maar als ik nu ook een kleine inverter (omvormer 12V –> 220V)  van 150 Watt gebruik voor de koelkast, en dat automatisch laat schakelen als er geen walstroom beschikbaar is dat zou wel heel erg super zijn.
Schakelpaneel 220V met drie standen schakelaarHmmm2 en als ik nu op mijn schakelpaneel kan kiezen tussen:

  1. UIT
  2. Alleen walstroom
  3. Automatisch (schakelen naar inverter als de walstroom los is)

Dus een drie-standen schakelaar. Het plaatje hiernaast is de onderste de koelkast (groen = automatisch) en de 1 na onderste de WCD (blauw = alleen walstroom en beetje slecht te zien). Nu ben ik gek op LEDjes, en kan ik de status in alle kleuren van de regenboog tonen. Ik heb gekozen voor de simpele RGB-LED met 4 aansluitingen. Alles wat 220V is is blauw (alleen walstroom) en automatisch is groen.

Automatisch schakelen naar een inverter als er walstroom wel of niet is. Ook dit is een leuk klusje voor de arduino. Met een 220V relais die de status van de walstroom door geeft aan een optocoupler. Dit is nodig als je de lichtaccu niet wilt leegzuigen. Dus walstroom is er niet én de accuspanning is te laag, dan kan de inverter worden uit gezet

Hmmm3 als ik nu ook de lichtaccuspanning meet, dan kan ik de inverter automatisch uit zetten als de spanning onder zo’n 10.00V komt. Geen leeg gezogen accu’s meer als ik per ongeluk de schakelaar op automatisch heb gezet, en de walstroom vergeten ben aan te sluiten. Maar ook in de haven, stel ik heb de schakelaar op automatisch gezet en50 cent in de paal gegooid. Na een paar uur zal de paal geen stroom meer geven, en zal de inverter worden aan gezet en zal de 220V door de inverter worden geleverd. Als ik lang genoeg weg blijf dan zou de inverter de accu leegtrekken, en dat wordt nu voorkomen, als de spanning te laag wordt, gaat de inverter uit en gaat het relais terug in zijn ruststand.

Hmmm4 (ja zo ging het… steeds weer een ideetje er bij) Als ik dan ook een SMS verstuur als de accu te laag is, dan kan ik op tijd ingrijpen, want een totaal leeggezogen accu verliest ontzettend veel capaciteit, je maakt ze echt stuk, na 2-3 keer een totale diepontlading van een accu zal de capaciteit met 1/3 zijn afgenomen. (dus nooit leeg-starten, haal een acculader!)

Er zijn nu de volgende dingen voor het 220V gedeelte:

  • Walstroom
  • Inverter (12V –> 220V)
  • SMS bij laag voltage (inverter uit zetten)
  • Koelkast met compressor(walstroom/automatisch inverter)
  • WCD (walstroom/automatisch inverter)

Schakelkast zekering met relasis ONJSchakelkast voor 220V aan boord van het schip.
Na een tijd rondneuzen voor een mooie en goede kast, is de kasten van Spelsberg AK wel erg goed bevallen. De eerste kast was een te kleine versie (er moest een extra relais in komen..)
Ik heb voor deze gekozen: AKe 09-L – Modulaire verdeler (73560901) – Spelsberg. Deze kast is 200x200mm en 122mm hoog. En dat is op een boot best hoog, maar ja de automaten die er in zitten hebben die ruimte wel echt nodig.
Ik heb veel informatie gekregen van Fedde hoe de 220V aan te leggen. Hij adviseerde mij om een aardlek automaat (aardlek met zekering in 1 module) te gaan gebruiken omdat ik maar twee verbruikers aan boord heb. Dit scheelt weer een paar plekken in de 220V-kast. Deze is het geworden: Eaton Holec Systeem 55 aardlekautomaat, 16A – 1P+N, 30mA, karakteristiek: B, 6kA – 6kA, 2 modulen breed, PKN6-16-1N-B-003-A-MW-FLN. Ze kosten dik 50 Euro, duur ding, maar ja… De karakteristiek is klasse B, die schakelt iets langzamer uit.

Om te kunnen schakelen tussen walstroom en inverter heb ik gekozen voor Omron relais die op een relais-voet kunnen worden geprikt. Ideaal want die kan op zijn beurt weer op de standaard montagerails van de 220V-kast worden geklikt. En uitwisselbaar bij een defect.

Omron 8pin Relay LY2N-J 10A 220V coilHet 220V relais (om walstroom te detecteren) is deze: LY2N-J LY2NJ LY2 coil= AC220V DPDT. LET OP kies een 220V versie!

Omron-8pin-2NO-2NC-LY2NJ-LY2N-J-led-lamp-10A-DC12V-DPDT-Coil-Power-Relay

 

Het 12V relais om de walstroom en inverter te schakelen is deze: Omron LY2NJ
Chinese Crap, want de LED die in het relais zit was verkeerd-om geplaatst..

OMRON PTF08A small relay base for LY2NJ HH62P JQX-13FDe relaisvoet is deze: OMRON PTF08A en heb ik op eBay gevonden. Okee, het is Chinese Crap, en je moet er aardig lang op wachten maar wel goedkoop.

Het schema voor het omschakelen tussen walstroom en inverter is hieronder te zien. De spoel van dit relais wordt aangestuurd door de Arduino, die bepaalt of er walstroom aanwezig is + bepaalt of de schakelaar op het paneel in de juiste stand staat + bepaalt of de inverter wel aan mag als de accu nog genoeg spanning heeft.

Eagle schema van 220V koelkast

Hier het hele schema dat in de 220V-kast zit.

Eagle schema van 220V netwerk walstroom en inverter

 

Omvormer 12V met een 230V koelkast

Er is nu een koelkast aan boord die op gas, 220V en 12V kan, dit is een convector koelkast. Ze werken prima, maar hebben een laag rendement, en ik wil geen gas verbranding in de boot hebben, er is gewoonweg te weinig ventilatie. Dus is een gewone-standaard-kleine-koelkast meer dan voldoende. Een standaard tafelmodel bij bol of mediamarkt is prima. Ik wil namelijk een koelkast met compressor deze zijn veel efficiënter dan die converctor koelkasten. Deze zal maximaal 75 Watt vragen. De keuze voor de inverter is wel een pure-sinus versie, dit omdat gelijkstroommotoren niet goed tegen een blokkerige ingangsspanning kunnen, ze worden warmer en zullen minder lang mee gaan. Omdat er een elektromotor wordt gevoed zal je minimaal het dubbele aan vermogen moeten leveren. Dus een 150Watt inverter is prima (ik geloof dat hij 2 Ampere gebruikt) En er komt bij dat de koelkast-pomp langer uit staat dan aan. Voordeel: Een goedkope koelkast en een goedkope inverter.

Omvormer voor de koelkast aan boord

doxin pure sine inverter 150Watt
150 Watt omvormer

Natuurlijk weer op internet gezocht naar een voordelige inverter (omvormer), op eBay een 150Watt pure sinus van het merk Doxin gevonden. Ik geloof dat hij 40 Dollar heeft gekost. Maar was geen nieuwe! (stond er wel bij) gelukkig doet hij het wel. Want ruilen of terug sturen is geen optie, ze laten je natuurlijk gewoon stikken. Gelukkig doet hij het wel… masseltje.

NOTE:
De pomp in de koelkast is 47 Watt (op 230V).

Omvormer voor 230V koelkast op 12V accu 300 Watt
300 Watt omvormer

Volgens mij was de vuistregel dat je minimaal 2x dat vermogen nodig zou hebben, dus 94 Watt, om de motor te laten draaien. Mooi niet dus. De 150 Watt laat de compressor motor niet draaien. Ik heb daarna een 300 Watt op ebay besteld, en ook die is niet sterk genoeg.

2016-02-20:
Er is nu een 500 Watt (64 dollar) in de bestelling. Als die er is zal ik hem uitproberen en deze post bijwerken. Er moet ergens een vuistregel te vinden zijn. Anders ga ik de 1000 Watt bestellen en kijken of die het doet (*hoef jij dat niet meer te doen). Het doel is zo goedkoop mogelijk een koelkast aan boord te krijgen. De omvormers kosten rond de 80 Euro, de koelkast is nieuw gevonden voor 120 Euro (een hotel/bar koelkastje) moet toch lukken zou je zeggen.

2016-03-12:
Whaaat de 500 Watt is ook niet genoeg voor de koelkast met een 47 Watt compressor(je). Dit had ik niet verwacht de 500 Watt omvormer kan 1000Watt kortstondig leveren. Dat zou toch genoeg moeten zijn zou je zeggen. De omvormer levert 10x zo vermogen veel als de pomp nodig heeft. Okee het is Chinese Crap en geen Victron inverter.. maar toch. Net de 1200 Watt versie besteld (wordt wel een prijzig experiment: iemand nog een omvormer nodig..)

2016-04-28:
Omvormer voor koelkast aan boord ONJ goedkoopZo de 12V / 1200 Watt omvormer (een modified Sine) is binnen en meteen getest. Hij kost op dit moment 99 Euro, niet een gekke prijs. En ja, eindelijk loopt de pomp van de koelkast op 12V. Toch even in de omvormer gekeken, en het valt meteen op dat er dikke transformatoren in deze omvormer zit. En die zitten niet in de Chinese omvormers, dat is wel degelijk het verschil. Deze omvormer is de e-ast HPL 1200-D-12 en is te vinden bij Conrad.

Nieuw schema aansturen van de omvormer

Het bestaande idee om de voeding van de omvormer te schakelen met een relais niet meer haalbaar. De reden om de voeding van de inverter te schakelen met een relais heeft alles te maken met de monitoring/lekstroom om de omvormer in stand-by te houden. Dit was rond de 40 mA en dat wilde ik eigenlijk helemaal naar nul brengen. Maar deze 1200 Watt omvormer heeft bij maximale belasting 128 Ampere nodig…. das best veel. Deze ampères kunnen de 12V relais niet hebben en omdat de diameter van de voedingskabel dikker wordt kunnen er geen gele AMP knijpconnectors op waardoor er geen connector meer op het relais geschoven kan worden worden. De lengte van de voedingskabel is 2.5 meter (dus 5 meter totaal voor plus en min). Hierdoor moet de laadkabel een diameter hebben van 18.63mm2 (=25 mm2). Maar omdat ik twee omvormers naast elkaar ga zetten (koelkast en WCD (senseo) kan ik beter 1x een dubbele dikke laadkabel naar de 1e omvormer brengen en dan vanaf de 1e omvormer met een dunnere kabel naar de 2e omvormer, dusss dat wordt 260 Ampere… uit een 180 Ah accu, moet kunnen als het maar niet te lang is. De diameter wordt voor 5 meter / 12V 260 Amp:  35mm2 poeh dat is de zelfde dikte als naar de startmotor, die omvormers trekken wel erg veel…

Dus tijd voor een nieuw idee.
De omvormer gaat pas aan als de arduino dat wil (er is genoeg spanning in de accu, de schakelaar in de AUTO-stand of 220V-stand, is er een SMS met de opdracht “koelkast AAN”). Zoals gezegd ging het aanzetten eerst met een 12V relais die de +12V voedingskabel naar de omvormer pas doorlaat als deze bekrachtigd wordt. Nu zal een klein relais op een printplaatje in serie worden gezet met de aan-uit schakelaar van de omvormer zelf. Om het nog efficiënter te maken komt de thermostaat van de koelkast zelf ook in serie met de aan-uit schakelaar en nieuwe relais. Dus de omvormer gaat dan pas aan als: schakelaar op de omvormer AND Arduino is okee AND koelkast thermostaat is aan… Prima toch, hieronder het versimpelde schema.

koelkast-met-relais-en-thermostaat-in-serie

Conclusie koelkast aan boord:

  • Vermogen, best veel, ik ben tot 500Watt gaan testen, en zelfs die kreeg de pomp van de koelkast niet rond. Wel de 1200Watt (met trafo”s). Ik denk dat een 1000Watt ook gaat werken, maar voor 100 Euro heb je deze 1200Watt.
  • Chinese omvormers, niet doen dus, tenzij je net zoals ik eigenwijs wilt zijn, ik heb er nog een paar liggen ;). De Chinese omvormers zijn prima voor laders voor een mobiel (wel zonde van het verlies overigens)
  • Pure Sine of Modified Sine: In het begin gegaan voor de Pure Sine omvormers, die zijn tot 500 Watt niet echt duur, Maar als je boven de 500 Watt gaat, dan worden de omvormers ineens een stuk duurder. Een elektromotor wil graag een sinus vorm zien, maar een gemodificeerde sinus moet ook kunnen, vandaar gekozen voor de gemodificeerde Sinus omvormer.

 

Koelkast 230V aan boord

Koelkast aan boord op 230V met 12V inverter ZanussiDe maten van een koelkast voor in huis zijn te groot voor het kleine nisje aan boord. Die gaan niet passen zonder alles te moeten gaan vertimmeren. Maar wat ik vond ook hotel-koelkastjes of bar-koelkastjes. Deze zijn weliswaar iets kleiner, maar prima voor aan boord. Ik heb gezocht en een paar gevonden. De goedkope Proline koelkast BRF44 en de merk-versie Zanussi koelkast ZRX51101WA. Ik heb gekozen voor de Zanussi en heb die gevonden als een showmodel voor 120 Euro.

Webasto koelkast Cruise Classic 42L wit geventileerd 1042BA1AA0000 Het beste achteraf is misschien toch een koelkast van Webasto. Je hebt dan een zuinige koelkast die geen omvormer nodig heeft. Bijvoorbeeld deze Webasto koelkast Cruise Classic 42L, wit, geventileerd of een iets grotere Webasto koelkast Cruise Inox 130L, zilver. Maar ja het doel is goedkoop en simpel.

Ook voor op de camping misschien een idee…
Zonnepanneel + lader + accu + omvormer + 230V koelkast = koel drankje voor de tent met een lampje : o))

Nu nog zoeken naar een dikke inverter voor de wandcontact dozen, ik weet nog niet hoe veel Watt… Zal ik gaan voor een senseo-capaciteit… Dat wordt snel 2000Watt ben benieuwd wat mijn accu daar van vindt.

Acculader maar dan dubbel

Omdat er nu walstroom op de boot komt moeten de start en lichtaccu met en lader worden opgeladen met een acculader. Ik heb natuurlijk ook gekeken naar een Victron of een Mastervolt. En gekeken naar een combi (lader en inverter in 1) Alleen de prijzen waren toch best aan de hoge kant, en het moest natuurlijk ook weer net even anders…
Er is nu een diodeblok die er voor zorgt dat de dynamo beide accus kan laden en er voor zorgt dat de accus elkaar niet gaan laden als de dynamo niet draait. Op de diodebrug is (natuurlijk) ook een aansluiting voor de diode compensatie. Deze zorgt er voor dat de spanningsregelaar op de dynamo de spanningsval van 0,6-1V compenseert. Want je wilt maximaal 14,4V bij het laden hebben en niet 13,4V.

Dit betekent helaas wel dat als je een acculader op de D+ (van de dynamo) aan gaat sluiten dat je de spanningsval van de diode gaat verliezen. En er komt bij dat als je een slimme lader gaat gebruiken die kan revitaliseren, dan moet de lader ook de stroom een andere kant moet laten lopen (hij gaat door een weerstand de stroom meten), en dat is nu net wat de diode in de diodeblok tegen werkt. Je kan dus niet met 1 acculader 2 accus laden. Eerste idee was met een relais eerst de 1ne accu laden en dan later de andere accu. Maar je weet nooit wanneer de acculader zijn programma heeft afgerond. Dit is meestal eerst boost laden, dan testen, dan revitaliseren, dan druppelladen. Je zou de laatste LED van de lader kunnen uitlezen met een LDR of optocoupler. Te veel werk. hq acculader 7traps 12v 20 ampere automatische batterijladerDe acculader die ik heb gevonden is een uitvoering die 20Ampere kan laden en is volledig automatisch én revitaliseren en kost rond de 90 Euro. De oplossing? gewoon 2 acculaders, veel goedkoper kan het niet. Bijvoorbeeld de QH 12V / 20.

Acculader kast met relais blogOok de acculaders hebben hun eigen acculader-kast gekregen met daarin twee relais die de acculader los maken van de accu. Misschien niet per se nodig, maar ik zag dat de acculader toch wat stroom trekt als hij uit staat. En wil ik zelf bepalen of de accu’s worden geladen of niet. Op het schakelpaneel worden de beide relais aan en uit gezet. De plek van de laders en deze kast zitten nu dicht bij elkaar, weinig verlies.

Eerst had ik de beide relais, die de plus van de acculader (plaatje hierboven) naar de accu’s schakelt, gevoed vanaf de lichtaccu. Dit leek mij op het eerste gezicht de beste oplossing, want als de acculaders op 220V zijn aangesloten, dan laden de accu’s vanzelf.. toch? Nee dus: als ik op het schakelpaneel de schakelaar met de acculader op ON zet, dan worden de beide relais bekrachtigd dit trekt stroom uit de lader en niet uit de accu, prima. Maar als ik nu de walstroom stekker er uit haal, dan gaan de acculaders natuurlijk uit, maar de twee relais blijven bekrachtigd en trekken de accu langzaam leeg. Dit gaat niet heel erg snel, maar na 3 weken kreeg ik een SMS met het bericht dat de accuspanning te laag was. Dus op de fiets naar de boot om de acculaders aan te zetten.

Voedingmodule 220V naar 12v voeding voor aansturen relaisDit is niet handig, oplossing is om de relais te gaan voeden met een goedkope 230v / 12V voeding die alleen iets te doet als er walstroom aanwezig is. Deze voeding van 5 Euro zorgt er dus voor dat de relais 12V krijgen. (als de schakelaar op het schakelpaneel op ON staat) Je kan zelfs de 12V zelf afstellen met de potmeter op de printplaat bij de 12V uitgang.

Om het relais nu te gaan schakelen heb ik gekozen om een optocoupler te gebruiken, deze nemen zo weinig stoom dat je dat niet zal merken als de schakelaar van het paneel op ON staat. Met die kleine stroom worden twee 1n7000 N-channel MOSFET aangestuurd.Acculader schakeling schema met opamp PC817 en inverterende dubbele FET 1N7000

 

 

 

 

Het nadeel van een P-channel is dat het verbruiik in aan-stand 10x meer is dan de N-channel. Het voordeel is dat de uitgang niet geinverteerd is (bij de load in de high side)

Ik had nog een lading van deze 1n7000 N-channel MOSFETs liggen. Het voordeel van de N-channel is het lage vermogensverbruik in de uit stand en in de aan stand. Het nadeel is dat deze een geïnverteerde uitgang heeft.
Dus als de acculader-schakelaar op het paneel op ON staat, dan is de uitgang van een enkele 1n7000 LOW. En dat is precies verkeerd om. Door nog een 1n7000 te gebruiken kan je het uitgangssignaal weer inverteren. Nu wordt het relais op de X3 en X5 uitgang bekrachtigd als de schakelaar op het paneel op ON wordt gezet. De LED is niet nodig, maar wel handig, als je bij de kast bent hoeft niet naar het schakelpaneel om te kijken of de acculader aan staat. Er er zit een terugloop in de 1n7000, toch is er een extra 1n4000 diode op de printplaat gesoldeerd.

Op de input X1-1 komt (alleen) de plus vanaf het schakelpaneel met de naam Acculader. Op de X1-2 komt de gemeenschappelijke massa die in de acculader-schakelkast toch al aanwezig is. Er hoeft dus maar 1 enkele schakeldraad worden aangelegd.

Op de input X2-1 en X2-2 wordt de 12V van de goedkope voeding aangesloten.

Op de output X3-1 en X3-3 komt het relais van de lichtaccu. En op de output X5-1 en X5-2 komt het relais van de startaccu.

Acculader schakel printplaat FET 1n7000 relais optocoupler ONJ Acculader schakel printplaat FET 1n7000 relais optocoupler achterkant ONJ
Acculader schakelkast relais en printplaat weidmuller ONJ Acculader schakelkast relais en printplaat weidmuller close up ONJ

Dekwas pomp

Jabsco parmax 4De kuip van de boot is eigenlijk altijd smerig door dingen van de bomen. In plaats van een putsemmer te gebruiken en te prutsen heb ik gekozen voor een dekwaspomp van Jabsco. De wateraanvoer komt achter de bestaande wierfilter vandaan, maar er is wel een terugslag klep in gezet. Mocht er iets verkeerd gaan met de dekwaspomp, dan zal er altijd koelwater de motor in kunnen, ook al zal de slang van de dekwaspomp los schieten. jabsco water connector 31911-0000De dekwaspomp wordt aangestuurd met een relais in de pompenkast, er is 1 schakelaar op het schakelpaneel dat dit relais aan stuurt. Deze pomp kost rond de 160 Euro, dus een dure luxe. Ik zit er nog aan te denken om een mooie water connector aan te schaffen.. Maar die is ook weer 100 Euro, wel erg mooi en netjes. Ik ga eerst voor een Gardena aansluiting en die met een plaatje vastzetten. Nu nog even naar de Blokker en zo’n zelf-uitzettende slang halen. Ook handig om het anker schoon te spuiten ipv op en neer halen in het water.

GSM module

Dit was een leuke zoektocht. Er zijn een behoorlijk aantal soorten te krijgen, helaas de SIM900A gekocht. Deze was goedkoper dan de SIM900 (die je dus moet hebben) en zag geen verschil. Wat blijkt nu… de SIM900 is een triband en de SIM900A is een dual band, dus alleen voor Azie en Zuid-Amerika grr (wil je deze hebben, dan stuur ik hem naar je toe, je kan een nieuwe firmware op zetten, is mij niet gelukt.). Dus een SIM900 besteld. Je communiceert via eens serial poort (RS232) met GSM module. Net zoals met de modems van vroeger kan je AT-strings er naartoe sturen. ATDT (Attention Dialtone) Er is een hele lijst met AT commando’s: SIM900_AT.PDF

Arduino GSM module SIM900

Ik heb er voor gekozen om een prepaid SIMkaart te kopen. Bij de HEMA voor 10 Euro met een paar Euro bel tegoed, echt goedkoper kan het niet…. Het voordeel van SMS is dat het overal werkt, en WiFi en GPRS niet. Hoewel het veel mooier zou zijn om een APP te maken of een website die je heel mooi kan make wel beter oogt. Maar zoal ik zei SMS werkt overal, GPRS niet.

GSM library:
Het is niet te geloven wat er aan open source te krijgen is voor Arduino (ofwel C++). Ook voor deze GSM module is er een library. Een library is een software-stuk dat je vanuit de compiler kan benaderen (wel in het begin declareren). Je hoeft niet zelf code te kopiëren in jouw coudes ,maar je kan functies aanroepen. Je vraagt wat aan de library, die gaat van alles doen en spuugt een antwoord terug. Ik wilde eigenlijk alles op een Arduino Nano willen aansluiten, maar alleen deze GSM-library is eigenlijk al te groot voor een Nano. Vandaar de Arduino Mega gekozen.
Tip, neem deze Mega, want hij heeft 52 I/O poorten geloof ik. Dan had ik in het beging niet hoeven te etteren met de schuifregisters. (was wel erg leuk om te doen)

Om mee te beginnen een paar links voor de GSM module voor de Arduino:

Simpel een SMS versturen:
http://www.open-electronics.org/how-to-send-and-receive-sms-with-gsmgprs-gps-shield/

Mijn library met beltegoed opvragen:
GSM_GPRS_GPS_Shield_GSMSHIELD
Een note: ik heb alle printnl en opmerkingen laten staan, het is spagettie-programmeren, maar het werkt.
Ik haal veel van internet, en heb veel aan blogjes van anderen gehad, dit is mijn bijdrage en misschien heeft iemand er iets aan. Onder het mom: Als je niet kan delen, kan je niet vermenigvuldigen 🙂

Geautoriseerd nummer:
Om het zo goedkoop mogelijk te maken had ik het volgende idee: Als ik bel dan moet de module zien dat ik het ben zodat niemand anders dan ik iets kan doen. En als ik bel en hij detecteert dat ik bel, dan moet de GSM module ophangen. De GSM-module weet dat ik heb gebeld, en geeft de status via een SMS door naar mijn mobiel. Als iemand anders belt, dan gaat de Gsm-module alleen maar over totdat de provider het gesprek verbreekt. Dit betekend dat ik niets hoef te betalen aan gesprekskosten, maar wel 10 cent voor de SMS die de module verstuurd met de status en beltegoed op het prepaid account.

Bel tegoed:
Je kan door *100# te bellen bij Hema (KPN netwerk) en het resterende bedrag en vervaldatum opvragen van het beltegoed. Dit is wel belangrijk om te weten want als je beltegoed op is, dan kan je wel een 6 maanden gesprekken ontvangen, maar je kan niet meer bellen en SMS-en.
Helaas zat dit niet in de GSM-library en moest ik dat zelf gaan toevoegen in de library. Ik kan c++ best wel lezen, maar om zelf een stuk code maken was echt wel pittig.

SMS versturen:
Vanaf mijn mobiel kan ik nu het volgende versturen:
-“Koelkast aan” Als de GSM module deze SMS ontvangt, dan kan de Arduino kast de relays van de koelkast aan zetten. Als er walstroom is, dan krijgt de koelkast 220/230V van de walstroom. Als de walstroom er niet op zit, dan wordt de omvormer aangezet. (als de accuspanning onder 10,4V komt, dan schakelt de Arduino de omvormer af en verstuurt een SMS met de status dat de accu laag is. De tegenhanger is “Koelkast uit”
-“Deklicht aan” Met deze opdracht wordt een FET aangestuurd die de LEDs in de mast(je) zitten. Er komen ook stript onder de rand van de motorkap. (dit moet nog worden geplaatst en gemaakt) De tegenhanger is “Deklicht uit”

Arduino thermostaal OLED display voor Webasto kachel-“Kachel 19” Met deze opdracht wordt de Webasto standkachel aangezet en regelt de thermostaat (ook een Arduino project) het aan en uit zetten van de kachel. De GSM module ontvangt het bericht, en de Arduino verstuurd via I2C de gegevens (Aan/Uit en de temperatuur) naar en andere Arduino. Dit is een project in de maak hier alvast een foto van de testopstelling.

SMS ontvangen:
-Lichtaccu spanning
-Bilge pomp status (als die aan gaat, dan stuurt de Adruino een SMS en kan ik op de fiets naar de boot)
-Wel of niet walstroom aangesloten
-Koelkast aan/uit
-Beltegoed

Printplaat op de Arduino Mega

Een slimme tip om snel een prototype PCB te maken is gebruik e maken van een oude spoel. Dit is een massieve koperader met een laklag er overheen. Je kan met de soldeerbout de laklaag aan het eind wegsmelten en meteen vertinnen. Zo kan je de 1ne kant solderen op de pin van een IC waarna je de ader netjes langs een slimme route kan leggen. Aan het einde kan je de koperadre afknippen en daar ook met de soldeerbout het einde heet maken en vertinnen. daarna duuw je met een pincet de ader op zijn plek en soldeer je hem vast. Echt ideaal on snel en goed een prototpe printplaat te maken.

Arduino PCB onderkant met pinnen voor de Arduino Mega Arduino PCB printsporen met koperdraad van een spoel
Arduino PCB bovenkant met schuifregisters en LED Arduino PCB flatcable connectoren

Arduino kast

Om alles mooi weg te werken heb ik voor de kasten van Spelsberg gekozen. Deze zijn voordelig en zien er prachtig uit. De deksel is doorzichtig en in de deksel zijn de 3mm LEDs geboord en gelijmd. Met de connectoren voor een flatcable is alle mooi los van elkaar te halen. De printplaat met de Arduino Mega met de PCB er op geprikt en de GSM module zitten nu mooi bij elkaar. Alle uitgangen komen mooi op de printplaat-schroef-connectoren. De kleine kast (meer ruimte was er gewoon niet) zit nu mooi bij de voeding en signaaladers in de schakelkast achter het stuur. Alle relais aders komen mooi aan de zijkan naar binnen en op de printplaat. Gevonden bij Conrad: Spelsberg PS 1811-6f-t Installatiebehuizing 180 x 110 x 63 Polycarbonaat, Polystereen (EPS) Lichtgrijs (RAL 7035) 1 stuks

Aan de onderkant zit een USB connector (ebay 10 voor 3 dollar, oow en de pinout van die dingen is niet een standaard pitch is een beetje prakken als hij op een testprint moet) om de Arduino te kunnen programmeren zonder alles uit elkaar te moeten trekken.

Arduino Mega in de Spelsberg installatie kastArduino schakelkast met GSM moduleArduino Mega in kast met SUB module aan de buitenkant Arduino Mega met doorzichtige deksel en LEDArduini inbouwkast Spelsberg met flatcableInbouwkast met GSM module en Arduino Mega en printplaat

Aansluit blokken Weidmuller

Komt er aan

Hydraulische besturing

Komt er aan

Test opstelling

Alles is op de zolderkamer in elkaar gezet. Na een aantal proefbordjes vol te hebben gestoken met LEDjes, weerstanden en 74HC165N schuifregisters is er uiteindelijk toch een printplaatje gekomen die mooi in een kastje past. Met het paneel worden de relais voor Walstroom en omvormer geschakeld zodat er 220230 altijd beschikbaar is. De bilgeschakelaar zorgt voor een SMS op mijn mobiel als het waterniveau te hoog wordt in de bilge.

Arduino comleet testopstelling GSM  Schakelpaneel testopstelling
Arduino comleet testopstelling 220V Arduino comleet testopstelling schakelkast

Installatie gereedschap

—- Ik ben nog niet klaar met het hele verhaal, ik probeer zo veel mogelijk in te tikken wanneer er tijd is—-