Pumpensteuerung

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pumpensteuerung

Feuerlöschkanonen sind eine beliebte Sonderfunktion auf Feuerwehrbooten, Schleppern und Versorgern. Zum Schalten der Wasserpumpe genügt ein einfacher RC-Schalter oder ein Schaltkanal eines Multiswitch-Decoders, ggf. muss noch ein Relais zwischengeschaltet werden.

Will man mit den Löschkanonen ein Ziel treffen, so ist das gar nicht so einfach, neben der Nutzung aller Manövrierfunktionen ist eine Regulierung der Reichweite des Wasserstrahls sehr hilfreich. Wenn man dafür einen Proportionalkanal (idealerweise einen Linearschieber) spendiert, ist dies mit einem einfachen Fahrtregler, wie er auch für die Ansteuerung der Antriebsmotoren Verwendung findet, möglich.

Der verwendete Regler braucht natürlich keine aufwändige Umpolfunktion, weshalb meine bisher gebauten Regler dafür nicht in Frage kommen. Außerdem sollte eine minimale Reichweite einstellbar sein, damit beim Betrieb der Löschkanonen nicht das eigene Deck geflutet wird. Auch hier ist ein Regler mit feinfühligem Anfahrverhalten, wie man es bei der Antriebssteuerung wünscht, eher ungeeignet.

Das hier vorgestellte Modul einer Pumpensteuerung ist im Prinzip ein Fahrtregler ohne Umpolung. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, eine minimale Drehzahl einzustellen. Der verkleinerte Wertebereich zwischen der Minimaldrehzahl und der vollen Leistung wird linear auf den gesamten Knüppelweg abgebildet, dadurch ergibt sich jenseits der minimalen Leistung eine sehr gut einstellbare Reichweite.

kennlinie pump

Schaltungsbeschreibung

Ein Mikrocontroller vom Typ PIC 16F684 wertet die Empfängerimpulse aus und erzeugt ein 1,4 kHz PWM-Signal. Ein Optokoppler sorgt für galvanische Trennung und die Steuerung versorgt sich mit einem 5 V Spannungsregler selbst aus dem 12 V Fahrakku. Natürlich gibt es auch einen Anlaufschutz beim Einschalten und ein Fail-Safe bei fehlerhaften Empfängersignalen.

Die Endstufe besteht aus zwei IRL 3808 MOSFETs und einer 16 A Shottky-Diode, die damit auch die Strombelastbarkeit des Moduls auf diesen Wert begrenzt. Für eine Wasserpumpe sollten 16 A in den meisten Fällen ausreichen (zum Vergleich: die 12 V Zahnradpumpe von Graupner hat eine Stromaufnahme von ca. 2 A).

Setup der Neutral- und Maximalposition

Um die Steuerung auf die verwendete Fernlenkanlage einzulernen wird der Jumper "SET" vor Einschalten der Stromversorgung gesteckt. Nach dem Einschalten (erst Sender, dann Empfänger, dann Fahrakku) geht der Regler in einen Setup-Modus. Die rote LED blinkt 5 s lang, in dieser Zeit den Steuerknüppel am Sender in die Nullstellung bringen. Danach blinkt die grüne LED für 5 s, jetzt den Steuerknüppel in die Maximalposition bringen und dort halten.

Das Setup ist beendet, wenn die grüne LED dauerhaft leuchtet. Die Werte für Neutral- und Maximalposition wurden im EEPROM des Mikrocontrollers dauerhaft gespeichert.

Leuchtet nach Ende des Setup die rote LED dauerhaft, ist das Setup fehlgeschlagen. Mögliche Ursachen sind ein falscher Anschluss am Empfänger (Neutral und Maximalposition sind gleich) oder ein Servo-Reverse für diesen Kanal (die Maximalposition ist kleiner als die Neutralposition). Das Setup muss dann wiederholt werden.

Nach Ende des Setup das Modul von der Stromversorgung trennen und 30 s warten. Dann den Jumper wieder entfernen. Die Werte sind ab dem nächsten Einschalten aktiv.

Setup der minimalen Leistung

Um eine Minimalleistung einzustellen wird der Jumper "MIN" vor Einschalten der Stromversorgung gesteckt. Voraussetzung ist ein erfolgreiches Setup der Neutral- und Maximalposition.

Nach dem Einschalten der Stromversorgung funktioniert der Regler wie gewohnt, und die Wasserpumpe wird auf die einzustellende minimale Leistung gebracht und dort gehalten. Dann wird der Jumper "MIN" entfernt. Die minimale Leistungsabgabe wird dann im Controller gespeichert und ist ab dem nächsten Einschalten aktiv.

Wird die minimale Reichweite so eingestellt, dass sie der Neutralstellung entspricht, so läßt sich das Modul natürlich auch als ganz normaler Fahrtregler ohne Umpolung einsetzen.

Betrieb

Nach dem Einschalten leuchtet zunächst die grüne LED für 2 s. In dieser Zeit muss sich der Steuerknüppel in der Neutralposition befinden, anderenfalls wird der Motorausgang nicht aktiviert. Verlischt die grüne LED, ist die Steuerung einsatzbereit.