Der Kronenkorkenzähler (V2)

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  • Schwierigkeit
    schwer
  • Kosten
    50 €
  • Dauer
    Mehr als 4 Tage
  • Wertung

Dieses Projekt muss ich hier einfach vorstellen, auch wenn ich leider keine genaue Bauanleitung einstellen kann.

Motivation:
Eines Abends, oder nachts(?), saß ich mit einem Freund und einem Kasten Bier zusammen und wir warfen die Kronenkorken in einen Deckel einer CD-Spindel.
Da kam uns die Idee, die Deckel müssten doch gezählt werden…

Die Entstehung:
Kurze Zeit später entstand der Kronenkorkenzähler V1. Aus Holzresten und ein Häufchen Elektronik entwickelte sich der Kronenkorkenzähler zum Party Hit. Die Kronenkorken konnten in einen Holzkasten geworfen werden um gezählt zu werden.
Doch nach 5 Einsätzen zeigten sich Schwächen und mechanische Mängel.

Mit der Erfahrung entstand der Kronenkorkenzähler V2.

Er zeigt sich im Vogelhäuschen-Design.
Er ist praktisch zu transportieren.
Er bietet mehr Funktionen.
Er ist einzigartig.
Er wird sofort auf Partys angenommen.

Eckdaten:
- Vogelhäuschen Design
- Zerlegbar in 3 Teile für einfachen Transport
- Er Zählt bis zu 999 Kronenkorken
- Ein integrierter Metalldetektor stellt sicher, das nur Metallteile gezählt werden
- Er Speichert den Zählerstand, auch wenn jemand den Stecker zieht
- Der Zählerstand lässt sich umstellen – Nachdem ein Pin eingegeben wurde

Aufbau:
Die Basis ist ein Holzkasten, welcher einen Sammelraum für einige Kronenkorken bietet. Dieser ist natürlich beleuchtet.

In den Holzkasten wird das Rohr eingesteckt. Das Rohr ist ein standard Fallrohr aus dem Baumarkt. Im Rohr ist eine Leitung integriert, welche die Spannungsversorgung für den Zähler bereitstellt und zwei Leitungen für den Metalldetektor enthält.

Oben auf dem Rohr wird das „Vogelhäuschen“ aufgesteckt.
Darin befindet sich ein Trichter, der die Kronenkorken in das Rohr leitet, eine Lichtschranke zur Detektierung der Deckel und die Elektronik.

Wird ein Kronenkorken in das Loch geworfen, wird zu erst die Lichtschranke unterbrochen. Danach fällt er etwas später durch den Metalldetektor im unteren Kasten. Wird Metall detektiert, nachdem die Lichtschranke unterbrochen wurde, wird der Zähler um „1“ erhöht.

Wenn die Lichtschranke blockiert ist, der Metalldetektor blockiert ist oder ein Plastikdeckel eingeworfen wird, erscheint eine Fehlermeldung.

Hat es doch jemand geschafft den Zählerstand zu manipulieren, kann nach Pin Eingabe der Zählerstand korrigiert werden.

Wird das Stecker-Netzteil  abgezogen, wird der letzte Zählerstand gespeichert und beim nächsten einschalten neu geladen.

Das Häuschen ist dabei so aufgebaut, das es für Service-Zwecke zerlegt werden kann. Der Deckel wird über 45° angeschnittene Holzkeile gehalten. Die Rückwand wird über vier M3 Schrauben festgeschraubt. Die Gewinde sind in Multiplex-Holzstückchen geschnitten.

Das Tuch im Häuschen hat einen wichtigen Grund. Dieses bremst die Kronenkorken ab, damit diese nicht an dem hinteren Brett abprallen und zurückfliegen.

Falls jemand Interesse an einem Nachbau hat, kann er mich gerne anschreiben. Ich stehe gerne mit Fragen und Infos zur Verfügung.

Los geht's - Schritt für Schritt

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Holzarbeiten

Diese Anleitung ist aufgrund fehlender Bilder nur rudimentär. ;-)

Der Untere Kasten besitzt vier Füße aus Multiplex-Latten, welche jeweils 45° nach Außen zeigen.
Der Kasten hat eine Zwischenebene für die Spule des Metalldetektors. Die Spule ist unten eingebaut, um eine Manipulation des Zählerstandes zu verhindern.
Die Einzelnen Bretter habe ich im Baumarkt zuschneiden lassen und bis auf den Boden und den Deckel verleimt.
Für Service an der Spule und zur Entleerung der Deckel sind die Zwei Bretter geschraubt. Damit das "Gewinde" im Holz nicht irgendwann „weggeschraubt“ ist, habe ich je vier Multiplexklötzchen an Deckel und Boden geleimt, wo letztendlich die Schraube eingeschraubt wird.
In der vorderen Platte habe ich dann ein Fenster eingebaut um den Fortschritt des Abends sehen zu können.
Die Löcher für das Verbindungsrohr habe ich mit einer normalen Lochsäge ausgeschnitten. Das PVC Rohr sitzt dann stramm im Holz, so das ich keine weiteren Schrauben vorsehen musste.
Die Bretter des Vogelhäuschens sind ebenfalls im Baumarkt zugeschnitten worden. Nur die 45° Dachschräge habe ich mit der Stichsäge gesägt. Damit Front und Rückweite gleich schief werden habe ich beide Bretter zusammengespannt und anschließend gesägt.
Für spätere Arbeiten habe ich den Deckel nur eingehakt. Dafür habe ich kleine Holzstückchen auf 45° gesägt und passend an die Holzplatten geleimt.
Die Rückwand ist wieder geschraubt. Diesmal aber über vier M3 Schrauben. Das M3 Gewinde habe ich in Multiplexklötzchen geschnitten.

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Kunststoffarbeiten

Das Verbindungsrohr ist ein standard Regen-Fallrohr aus dem Baumarkt. Da man später keine Kabel sehen sollte, habe ich ein vier-Adriges Kabel in das Rohr geklebt. Die Elektrische verbindung zu den beiden Holzkästen erfolgt über Stecker und Buchsen.
Die Stecker sind ebenfalls in das Rohr geklebt. Damit man das Rohr Problemlos einstecken kann, habe ich aus kleinen PVC Stücken eine Führung gebaut. In den Holzkästen ist ein L-Winkel eingeschraubt, in welcher in die Führung des Rohres passt.
Da der Obere Kasten weniger Holz bietet um das Rohr stabil zu führen habe ich vier L-Winkel eingebaut und zwei Befestigungsschrauben vorgesehen.
Damit auch ja kein Kronenkorken aus dem Häuschen zurückfliegt, muss der Kasten entsprechend groß sein. Um dann die Kronenkorken in das Rohr zu leiten musste ein Trichter her.
Diesen habe ich aus 2mm PVC Platten zusammengeklebt. Der Winkel des Trichters hat sich experimentell ergeben. Es darf kein Kronenkorken auf der Schrägen liegenbleiben, selbst wenn man ihn dort hinlegt.

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Elektronik

Die Lichtschranke:
Die Lichtschranke besteht aus einer Infrarot-Diode und einem Fototransistor. Um einen möglichst großen Bereich abdecken zu können, ist die Lichtschranke als Reflexlichtschranke aufgebaut. Sender und Empfänger sitzen in einem bestimmten Winkel auf einer Seite. Auf der Anderen Seite ist eine Spiegelfolie aufgeklebt.
Fällt nun ein Kronenkorken durch den Infrarot-Lichtstrahl detektiert der Fototransistor dies und leitet ein Signal zum Mikrocontroller weiter.

Der Metalldetektor:
Damit nur Kronenkorken gezählt werden ist in der zweiten Version ein Metalldetektor hinzugekommen.
Kurzer Exkurs:
Eine Spule kann elektrische Energie speichern, je größer die Spule ist desto mehr kann sie speichern. Die Größe der Spule ist von der Anzahl der Kupferwindungen abhängig und von dem Material innerhalb der Windungen.
Wenn sich also Eisen innerhalb der Windungen befindet, steigt die Größe der Spule und sie kann länger die Energie speichern.
Genau diesen Effekt nutze ich hier. Fällt ein Kronenkorken durch die Spule, kann sie kurzzeitig mehr Energie speichern als sonst.
Im Unteren Kasten sitzt diese Spule. Der Mikrocontroller schaltet diese kurz ein und misst nach einer bestimmten Zeit die Spannung an der Spule.
Ohne Kronenkorken ist die Spannung 0V, mit Kronenkorken ist sie größer als 0V.
Der ganze Vorgang spielt sich so schnell ab, dass ein fallender Kronenkorken erkannt wird. Pro Sekunde wird die Spule über 130-mal eingeschaltet und die Spannung gemessen.

Der Mikrocontroller:
Das Herzstück ist ein kleiner Mikrocontroller von Atmel. Dieser überwacht kontinuierlich die Lichtschranke und den Metalldetektor.
Wird die Lichtschranke unterbrochen, startet ein Countdown. Innerhalb dieses Countdowns muss Metall im Metalldetektor erkannt worden sein. Wenn dies der Fall ist wird der Zählerstand erhöht.
Ist die Lichtschranke dauerhaft unterbrochen wird „F-L“ im Display angezeigt. Detektiert der Metalldetektor dauerhaft Metall wird „F-d“ angezeigt.
Wird ein Nicht-Metallischer Deckel eingeworfen wird „-F-“ angezeigt.

Netzausfall:
Eine weitere Teilschaltung erkennt das Wegfallen der Versorgungsspannung.
Die Spannung vom Stecker Netzteil lädt über eine Diode mehrere Kondensatoren auf. Wird das Netzteil abgezogen ist die Spannung vor der Diode 0V und dahinter weiterhin 5V, aufgrund der Kondensatoren.
Die Schaltung vergleicht die Spannungen vor und nach der Diode. Ist die Spannung davor kleiner als dahinter wird ein Signal an den Mikrocontroller gegeben. Dieser stoppt sofort alle Programmteile und Speichert nur noch den Zählerstand im internen Speicher ab.

Unterlagen: http://www.s-engel.de/files/kronen1.rar ( 5,2MB )
Fotos: http://www.s-engel.de/files/kronenFotos.rar ( 76,5MB )

Wer kein Programmiergerät für Atmel Mikrocontroller zur Hand hat, kann mich gerne anschreiben. Ich Programmiere und Teste dann einen Controller und versende diesen zum Selbstkostenpreis.


Rechtlicher Hinweis

Bosch übernimmt keine Gewähr für die Vollständigkeit und Richtigkeit der hinterlegten Anleitungen. Bosch weist außerdem darauf hin, dass die Verwendung dieser Anleitungen auf eigenes Risiko erfolgt. Bitte treffen Sie zu Ihrer Sicherheit alle notwendigen Vorkehrungen.


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