Das würde für unseren Fall bedeuten, dass wir die farbigen Flächen immer nur mit einer festen Farbe verwenden könnten – ein eher langweiliges Szenario. Das Problem löst ein Umsetzer von High Side zu Low Side. Im Schaltplan sehen Sie, dass wir diesen Umsetzer mit ULN2008-Transistortreibern realisierten. Nicht die schönste Lösung, aber eine, die für das konkrete Projekt funktioniert.
Aufbau
Die Projekte des Autors folgen fast immer demselben Muster: Nachsehen, was die Garage so alles hergibt, und die Komponenten kreativ miteinander verbinden. Daher gibt es keinen exakten Plan für den Aufbau. Abbildung 3 und Abbildung 4 vermitteln aber einen guten Eindruck davon, wie der Automat in der Realität aussieht. Auch die schon genannten beiden Videos helfen, den Aufbau des Automaten etwas besser zu verstehen. Sehen Sie einfach nach, was sich in Ihrer Garage oder Bastelkeller an passenden Komponenten findet, um daraus einen Halloween-Süßigkeitenautomaten zu bauen.
Abbildung 3: Der Süßigkeitenautomat mit fliegender Verkabelung, von innen betrachtet.
Abbildung 4: Die noch undekorierte und daher etwas nackt wirkende Vorderseite des Automaten.
Schaltplan
In Abbildung 5 sehen Sie die pneumatischen Verbindungen der Komponenten. Beachten Sie, dass die oberen drei Zylinder nur in ihre Endlagen fahren können. Die Spinne lässt sich an jeder beliebigen Position anhalten. Das liegt daran, dass hier für die Ansteuerung ein 5/3-Wege-Ventil zum Einsatz kam, kein 5/2-Wege-Ventil wie bei den ersten drei Zylindern. Falls Sie nicht zufällig Mechatroniker sind, war das eben komplettes Fachchinesisch. Ein Artikel aus dem Jahr 2018 [11] erklärt, wie Pneumatik grundsätzlich funktioniert und was die sonderbaren Symbole im Plan bedeuten.
Abbildung 5: Der Plan für die Pneumatik des Halloween-Süßigkeitenautomaten.
Glücklicherweise handelt es sich bei Pneumatik um eine ausgereifte Technik, an der sich in den vergangenen Jahren nichts änderte. Der Autor wagt die Prognose, dass sich auch in den nächsten Jahrzehnten auf diesem Gebiet der Technik nicht viel verändern wird. Daher lassen sich problemlos auch ältere Artikel als Wissensbasis verwenden.
Den Schaltplan für die elektrischen Bauteile zeigt Abbildung 6. Im Großen und Ganzen gibt es hier nicht viel zu sagen. Der einzige Punkt, der hier einer Erklärung bedarf, besteht in den in Sperrrichtung geschalteten Dioden neben den Spulen der Magnetventile. Solche sogenannten Freilaufdioden verhindern Spannungsspitzen beim Abschalten der Spulen. Das beugt Störungen oder gar Beschädigungen anderer Bauteile in der Schaltung vor.
Abbildung 6: Zur besseren Übersicht verzichtet der Elektroschaltplan auf die Beschreibung Spannungsversorgung.
Üblicherweise verbauen Industriesteuerungen wie der RevPi bereits entsprechende Schutzmechanismen. Trotzdem sollte man neben Spulen immer Freilaufdioden einbauen, da sich sonst Spannungsspitzen in der kompletten Schaltung ausbreiten können. Der RevPi ist dagegen gewappnet, den LED-Stripes aber fehlt jeglicher Schutz gegen Überspannung und sie könnten Schaden nehmen.
Die Vorwiderstände für die ULN2008-ICs haben alle einen Wert von 10 kOhm. Diese einzeln im Schaltplan zu beschriften, wäre etwas unübersichtlich geworden. Darüber hinaus lässt der Plan aus Gründen der besseren Lesbarkeit die Spannungsversorgungen für alle RevPi-Module aus.
Dekoration und Test
Als der Autor diesen Artikel schrieb, blieben noch zwei volle Monate Zeit bis Halloween. Daher fehlt dem Automaten noch die entsprechende Dekoration. Aktuell steht noch nicht sicher fest, wie der Automat zum 31. Oktober aussehen wird. Auf jeden Fall spielt die kleine Spinne am Seil aus dem Halloween-Hack von 2018 wieder eine Rolle [12]. Lassen Sie hier Ihrer Fantasie komplett freien Lauf. Der RevPi verfügt im aktuellen Zustand über viele freie Ein- und Ausgänge, sodass sich bis Halloween noch eine Menge machen lässt.
Damit an Halloween keine ungeahnten Probleme auftreten, gibt es dieses Jahr für den Automaten einen UAT (User Acceptance Test). Dazu lädt der Autor vorab eine kleine Gruppe von Testern aus der Nachbarschaft ein, die Ergebnisse fließen dann in den endgültigen Aufbau mit ein.
Software
Die ersten Testprogramme für den Automaten schrieb der Autor mit Node-RED, da es sich nach der Installation des RevPi direkt ohne viel Aufwand verwenden lässt. Für das vorliegende Projekt entschied er sich aber, die benötigte Software in C zu verfassen, weil diese Programmiersprache mehr Möglichkeiten bietet als Node-RED. Erschwerend kommt hinzu, dass der Autor selbst bei einfachen Testprogrammen mit Node-RED Schwankungen bei der Ausführungsgeschwindigkeit feststellte.
Bisher sind nur einige Grundfunktionen des Automaten realisiert, jedoch vergeht noch etwas Zeit bis zu seinem Einsatz. Die nächsten Schritte bestehen im Aktivieren der Soundkarte und der Sensoren. Bei den ersten Tests fiel auf, dass sich mitunter die Süßigkeiten verklemmen. Es wäre aber toll, einen zusätzlichen Sensor zu integrieren, der solche Fehler erkennt. Dann könnte man automatisch auf das zweite Magazin umschalten. Sicherlich wäre es auch eine gute Idee, zu erkennen, wenn die Magazine leerlaufen. Dann könnte man rechtzeitig nachfüllen, ohne dass Halloween-Besucher leer ausgehen. Alles in allem gibt es noch einiges zu erledigen, bis das Gruseln beginnt.
Fazit
Der hier gezeigte Aufbau möchte Ihnen einige Anregungen geben, wie Sie zu Halloween den Besuchern eine kleine Freude bereiten. Es lassen sich auch komplett andere Komponenten verwenden, um einen ähnlichen Automaten aufzubauen. Die Bauteile des vorgestellten Automaten waren schlicht schon in der heimischen Bastelkiste vorhanden – es gibt hier sicher noch viele andere mögliche Lösungswege. (tle)
