CAD

Wer kennt es nicht? Die neuen ESCs wollen gelötet werden, die Lipos schreien nach neuen XT60 Steckern oder die Platine für das nächste Projekt will bestückt werden. Ich empfand die dabei entstehenden Dämpfe bisher nicht als störend, aber man liest immer wieder, dass diese giftig sind.
Ich bin bei meiner Recherche auf den Artikel von Hr. Dr. Bernhausen gestoßen. Beim durchlesen wurde mir auch klar, warum ich bei einer längeren Lötsession ein leichtes Kratzen im Hals verspürte und manchmal auch Kopfweh bekam.

Materialliste (BOM)

Einige Teile hatte ich bereits vorliegen und daher werden diese mit Bestand gekennzeichnet. Es sollte aber alles ohne weitere Probleme im Internet oder beim örtlichen Händler zu finden sein.

Baugruppe	Anzahl	Beschreibung	Link	Einzelpreis (Euro)	Summe (Euro)
Mechanik
	1	Grundplatte aus Holz 400 x 300 x 18 mm	Bestand	-	4,00
	4	Flexibler Wasser-/Öl-/Luftschlauch aus Kunststoff	Amazon	-	4,00
	1	Universal Aktivkohlefilter	Amazon	-	10,00
	4	Krokodilklemmen	Amazon	-	3,20
	4	M3 x 40 mm Schrauben	Bestand	-	-
	2	M3 x 20 mm Schrauben	Bestand	-	-
	4	M2 x 5 mm Schrauben	Bestand	-	-
	4	Holzschrauben 3x16 mm	Bestand	-	-
	6	M3 Sicherungsmuttern	Bestand	-	-
Elektrik
	4	ARCTIC F8 PWM PST Lüfter	Amazon	7,90	31,60
	1	Lochraster-Platine 70x50 mm	Banggood	-	10,00
	1	Arduino Nano V3.0	Amazon	-	3,40
	1	0.96" OLED Display	Amazon	-	10,00
	1	Mosfet IRLIZ44N	Bestand	-	-
	1	10K Widerstand	Bestand	-	-
	1	50K Drehpotentiometer	Bestand	-	-
	1	DC-Buchse	Bestand	-	-
	1	12V 1A Netzteil (altes Festplattennetzteil)	Bestand	-	-
	1	Stifleisten für Arduino und OLED Display	Bestand	-	-
Druckteile
	4	Abdeckungen / Halter für die Schläuche	Thingiverse	-	-
	1	Gehäuse für ZAL Basisstation	Thingiverse	-	-
	1	Deckel für Gehäuse ZAL Basisstation	Thingiverse	-	-
	1	Lüfterrahmen	Thingiverse	-	-
	1	Lüfterabdeckung	Thingiverse	-	-
	2	Schaniere Lüfterrahmen	Thingiverse	-	-

Aufbau

Der Aufbau ist relativ einfach, wenn man sich die Bilder anschaut.

Ein paar Worte dazu:

• Die Maße der Grundplatte kann nach Belieben angepasst werden.
• Für die Befestigung habe ich verschiedene Varianten getestet. Am Besten funktionierte die Variante vier Löcher mit einem 12 mm Holzbohrer zu bohren und dort die Schläuche einzudrehen.
• Die Gehäusemaße der ZAL Basisstation ist auf die unten erwähnte 70 x 50 mm Lochrasterplatine angepasst. Wenn das gedruckte Gehäuse vorliegt und die Platine eingelegt ist, ergeben sich daraus die Postionen der einzelnen Bauteile.

Druckdaten

Die Druckdaten gibt es auf Thingiverse. Sie wurden von mir mittels Inventor erstellt und bei Bedarf stelle ich auch die .ipt-Dateien zur Verfügung.

Steuereinheit / Platine

Die Platine ist ein erster Wurf und ich arbeite noch daran eine ätzbare Version zu erstellen, welche dann nur noch mit den Bauteilen bestückt werden muss.
Wer aber direkt schon mit dem Nachbauen beginnen möchte, der darf sich gerne an dem Platinenlayout, welches ich mittels Fritzing erstellt habe, bedienen.

Hinweis: Es müssen ein paar Löcher der Platine aufbebohrt werden. Das betrifft die DC-Buchse sowie das Potenziometer.

Lüftergehäuse

Das Lüftergehäuse ist relativ einfach aufgebaut und wichtig bleibt eigentlich nur zu erwähnen, dass ich die Lüfter mittels Kabelbindern verbunden habe.

Code

Zum Code möchte ich vorab direkt erwähnen das dieser nicht völlig aus meinen Händen stammte. Als Basis habe ich mich bei we-mod-it.com bedient. An dieser Stelle noch mal vielen Dank für dessen Bereitstellung! Meinerseits wurde der Code etwas angepasst um die Funktion zu grafischen Anzeige auf dem OLED-Display erweitert.

Ein paar Worte zu dem Code:

• Bitte ladet die unten genannten Bibliotheken (Zeile 12-16), da es ansonsten zu Kompilierungsfehlern kommt.
• In meiner Adafruit_SSD1306 Library habe ich das Bootlogo angepasst. Wer das ebenfalls machen möchte kann sich hier dazu belesen.

/*
  Zinn-Dampfabzug Lötstation
  Schwabenpilot.de - Buddinski88
  Version 1.0

  Basierend auf Scynd 2014
  Link: http://we-mod-it.com/board258-diy-do-it-yourself/
        board263-diy-how-to/board231-raspberry-arduino/
        2522-arduino-tutorial-4-l%C3%BCfterdrehzal-auslesen/

*/

// Bibliotheken einbinden
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Fonts/FreeSansBoldOblique9pt7b.h>

// Konstanten
const int FanPin = 9; // Fan PIN D9
const int PotiPin = A1 ; // Potenziometer PIN A1
const int TachoPin = 2; // Tacho PIN D2

// Fan Symbol normal
const unsigned char PROGMEM fan [] = {
  0x7F, 0xFF, 0xFF, 0xFE, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xCF, 0xE3, 0x87, 0xF3, 0xCF, 0x9F, 0xC1, 0xF3,
  0xFF, 0x1F, 0xC2, 0x7F, 0xFC, 0x0F, 0xC3, 0xBF, 0xF8, 0x07, 0xC3, 0xDF, 0xF7, 0x03, 0xC3, 0xEF,
  0xF7, 0xC3, 0xC7, 0xEF, 0xEF, 0xE3, 0xC7, 0xE7, 0xEF, 0xF7, 0xEF, 0xC7, 0xDF, 0xFF, 0xFF, 0x83,
  0xD9, 0xFF, 0xFF, 0x03, 0xC0, 0x3F, 0xFC, 0x03, 0xC0, 0x3F, 0xFC, 0x1F, 0xC0, 0x7F, 0xFC, 0x7F,
  0xC7, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xDF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xDF, 0xFF, 0xFF, 0xFB, 0xDF, 0x9F, 0xF9, 0xFB,
  0xDF, 0x1F, 0xF0, 0x03, 0xEE, 0x1F, 0xF8, 0x07, 0xEC, 0x1E, 0x7C, 0x07, 0xF4, 0x3E, 0x7E, 0x0F,
  0xF0, 0x3E, 0x3F, 0xCF, 0xF8, 0x7E, 0x3F, 0xDF, 0xFC, 0x7E, 0x1F, 0xBF, 0xFE, 0x7E, 0x0E, 0x7F,
  0xCF, 0xBF, 0x05, 0xFB, 0xCF, 0xE3, 0x07, 0xF3, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F, 0xFF, 0xFF, 0xFE
};

// Fan Symbol rotiert
const unsigned char PROGMEM fan_rotiert [] = {
  0x7F, 0xFF, 0xFF, 0xFE, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xCF, 0xD0, 0x47, 0xF3, 0xCF, 0xC0, 0xF9, 0xF3,
  0xFE, 0x60, 0xFC, 0x7F, 0xFD, 0xF8, 0x7C, 0x3F, 0xFB, 0xF8, 0x7C, 0x3F, 0xF7, 0xFC, 0x7C, 0x3F,
  0xF3, 0xFC, 0x7C, 0x2F, 0xE0, 0x7E, 0x78, 0x77, 0xE0, 0x1F, 0xF0, 0xFF, 0xC0, 0x1F, 0xF1, 0xFB,
  0xCB, 0x1F, 0xFB, 0xFB, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFB, 0xDF, 0xFF, 0xFF, 0xF3, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x81,
  0xBF, 0xFF, 0xFC, 0x03, 0xDC, 0x3F, 0xFC, 0x03, 0xD8, 0x3F, 0xFE, 0x0B, 0xC0, 0x7F, 0xFF, 0xFB,
  0xE0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xE1, 0xFF, 0xEF, 0xFB, 0xE1, 0xF3, 0xC3, 0xF7, 0xF7, 0xE3, 0xE1, 0xEF,
  0xF7, 0xE1, 0xE0, 0x6F, 0xFB, 0xE3, 0xF0, 0x1F, 0xFC, 0xE1, 0xF8, 0x3F, 0xFF, 0x61, 0xFC, 0xFF,
  0xDF, 0xA1, 0xFD, 0xF3, 0xCF, 0xC0, 0xCF, 0xFB, 0xFF, 0xFF, 0x7F, 0xFF, 0x7F, 0xFF, 0xFF, 0xFE
};

// Variablen
int FanSpeed = 0; // Variable für die Lüftergeschwindigkeit
int FanMin = 50; // Minimaler PWM Wert für den Lüfter
int PotiVar = 0 ; // Variable zum speichern des Potentiometereingangs
int AbfrZeit = 500; // Zeitabstand für die Abfragen des Tachosignals
long TachoMillis = AbfrZeit; // Zeitabstand für Pulse Stretching Funktion
int DisplayAbfrZeit = 500; // Zeitabstand für die Abfragen des Tachosignals
long DisplayMillis = DisplayAbfrZeit; // Zeitabstand für Pulse Stretching Funktion
float RPS = 0; // Variable mit Kommastelle für die Berechnung der Umdrehungen pro Sekunde
int RPM = 0; // Variable für die gemittelte Drehzahl
float UmdrZeit = 0; // Variable mit Kommastelle für die Zeit pro Umdrehung des Lüfters
float FlankenZeit = 0; // Variable mit Kommastelle für die Zeit pro Puls des Lüfters
int FanSymbol = 0; // Entscheidung welches Symbol verwendet werden soll

// DIYMALL OLED spezifische Einstellungen
#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

#define NUMFLAKES 10
#define XPOS 0
#define YPOS 1
#define DELTAY 2

#if (SSD1306_LCDHEIGHT != 64)
#error("Height incorrect, please fix Adafruit_SSD1306.h!");
#endif


void setup() {
  // Einmaliger Aufruf
  TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 0x01; // Setzt Timer1 (Pin 9 und 10) auf 31300Hz
  Serial.begin(9600);
  //delay(3000);
  pinMode(FanPin, OUTPUT) ; //Setzt den Lüfter Pin als Ausgang
  pinMode(PotiPin, INPUT) ; //Setzt den LEDPin als Ausgang
  pinMode(TachoPin, INPUT); //Setzt den Tacho Pin als Eingang
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);  // initialize with the I2C addr 0x3D (for the 128x64)

  // Definiert die Schriftart
  display.setFont(&FreeSansBoldOblique9pt7b);

  // Bootlogo
  display.setRotation(2);
  display.display();
  delay(4000);

  // Leeren des Displays
  display.clearDisplay();
}

void loop() {
  // Mehrmaliger Aufruf

  // Liest das Potentiometer aus
  PotiVar = analogRead(PotiPin) ;
  // Verteilt den PWM Wert über den Messbereich des Potis
  FanSpeed = map(PotiVar, 50, 1023, FanMin, 255);

  // Unterer Potenziometerbereichs (0-50) = Lüfter aus
  if (PotiVar < 50) {
    FanSpeed = 0;
  }

  analogWrite(FanPin, FanSpeed); // Gibt die Variable mit PWM aus

  // Alle 2000ms pulse_stretch starten um die Drehzal auszulesen
  if ((millis() - TachoMillis) >= AbfrZeit) {
    pulse_stretch();
  }

  // Alle 1000ms pulse_stretch starten um die Drehzal auszulesen
  if ((millis() - DisplayMillis) >= DisplayAbfrZeit) {
    display_graphic();
  }

  display.display();

}


void pulse_stretch() {
  // Nur wenn PotiVar größer als 50 ist, wird die RPM ausgelesen
  if (PotiVar > 50) {
    // Den Lüfter konstant mit Strom versorgen damit das Tachosignal funktioniert
    analogWrite(FanPin, 255);
    // Abfrage der Zeit pro Puls in Mikrosekunden
    FlankenZeit = pulseIn(TachoPin, HIGH);
    // Setzt die Lüftergeschwindigkeit zurück
    analogWrite(FanPin, FanSpeed);
    // Berechnung der Zeit pro Umdrehung in Millisekunden
    UmdrZeit = ((FlankenZeit * 4) / 1000);
    // Umrechnung auf Umdrehungen pro Sekunde
    RPS = (1000 / UmdrZeit);
    // Umrechnung auf Umdrehungen pro Minute
    RPM = (RPS * 60);
    // Ausgabe der Drehzahl im Seriellen Monitor
    Serial.println(RPM);
    // Zeigt die Umdrehungen an
    display.setTextSize(2);
    display.setTextColor(WHITE);
    display.setCursor(0, 58);
    display.println(RPM);
  }
  // Wenn der Lüfter nicht angesteuert wird, schreibe Drehzahl 0
  else {
    // Drehzahl 0 in Seriellem Monitor ausgegeben
    Serial.println("0");

  }
  // Die TachoMillis werden aktualisiert um die nächsten 2000ms zählen zu können
  TachoMillis = millis();
}

// Funktion für das Display
void display_graphic() {
  // Leert das Display
  display.clearDisplay();

  // Zeigt statischen Text an
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 16);
  display.print("Drehzahl (rpm)");

  if (PotiVar > 50) {
    // Zeigt Umdrehungen an
    display.setTextSize(2);
    display.setTextColor(WHITE);
    display.setCursor(0, 58);
    display.println(RPM);
    // Entscheidung welches Symbol
    if (FanSymbol == 0) {
      //statisch
      display.drawBitmap(94, 30, fan, 32, 32, WHITE);
      FanSymbol = 1;
    } else {
      //rotiert
      display.drawBitmap(94, 30, fan_rotiert, 32, 32, WHITE);
      FanSymbol = 0;
    }
  } else {
    // Zeigt die Umdrehungen auf dem Display an
    display.setTextSize(2);
    display.setTextColor(WHITE);
    display.setCursor(0, 58);
    display.println("AUS");
    display.drawBitmap(94, 30, fan, 32, 32, WHITE);
  }
  display.display();
}

Ergebnis

Zum Schluss noch ein paar Bilder, welche die fertige Station zeigen und eigentlich bleibt mir nur zu sagen „Viel Spaß beim nachbauen!“.