Geht nicht!
Geht!
Gerade neulich im Praxisteil des Technik-Unterrichts eines Biotechnischen Gymnasium zog der Frust durch die Reihen. Der Versuchsaufbau wollte einfach nicht gelingen. Der Referenzaufbau lief einwandfrei.
Die Idee zu der Schaltung wie auch der Sketch stammen aus dem Buch „Make: Action“ von Simon Monk. Die praktische Einführung eines Regelkreises besteht aus einem Temperatursensor (DS18B20) und einem 100 Ohm-Widerstand, der mit einem TIP 120 so betrieben wird, dass er den Temperatursensor aufheizt. Die im Bild zu sehende Klammer drückt den Widerstand einerseits gegen den Sensor und isoliert andererseits den Aufbau etwas gegen die Umgebungseinflüsse.
Diesen Aufbau galt es nachzuvollziehen, den fertigen und bei GitHub downloadbaren Code auf dem Arduino Nano zum Laufen zu bringen, denn nicht das Programmieren sondern die Regelung, deren Parameter und Einfluss der Umgebung waren Ziel der Untersuchung. Am Ende sollten bei unterschiedlichen Gleichgewichtszustände bei Temperatur-Sollwerten in unterschiedlichen Abständen oberhalb der Umgebungstemperatur untersucht und dargestellt werden.
Der Leistungstransistor wird in diesem Beispiel als reiner An/Aus-Aktuator betrieben. Im Weiteren sollte dann bei identischem Aufbau eine PID-Regelung implementiert und der Einfluss von Störungen dargestellt werden.
Frust pur, wenn schon der Temperatursensor immer -127°C ausgibt! Der vorliegende Referenzaufbau funktioniert sichtbar und alles Umstecken der Brücken scheint vergeblich. Einmal funktioniert die Temperaturmessung, aber die „Heizung“ will nicht. Woran liegt es?
Das obige Bild kann auch als Fehlersuchbild betrachtet werden. „Geht nicht“ zeigt den Anschluss der roten Steckbrücke zur 5V Versorgungsspannung in der linken Hälfte des Breadoards / Steckbrettes. Im Fall „Geht“ steckt die Brücke in der rechten Hälfte.
Untersuchungsergebnis:
Das „Fullsize“-Breadboard besitzt eine Unterbrechung der äußeren, zur Spannungsversorgung (5 V und GND) verwendeten Schienen, genau in der Mitte der Schiene. Das darunter ebenfalls abgebildete Steckbrett zeigt diese Unterbrechung nicht. Ein Verbinden der Hälfte genügt zur Behebung des Problems.
Die Technik-Garage verwendet seit Kurzem 43 dieser großen Steckbretter und das zum Teil in Projekten zum fliegenden Aufbau und 20 von ihnen für Unterrichtszwecke. Insgesamt 7 Steckbretter zeigen diese Unterbrechung. Leider ist nicht mehr nachvollziehbar aus welcher Quelle die Charge mit den Unterbrechungen stammt. Bestellt und zur Aufstockung des Bestandes nachgekauft waren alle gleich.
In Kursen und Unterrichten sollte es immer ausreichend bestätigt funktionierende Referenzaufbauten geben, damit während der Fehlersuche nicht zuviel wertvolle Zeit verstreicht. Der hier gefundene Fehler war neu. Fritzing bietet in seinem Bestand auch keine Abbildung für diesen Typ des Steckbrettes an.