Repair and share #6 Der Fire Fogger 3000 mit fremdverschuldeten Wahrnehmungsproblemen
Vorgeschichte:
Eines Tages sprach mich ein Kollege aus dem Stahlbau an, dass seine Freiwillige Feuerwehr eine Nebelmaschine hätte welche nicht mehr funktionieren würde und ob ich mir das mal anschauen könnte. Seine FF Kollegen hätten sich daran versucht, aber hätten sie nicht funktionsfähig bekommen. Da ich selber schon mal eine Nebelmaschine hatte *goodoldtimes* war ich daran interessiert einen Blick darauf zu werfen und was kann da schon kompliziertes drinnen sein. Also habe ich zugesagt mir das Ganze mal anzusehen.
Funktionsweise einer solchen Nebelmaschine:
Das Prinzip ist relativ einfach und schnell erklärt. Man hat einen Tank worin sich das sogenannte Nebelfluid befindet, was meistens eine Mischung aus Glykol und Wasser oder etwas vergleichbaren ist. Wichtig ist auf jeden Fall, dass es ungiftig und nicht brennbar ist, obwohl …. 🙂 . Das Gebräu wird von einer Membranpumpe angesaugt und dann in einen vorgeheizten Verdampfer eingespritzt wo sich das Zeug dann unter Ausdehnung zu einem Nebel verwandelt. Elektrisch gesehen ist in den Geräten normalerweise nicht viel drinnen, ein Netzteil, eine Controller Platine für die Temperatur und Pumpensteuerung, Membranpumpen, eine Heizung sowie ein Thermoelement und ein Sicherheitsthermostat.
Die Reparatur:
Hab das Gerät eigentlich ohne genauere Informationen erhalten, wusste nur das es nicht funktioniert und dass sich daran schon die ein oder andere Person versucht hat. Habe die Transportkiste geöffnet und da lag schon mal ein Becher mit Schrauben drinnen und das Gehäuse war teilweise offen. Das versprach ja schon mal lustig zu werden. Das Gerät wurde sogleich mal angesteckt und eingeschaltet, auf dem Display erschien „Warming up“ und das wars dann auch schon, es änderte sich daran nichts mehr.
„Ok“, dachte ich mir und begann den Rest vom Gehäuse zu entfernen. Was soll ich sagen, es hatten sich daran anscheinend über die Jahre mehrere Leute daran versucht und ihren persönlichen „Stil“ hinterlassen. Anschlüsse waren „fachmännisch“ angelötet, Kupfer-Fittinge an den Pumpen waren gerissen, das Gehäuse war auch innen mit dem Fluid benetzt und eine paar Konfetti der letzen Partys waren auch noch da. Was auch gleich aufgefallen ist, war dass das Kupferrohr am Verdampfer bereits verfärbt war, was auf Überhitzung des Gleichen schließen ließ.
Mit der Hand war fühlbar, dass die Heizung noch funktionierte, also konnten die Heizung und der Übertemperaturthermostar, der ein Bimetallschalter an der Oberseite der Heizpatrone war, schon mal leider ausgeschlossen werden. Nach dem Studium der Steuerplatine erwies diese sich als sehr angenehm durchstrukturiert und logisch aufgebaut.
Links befanden sich die Anschlüsse für das Thermoelement, darüber der OPV für die Auswertung und darüber und links vom Mikrokontroller saß ein guter alter ADC um den Messwert vom Analogen ins Digitale zu bringen. Rechts waren noch Linearregler für 12V und 5V sowie die Triac´s für die Versorgung der Pumpen und der Heizung.
Nachdem die Heizung ja funktioniere, hatte ich gehofft, dass das Thermoelement die Füße gestreckt hat, was sich aber gleich als unbegründete Hoffnung herausstellte. Danach habe ich mir die Verstärkerschaltung vorgenommen. Am Ausgang in Richtung ADC kam nichts Raus. Ok, dachte ich, also ist der Verstärker gestorben, kann ja mal passieren. Also habe ich versucht nach dem Aufdruck den Typ zu identifizieren was bei SMD Teile ja immer so ne Sache ist. Wie sich herausstellte war das schon wieder so ein spezial Teil von Verstärker. Dieser war ein dual OPV und ausgerechnet der untere Teil wo das Thermoelement dran hing, war einer mit einer internen Referenzspannungsquelle veredelt *ächz*. Wer sich für die Type interessiert, das war ein TSM103 von ST . Ersatztyp war natürlich nicht zu finden und die üblichen Quellen wie Conrad, RS, Reichelt, … hatten das Ding natürlich nicht. Schlussendlich habe ich dann 5 Stk. bei Mouser Electronic bestellt ,beidem der Versand gleich teuer war wie der Rest, also alles in allem 25€ . Die Lieferung war aber innerhalb einer Woche da, und war auch professionell ESD verpackt. Die Auswahl dieses Verstärkers macht durch ihre interne Referenz bei den Verstärkungsfaktoren und thermischen Einflüssen aber auch Sinn, ist nur nicht sehr verbreitet.
Also habe ich den kleinen Käfer fachgerecht getauscht, wobei man sagen muss dass das SOIC8 Gehäuse wirklich noch angenehm zu handeln ( Achtung engl. Wort 🙂 ) ist. Voller Vorfreude das Gerümpel gestartet und was soll ich sagen …. : Verdammt! Wieder kein Ausgangssignal vom OPV. Hab ich da irgendwas übersehen? Das Vogelfutter (die Bauteile um den Verstärker) war doch messtechnisch in Ordnung gewesen. Bin ich schon total blöd? Dann hab ich mal herum gemessen und mir die Spannungen ausgehend vom GND des TSM103 angeschaut. Bis ich dann auf die Anschlussklemme des Thermoelementes kam. Dabei wurden die Augen größer… Wie zwischen der Plusleitung vom Element zum GND gibt’s keine Spannung, das Thermoelement war doch ok. Erinnert ihr euch, dass ich gesagt habe, dass daran schon einige rumgebastelt hatten? Tja anscheinend hat jemand die Anschlüsse des Thermoelementes auf der Platine verdreht. Somit Konnte die Messung auch nicht funktionieren. Die beiden Anschlüsse habe ich gedreht und siehe da Richtung ADC gabs ein Messsignal . *Hurra*
Können wir die Reparatur nun als abgeschlossen betrachten? Nachdem da noch ein Poti für die Einstellung der Verstärkung der Temperaturmessung drauf ist würde ich sagen nein. Und natürlich hat auch da jemand herumgedreht, denn die Meldung am Display „Ready to fog“ kam erst bei über 330 Grad. Normalerweise arbeiten diese Maschinen bei einer Verdampfer-Temperatur zwischen 170 und 240 Grad. Aber wie stellen wir das nun ein????
Wie zu erwarten war, gab es im Datenblatt der Maschine keine Angaben zur Temperatur. Dachte wenn ich sowas konstruieren würde , dann würde ich eine sinnvolle Einheit wählen. Der ADC hatte einen Eingangsbereich von 5 V also dachte ich an 1V / 100 Grad in Verbindung mit dem Fühler. Also habe ich das mal so eingestellt. Noch dazu hatte ich keine Ahnung wie da die Hysterese und die Messzeiten Programmiert waren und durch die Thermische Masse neigte das Dingens sehr zum Überschwingen. Zum Glück lag ich mit meiner Vermutung in der Nähe von dem was da vermutlich Original eingestellt war. Eingestellt habe ich das nun so, dass sich die Heizung bei ca. 215 Grad ausschaltet, dabei schwingt sie noch ca. 10 Grad drüber. Der darauf folgende Nebeltest verlief ganz zufriedenstellend. Geht die Heizung auf die 300 Grad zu kommt die Meldung „Out of order“ und das Relais auf der Platine fällt ab. Wichtig ist auch das kein flüssiges Fluid ausgestoßen wird , da dies zu Verbrennungen führen kann. Im Anschluss hab ich die Verkabelung und das Innenleben wieder salonfähig gemacht und zugeschraubt. Damit war das Projekt für mich abgeschlossen. Natürlich wollte ich sie ursprünglich in den „so gut wie neu“ Zustand bringen, aber nachdem ich gesehen habe wie liebevoll sie gepflegt wird hab ich es dann gelassen.
Fazit:
Sei auf alles gefasst und traue nichts und niemanden wenn da vorher wer dran rumgeschraubt hat!