Wir, die Gruppenmitglieder Jian und Stephan, waren für die Steuerung der Luftfeuchte unseres Projekts zuständig. Außerdem haben wir die Schaltung zum Schalten der Lüfter und der Heizung entworfen.
Zum Steuern der Luftfeuchte haben wir eine Wasserpumpe mit einem Steuerungssignal gesteuert. Die Wasserpumpe sollte an eine Düse angeschlossen werden um das Gewächshaus zu befeuchten. Zum steuern wurden Steuersignale (0-5V) genutzt.
Die gesamte Schaltung besteht grundlegend aus 2 Teilen. Die beiden unteren Bipolartransistoren(BD535) sind als Darlington Schaltung aufgebaut. Diese haben wir verwendet, um einen genügend hohen Verstärkungsfaktor zu erreichen um den Basisstrom möglichst gering zu halten. Damit konnte die Pumpe an- und ausgeschaltet werden.
Der obere Teil der Schaltung dient zum Überspannungsschutz. Die Betriebsspannung der Wasserpumpe sollte 12V betragen. Da es in der Praxis aber häufig Überspannungsspitzen gibt, haben wir einen Überspannungsschutz dimensioniert. Dieser war ursprünglich an eine Thyristor-Crowbar Schaltung angelehnt. Da wir allerdings keinen Thyristor gefunden haben, haben wir die Schaltung mit einem Bipolar Transistor entworfen. Hierbei wird normalerweise eine Z-Diode in Sperrrichtung betrieben. Aus Mangel an den richtigen ZDioden haben wir zwei Stück in Reihe geschaltet. Beide haben eine Durchbruch-Spannung von 6,8V wodurch wir insgesamt einen Durchbruch bei ca 13,2 V erreichen. Wenn die Betriebsspannung höher als die Durchbruchspannung der beiden Dioden ist, werden die Z-Dioden in Sperrrichtung leiten. Der Widerstand R2 dient zur Strombegrenzung durch die Z-Dioden um sie nicht zu stark zu erhitzen. Leiten die Dioden so fließt ein Basisstrom in den oberen Transistor und er leitet. Es entsteht ein Kurzschluss und der Strom steigt. Dadurch wird die Feinsicherung F1, die auf einen Bemessungsstrom von 400mA ausgelegt ist, da der Nennstrom der Wasserpumpe 400mA beträgt, ausgelöst. Die Feinsicherung zündet nach dem Datenblatt bei 950mA etwa nach drei Sekunden und die Schaltung ist ausgeschaltet.
Die Lüfter und Heizung werden genauso gesteuert wie die Pumpe allerdings ohne Überspannungsschutz. Die Steuerung der Heizung haben wir mit einem Mosfet realisiert, da wir mit ihm höhere Lastströme betreiben konnten. Nachdem die Platine fertig war, begann das Testen. Hierbei fiel schnell ein Fehler auf. Der Überspannungsschutz funktionierte nicht wie gedacht. Nach einigen Tests und Messungen fiel auf, dass beim Zusammenlegen der Schaltungen ein Fehler im Layout entstanden ist. Die Sicherung lag nur noch im Stromzweig der Pumpe und nicht mehr im Gesamtstromkreis. Durch das trennen einer Leiterbahn und eine Kabelbrücke konnten wir das Problem allerdings beheben.