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Basteleien: 2017-07-11: Teemaschine aus der Kindheit

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Front, eingeschaltet

Schon früh war ich Teetrinker. Schön früh hab ich mit Elektronik gebastelt. Skrupellos bei Steckdosenstrom war ich auch, aber immer vorsichtig. Was lag da näher, als eine vollautomatische Teemaschine zu bauen? Mir fiel letztens das Ding im Keller in die Hand, und es tat mir leid, daß es dort so lag, es war schließlich meine erste, ja, hmm, Mikrokontrollersteuerung? Kann man das so nennen? ,Mikro' vielleicht nicht. Jedenfalls hat die Schaltung ca. fünf Programmschritte, die abgearbeitet werden.

Als ich das Ding gebaut hab, muß ich zwischen 14 und 16 gewesen sein, die Details liegen im Nebel. Immerhin habe ich die Pläne aufbewahrt, so daß ich auch die dokumentieren kann. Nicht alles ist überliefert, aber vermutlich war auch nie alles aufgeschrieben, sondern ich habe Teile direkt gelötet und eingebaut. Was besonders schmerzt, ist die fehlende Beschreibung der Steckerbelegung. Die verhindert, daß ich die Steuerung mal schnell durchtesten kann. Sie sieht OK aus -- eine Batterie ist etwas ausgelaufen, aber sonst scheint es zu funktionieren, jedenfalls schaltet sie sauber ein und aus, ohne die Sicherung rauszuwerfen.

Zum Aufbau der Maschine ist zu sagen, daß die Steuerung drei externe 230V-Geräte steuerte: (1) den Wasserkocher, (2) das Ventil, um das Wasser aus dem Wasserkocher in den Ziehbehälter laufen zu lassen, (3) das Ventil, um das Wasser aus dem Ziehbehälter in die Teekanne laufen zu lassen. Für diese Geräte sind die 9 Bananensteckerbuchsen, sogar alle mit Erdung (wenn auch in falscher Farbe und ein bißchen durcheinander verteilt).

Diese Geräte waren auf einer ca. 80cm hohen Platte von oben nach unten untergebracht: oben die Steuerung (damit kein Wasser reinlaufen kann, falls was schiefgeht), dann der Wasserkocher, dann der Ziehbehälter, und unten die Kanne.

Der Wasserkocher war präpariert, daran kann ich mich erinnern. Es waren zwei Relais eingebaut, soweit ich weiß. Wie das genau ging, weiß ich nicht mehr, und es ist nicht überliefert. Diese Dinger waren dazu da, daß die Steuerung von dem Wasserkocher das Abschaltsignal von dem Bimetallschalter empfangen konnte. Normalerweise schaltet das direkt den Kocher aus. Aber die Steuerung sollte ja dann in den nächsten Zustand schalten: Ziehen. Dazu mußte der Kocher modifiziert werden. Der 5-polige DIN-Stecker überträgt diese Steuersignale, aber leider ist die Pinbelegung nicht mehr bekannt. Laut Schaltbild liefert der Kocher drei Signale: Q1, Q2, Q3. Keine Ahnung, was da passiert. Ich müßte die Steuerung weiter zerlegen, um das herauszufinden, aber das lasse ich jetzt. Der modifizierte Kocher ist leider auch verschwunden.

Die Ventile waren Festo-Luftventile. Ich erinnere mich, daß sie ca. 100°C heißes Wasser bzw. noch schlimmer: Tee, nicht gut vertragen haben. Aber die Maschine lief sicher einige Jahre.

Heute benutze ich interessanterweise einen komplett händischen Ansatz beim Teekochen und vermisse die Automatik gar nicht.

Front, ausgeschaltet

Die Beschriftung ist auf einem 9-Nadel-Drucker ausgedruckt mit einem selbstdesignten 16x16-Matrixfont. Da ich Kunstsprachen erfunden hab, mußte ich ja auch eigene Fonts haben. Und außerdem wollte ich das eh selbst und schön machen. Dies war der Font ,Antiqua'.

Front, Plan

Der Frontplan, der abgeheftet war, paßt überhaupt nicht zu dem tatsächlichen Design.

Man sieht hier auch die kleine Quarzuhr, mit der ich die Maschine auf Uhrbetrieb umschalten konnte. Die Elektronikpläne, um das Piepsen in ein Relais-Schalten umzuwandeln, sind nicht überliefert. Zum Einschalten wurde eine 9V-Batterie benutzt, damit die Schaltung nicht dauerhaft am Netz nuckeln muß. Das war ein Standby-Verbrauch von 0,0W. Das schaffen heutige Geräte nicht mehr. OK, mit dem Trick, eine umweltfeindliche Batterie zu benutzen (die ausgelaufen ist, wie gesagt). Aber trotzdem!

Innenleben, oben 1 Innenleben, unten 2

Das Kabelchaos ist nicht so groß, wie man denken könnte: man kann den Deckel nach oben abheben und um 180° kippen und auf dem Tisch ablegen, ohne daß man an Kabeln zieht. Beim Zuklappen bleibt alles am Platz und kein Kabel verklemmt sich im Deckel. Relativ geordneter Kabelsalat also.

Achja: das Ding, das mit Heißkleber rund um den Trafo geklebt ist, ist die Trafoschaltung, sprich: das Ding, was aus dem Wechselstrom glatten Gleichstrom für die Elektronik macht. Wozu da noch diese eine Spule ist, ist mir im Moment unklar. Die Kontakte des Gleichrichters sind um 90° abgeklickt, damit der Deckel zugeht. Die Dioden und der Widerstand, die direkt am Gleichrichter angelötet sind, liefern den 100Hz-Eingangstakt für den/die Zähler der Steuerung.

Innenleben, oben 2 Innenleben, oben 3 Innenleben, unten 1 Innenleben, unten 2

Das Innenleben zeigt, daß Schrumpfschlauch noch nicht im Sortiment war. Auch meine Vorliebe zu freifliegenden Transistoren und anderen Kleinigkeiten ist hier gut zu sehen. Aber immerhin sind ein paar Sachen auf Platinen organisiert. Und Heißkleber war das Montagemittel der Wahl.

Schaltplan

Der (unvollständige) Schaltplan einiger Module. Es fehlen mindestens: die Quarzuhranbindung mit Umschaltung Uhr-/Handbetrieb, die genaue Beschaltung der Relais, die Steckerbelegung unten am Gehäuse, die beiden Kippschalter unten (die waren zur manuellen Öffnung der Ventile). Die Batterien sind auch nicht verzeichnet -- sie gehören zur Quarzuhrschaltung. Achja: die Trafoschaltung fehlt auch. Und der Piepser im Deckel findet sich auch nicht auf den Plänen.

Die Elektronik besteht ausschließlich aus Standard-CMOS-Bausteinen: 4017 (Dezimalzähler), 4026 (Dezimalzähler mit LED-Ausgang), 4011 (NAND-Gatter). Nix mit AVR-Mikrocontroller damals.

Signalplan

Dies ist letztlich das Programm: die möglichen Zustände der globalen Steuersignale. Die Signale Q1, Q2, Q3, V1, V2 und Aus implementieren sowas wie einen kruden Programmzähler.

Platinenplan

Dies ist der Plan der Leitungen auf der unten im Gehäuse liegenden Platine. Ebenfalls verzeichnet ist, welche Datenrichtung die Signale für die senkrecht gesteckten Platinen haben.

Schönes Projekt und netter Fund im Keller!


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12. Juli 2017
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