Stofzuigermotor regelen in snelheid met ESP32

[Mavamaarten]

Dag medetweakers!

Ik heb mezelf gestort op een projectje: ik had het idee om zelf een (fluid bed) koffiebrander te gaan maken. Ik vond deze blogpost ter illustratie: https://kostverlorenvaart...ed-roaster-tijes.html?m=1
Ik ben al een heel eind geraakt, maar loop een beetje vast op het aansturen van de luchtstroom. Misschien heeft iemand hier wel de gouden tip.

Ik kwam alvast tot dit plan:

- De aansturing: een ESP32 met LCD. ✅ aangekocht
- Een warmtebron: een heteluchtpistool van de Action. ✅ aangekocht
- Aansturing warmtebron: 40A SSR ✅ aangekocht
- Een borosilicaat glazen buis: Na een lange zoektocht, een theekan gevonden van de Action ✅ aangekocht en met een diamantblad op de Dremel de bodem eruit gezaagd
- Temperatuurmeting: een K-type thermokoppel met een MAX31865 module ✅ aangekocht

Wat ik nog mis: een bron van (veel) lucht. Op internet lees ik dat veel mensen een 12V Intex luchtpomp voor luchtmatrassen gebruiken, maar vaak zie ik dat ze in "latere versies" van hun machine steeds kiezen voor iets krachtigers. Wat ze dan kiezen is niet duidelijk, wat ik vind zijn vaak oude filmpjes met dode links naar oude niet-meer-bestaande blogs.

Ik had het idee om een stofzuigermotor te gebruiken, dat is goedkoop en moet zeker en vast voldoende luchtstroom geven dacht ik. Via 2dehands heb ik een gratis stofzuiger opgehaald en uit elkaar gehaald. De motor heb ik in CAD nagebouwd en er een behuizing rond ontworpen, zodat ik de lucht kan gebruiken die de motor uitblaast ipv de lucht die hij aanzuigt. Dat werkt behoorlijk goed. Het warmtepistool kan er zo bovenop geklikt en geschroefd worden 😎

Dat ziet er zo uit:


Waar ik nu tegenaan loop, is dat ik de snelheid van deze stofzuigermotor wil aansturen via de ESP32. Nu vind ik daar bijzonder weinig informatie over, helaas. De motor is een universele motor (want: 220v AC en hij heeft 2 koolstofborstels, en de aansturingsprint is niet veel meer dan een condensator). Maar hoe regel je zoiets in snelheid?

Mijn eerste ingeving was een dimmermodule die ik had liggen: die heeft een triac en een optocoupler, waarmee ik zero cross detectie kan doen en dus een stukje van de fase kan afknippen. Dat werkte in eerste instantie behoorlijk goed, ik kon de motor via de ESP32 goed in toerental regelen. Dat was totdat ik door een later programmeerfoutje de timing van het dimmen in de war stuurde, de motor een paar keer vol gas gaf vanuit stilstand, en ik volgens mij de triac heb opgeblazen (hij doet nu niets meer).

Dat lijkt dus niet helemaal een duurzame manier om zo'n motor aan te sturen. Maar hoe doe ik het dan wel? Een SSR lijkt niet heel geschikt te zijn want als ik wat opzoekwerk doe lijkt dat ook gebaseerd te zijn op een triac en die doet zelf ook het schakelen op een zero crossing. Ik vind ook veel van deze goedkope SCR modules: https://a.aliexpress.com/_EHyF8Hi . Ik zie dat mensen er o.a. slijpschijven mee aansturen dus dat lijkt een goede match, maar al die SCR modules werken met een potentiometer en zijn niet digitaal aan te sturen. Ik wil wel echt vanuit software de snelheid kunnen regelen. Brainfarts die ik nog niet heb verkend: digitale potentiometer? (nog nooit gebruikt, weet niet of die daar geschikt voor zijn) Of simpelweg een servomotor aan de draaiknop hangen...

Nog een andere piste: ik las dat zo'n motor ook via DC aangedreven zou kunnen worden, dat is misschien makkelijker te sturen met mosfets. Ik heb even voor de test een 12V 5A voeding aan de motor gehangen maar de motor gaf geen kik. 24V heb ik nog niet kunnen testen maar als het meer moet worden dan dat wordt het ook al geen goedkope en simpele oplossing meer.

Wie heeft de gouden tip? TL;DR: ik wil een stofzuigermotor via een ESP32 in snelheid regelen.

[mrcitroen]

Over een triac nagedacht?

[Mavamaarten]

mrcitroen schreef op dinsdag 31 december 2024 @ 11:11:
Over een triac nagedacht?

Jazeker hoor. Zoals in mijn startpost staat, probeerde ik al een dimmermodule met een triac en optocoupler om aan faseafsnijding te doen. Dat werkte voor even, maar het lijkt erop dat deze module het niet overleefd heeft.

Nu weet ik niet goed hoe dat komt, en of dit dus wel de juiste manier is om zo'n universele motor te besturen...

Komt het omdat de module gewoon niet rated was voor de sterke motor? Het wattage staat niet op de motor geschreven gek genoeg, maar ik vermoed 750W als ik vergelijkbare modellen opzoek. De dimmermodule was geschikt voor "AC 220V 2A, peak 5A", wat voldoende leek om deze motor op halve kracht te doen draaien.

Of komt het omdat zo'n triacmodule niet bedoeld is om zo'n type motor aan te sturen? Ik ken er eerlijk gezegd net niet genoeg van, maar ik kan me inbeelden dat zoiets geen "simpele" load is en heel veel stroom vraagt bij opstarten, veel magnetisch opgewekte stroom veroorzaakt bij uitschakelen etc etc.

[SA007]

Triac is toch de weg om te gaan, je wil alleen een iets krachtiger model.

5A piek is echt niet genoeg voor een stofzuigermotor.
Dat zijn seriemotoren, dat houdt effectief in dat de beperking van het vermogen is wat er aan belasting aan de motor hangt en minder de beperkingen van de motor zelf.
Hoe je 'm geplaatst hebt heeft hij flink minder weerstand dan hij in een stofzuiger had en zal hogere pieken trekken.
Oudere stofzuigers hebben overigens vaak fors krachtiger motoren, pas recent (2017) mogen stofzuigers niet meer onbeperkt stroom trekken, daarvoor waren ze vaak 2000W of nog meer.

[pistole]

Ik denk dat je op de goede weg was met de dimmer. Dat je hem mogelijk hebt opgeblazen door een programmeerfoutje moet je zien als leergeld ;-). En beter eerst 'offline' testen of simuleren voordat je het 'live' doet.

Een oplossing met een pot kan prima, maar dan sluit je die aan op een analoge ingang van de ESP om daarmee de dimmer aan te sturen.

[Mavamaarten]

SA007 schreef op dinsdag 31 december 2024 @ 12:03:
Triac is toch de weg om te gaan, je wil alleen een iets krachtiger model.

5A piek is echt niet genoeg voor een stofzuigermotor.
Dat zijn seriemotoren, dat houdt effectief in dat de beperking van het vermogen is wat er aan belasting aan de motor hangt en minder de beperkingen van de motor zelf.
Hoe je 'm geplaatst hebt heeft hij flink minder weerstand dan hij in een stofzuiger had en zal hogere pieken trekken.
Oudere stofzuigers hebben overigens vaak fors krachtiger motoren, pas recent (2017) mogen stofzuigers niet meer onbeperkt stroom trekken, daarvoor waren ze vaak 2000W of nog meer.

pistole schreef op dinsdag 31 december 2024 @ 12:16:
Ik denk dat je op de goede weg was met de dimmer. Dat je hem mogelijk hebt opgeblazen door een programmeerfoutje moet je zien als leergeld ;-). En beter eerst 'offline' testen of simuleren voordat je het 'live' doet.

Een oplossing met een pot kan prima, maar dan sluit je die aan op een analoge ingang van de ESP om daarmee de dimmer aan te sturen.

Bedankt voor de dubbele bevestiging dat ik op de goede weg zit met een triac!

Het programmeerfoutje was een kleine misrekening dat een ESP8266 interrupts vlot kan blijven afhandelen terwijl ik met Wi-fi bezig ben. Dat blijkt dus niet het geval te zijn. Daardoor stotterde de motor heel stevig tijdens het verwerken van een web request. Ik dacht dat dat de boosdoener was, een paar pieken aan sterk stroomverbruik die de triac had opgeblazen.

Maar ik heb super goed nieuws, de triac is nog heel en alles werkt weer! Het was uiteraard iets super stoms.

Ik wilde even testen of alles gedurende een langere tijd kon blijven draaien zonder te smelten, dus gewoon full power zonder dimmer dan maar. Maar... zelfs zonder dimmer module wilde de motor niet meer draaien. Dat kon niet kloppen, en een kleine inspectie verder bleek dat de aansluiting op de motor niet meer goed vast zat. Dat zijn een soort spade connectors die een klein koperen draadje vastklemmen. Dat was dus blijkbaar losgekomen. Even goed aangedrukt en jawel hoor, alles werkt weer prima.

Ik neem alleszins de aanbeveling ter harte om een stevigere triacmodule in huis te halen. De huidige module gebruikt een BTA16-600B, ik zal gaan voor een model met een BTA24-600B. In de tussentijd zorg ik er zeker voor dat ik altijd de motor start aan een laag powerlevel om een soort soft start te hebben.

Bedankt voor jullie hulp, ik kan weer verder knutselen

[memphis]

Je zou ook een gewone dimmer kunnen pakken en de potmeter bv vervangen door een simpele LDR. Als je die in een koker met een lampje zet zou je dmv de helderheid van het lampje de motor kunnen regelen. Een LDR heeft alleen een beperkt regel bereik maar als je niet het hele bereik van 0 tot max nodig hebt zou je er wat mee kunnen doen zonder dat je een zero detectie moet detecteren en programmeren met de ESP.

[Mavamaarten]

memphis schreef op dinsdag 31 december 2024 @ 14:53:
Je zou ook een gewone dimmer kunnen pakken en de potmeter bv vervangen door een simpele LDR. Als je die in een koker met een lampje zet zou je dmv de helderheid van het lampje de motor kunnen regelen. Een LDR heeft alleen een beperkt regel bereik maar als je niet het hele bereik van 0 tot max nodig hebt zou je er wat mee kunnen doen zonder dat je een zero detectie moet detecteren en programmeren met de ESP.

Da's ook wel een origineel idee, daar zou ik eventueel de potentiometer van zo'n SCR module wel mee kunnen vervangen. Ga ik zeker proberen als mijn huidig dimmerbordje het (echt ) begeeft, dat klinkt wel wat simpeler dan een servo aan een potmeter hangen. En een LDR heb ik nog wel ergens in mijn collectie liggen.

[SA007]

Ow, een BTW16-600 kan al 16A continue aan en 168A piek, die zal je inderdaad niet zomaar kapot krijgen.
Je had het over 2A, dat krijg je wel stuk

Als die niet te heet wordt (en hij kan 125 graden aan) lijkt me niet dat je die zomaar kapot krijgt.