Portfolio

Ik zal me even voorstellen, ik ben Richard Lagendijk en ik woon en werk in Nederland. Om te laten zien wat ik doe, heb ik een portfolio samengesteld. In deze portfolio zijn een diverse projecten opgenomen die ik heb uitgevoerd in mijn privéleven, tijdens mijn opleidingen of tijdens mijn werk.

De Asuro robot is een kleine programmeerbare robot. De Asuro robot wordt geleverd als een bouwpakket en beschikt over een AVR-microcontroller, twee aandrijfmotoren, twee signaal LED's, twee odometer-sensoren, een lijn volg sensor, zes detectie schakelaars, een status LED en een seriële (infra rood) communicatie mogelijkheid met een PC.

Deze robot maakte deel uit van mijn bacheloropleiding. Het doel was om de robot in een magazijn te laten rijden, de kortste route te leren, en om te gaan met obstakels. Om deze opdracht mogelijk te maken, moest ik de mogelijkheden van de robot verbeteren. De verbeteringen zijn: Het wijzigen van de installatie van de odometer sensoren, zodat er geen variatie meer is in de afstand tussen de lichtbron/sensor en het codewiel. De lijn volg sensor afschermen van het omgevingslicht. Het vergroten van de batterijcapaciteit voor meer bereik en het regelen van de spanning voor betere prestaties van de sensoren.
Ik heb ook 80% van de standaardfirmware herschreven om de stabiliteit en nauwkeurigheid van de sensoren te verbeteren, en ik heb functies toegevoegd of verbeterd om het programmeren van de robot gemakkelijker te maken.

Het eindresultaat was een robot die het hele magazijn kan scannen, de kortste route kan bepalen en met obstakels op de route kan omgaan.


Meer informatie over mijn Asuro-robotproject.

Van een teamleider uit mijn bedrijf kreeg ik de vraag of ik de inzetbaarheid van zijn team voor de komende tien jaar in beeld kon brengen. Ik heb hiervoor gebruik gemaakt van een Excel bestand met diverse functies in VBA (Visual Basic for Applications).

De gegevens worden ingevoerd met een formulier om fouten te voorkomen. Dit zijn de naam, functie, afdeling, FTE, geboortejaar, wachtdienst, het kennisniveau (junior, medior en senior) en de bijbehorende groeiprognose in het kennisniveau.

De grafieken worden gegeneerd op basis van een zelf te kiezen start-jaar. Een paar voorbeelden van de grafieken zijn:

Leeftijd opbouw: start-jaar, volgende jaar en de volgende 10 jaar, met een leeftijd indeling per 5 jaar. Aantal jaren in dienst, aantal medewerkers einde dienstverband, aantal medewerkers boven een bepaalde leeftijd.

Kennis opbouw: start-jaar, volgende jaar en de volgende 10 jaar met een leeftijd indeling per 5 jaar. De kennis wordt ingedeeld als junior, medior en senior, inclusief een prognose van kennisgroei in de komende jaren.

Aantal medewerkers die beschikbaar zijn voor wachtdienst en een overzicht van het aantal medewerkers per functie in een afdeling.

Een van mijn hobby's is alles verzamelen van Commodore-computers. Het is natuurlijk altijd beter om het echte item te hebben, maar sommige items zijn erg moeilijk te vinden. Om oude computeritems voor iedereen beschikbaar te maken, kun je een replica bouwen, maar eerst moet je weten hoe het origineel is gebouwd en hoe het werkt.

Om een replica-printplaat te maken, moet je weten waar alle kopersporen op aansluiten. Voor de onderkant is dit niet zo moeilijk, je moet er alleen aan te denken om het spiegelbeeld in een PCB-tekenprogramma te tekenen. Ik heb alle locaties van de gaten en via's opgemeten en getekend in het PCB-tekenprogramma. Daarna heb ik alle kopersporen aangesloten op de gaten en via's.
De bovenkant van de print is moeilijker, omdat de componenten de kopersporen afdekken, maar met behulp van een multimeter kun je alle aansluitingen vinden.

Daarna moet je uitzoeken welke componenten gebruikt zijn, en als er zoiets is als Eprom moet je de data uit deze Eprom lezen.

Maar soms maakten de oorspronkelijke makers het erg moeilijk om hun product te reverse-engineeren. Op de foto staat een voorbeeld van de Power cartridge van KCS. Om het moeilijker te maken heeft KCS de tekst van de componenten gewist en de adreslijnen van de Eprom door elkaar gegooid.

En na vele uren om de printplaat, het schema, de componentenlijst en het Eprom-bestand te maken, is het nu mogelijk om een replica van een oud stuk hardware te maken.


Meer informatie over mijn KCS Power cartridge project.

Het drinkwaterbedrijf waar ik werk heeft een dertigtal openbare drinkwatertappunten in zijn voorzieningsgebied. De vraag van de omgevingsmanager was, of het mogelijk is om inzicht te krijgen in het gebruik van deze openbare drinkwatertappunten.

De voorwaarden van dit project zijn: Het vastleggen van datum & tijd. Het logsysteem moet passen in een standaard openbaar drinkwatertappunt. Een eenvoudig systeem, wat makkelijk te verwijderen of te installeren is, maar niet zichtbaar is vanaf de buitenzijde. En er is geen externe energievoorziening beschikbaar.

Om de gegevens te kunnen loggen is er een signaal nodig wanneer iemand op de knop van de waterkraan drukt. Als eerste heb ik geprobeerd om een schakelaar te koppelen aan de bestaande drukknop van het drinkwatertappunt. Maar de drukknop is niet geschikt voor een extra schakelaar. Een tweede oplossing was om tussen de drukknop en het uitstroompunt de druk te meten, zodra er water gaat stromen. De opgebouwde druk was echter te laag voor een betrouwbare meting. Bij de derde oplossing is er gebruik gemaakt van een stromingsdetector uit een cv-ketel.

Voor het vastleggen van de data is gekozen voor een logger die een verandering van een signaal (aan/uit) kan vastleggen met de datum en tijd. Om de logger te beschermen tegen de elementen is deze geplaatst in een kunststofbehuizing.

De logger werkt op een batterij en kan ongeveer twee jaar lang data verzamelen. De logger kan eenvoudig worden losgenomen van de elektrische bedrading (USB-stekker) en daarna worden uitgelezen met bijvoorbeeld een laptop. De software voor het uitlezen van de logger wordt gratis door de producent van de logger beschikbaar gesteld.

Het drinkwaterbedrijf, waar ik werk, beschikt over een gebouw met een zonnepaneel installatie. De vraag uit de organisatie was of de informatie van deze zonnepaneel installatie gevisualiseerd kon worden.

Ik ben gestart met verzamelen van informatie over de bestaande zonnepaneel installatie. De installatie bestaat uit 88 zonnepanelen met een energieomzetter van SolarEdge, type SE25K. De energieomzetter kan maximaal 25 KVA leveren aan een 3-fase elektriciteitsnetwerk. De communicatie is mogelijk via een RS485 of een Ethernet verbinding, het communicatieprotocol is Modbus.

Nadat de Ethernet-verbinding aangesloten en ingesteld was, ben ik via Node-RED gaan onderzoeken welke informatie te verkrijgen is uit de SolarEdge energieomzetter. Er was een register map beschikbaar, en na het vaststellen of het Modbus base 0 of base 1 was het mogelijk om de spanning en stroom (DC) uitlezen. Er was nog wel enig onderzoek nodig om uit te zoeken hoe de schaalfactoren van de meetwaarden werkten.

Vervolgens heb ik een complete Node-RED flow geschreven voor het opvragen, verwerken en opslaan van alle informatie uit de SolarEdge energieomzetter. Voor de visualisatie en controle van de informatie heb ik een dashboard gemaakt in Node-RED. Voor de presentatie van de gegevens voor intern gebruik heb ik een dashboard in PME van Schneider Electric gemaakt. Er is ook een rapportage in Power BI van Microsoft beschikbaar.

De Teach-Robot is een robot met zes assen, en is bedoeld voor educatieve doeleinden. De Teach-Robot is ongeveer 60 cm hoog, en is opgebouwd uit met glasvezel versterkte kunststof delen en zes actuatoren. De aansturing van de actuatoren geschiedt met een bus systeem. De besturing van de Teach-Robot is mogelijk via de Teach-Box of met de Teach-Robot Studio software.

De documentatie van de Teach-Robot is beperkt, en de technische kennis over de Teach-Robot is bekend bij een zeer kleine groep mensen. De beperkte documentatie vormt een gevaar voor de continuïteit van het product.

Voor dit project heb ik twee assemblage handleidingen geschreven (Teach-Robot & Teach-Robot Plus). In deze handleidingen wordt stap voor stap met tekst en afbeeldingen de volledige assemblage beschreven, inclusief montage volgorde, gebruikte onderdelen en praktische tips voor tijdens de assemblage. Ook de het correct afstellen, testen en inpakken van de Teach-Robot wordt beschreven. Voor de assemblage is er ook een volledige onderdelenlijst beschikbaar, die kan worden gebruikt voor het verzamelen van de onderdelen voor de assemblage en als voorraadbeheer.

Er is een aparte handleiding beschikbaar voor het programmeren van de micro-controllers in de actuatoren in de Teach-Robot en de microcontroller in de Teach-Box. Dit omdat de assemblage en het programmeren in de praktijk vaak door verschillende personen wordt uitgevoerd.

Verder is er een handleiding voor het oplossen van storingen aan de Teach-Robot en Teach-Box, hierin heb ik al mijn kennis beschreven die ik heb opgedaan bij de reparaties aan de Teach-Robot en Teach-Box.

Voor de gebruiker zijn er twee handleidingen beschikbaar, voor het gebruik van de Teach-Robot en Teach-Robot Studio.

Een deel van de drinkwaterbedrijven in Nederland gebruiken grondwater uit winputten voor het bereiden van drinkwater. Een winput is een buis die vanaf het maaiveld loodrecht de grond ingaat tot aan een watervoerend zandpakket. In het watervoerende zandpakket is deze buis voorzien van een filter die wel het water doorlaat, maar niet het zand. Het naar de winput toestromende water bevat kleine verontreinigheden die in loop van de tijd het filter van de winput doen verstoppen. Deze verontreinigheden op het filter worden weer verwijderd tijdens het jutteren.
Het jutteren is het telkens heen en weer bewegen van het waterniveau in de winput. Het naar beneden brengen van het waterniveau gebeurt met perslucht en het omhoog bewegen gebeurd door de natuurlijke druk van het water in de watervoerende laag. Na een bepaalde juttertijd is de verontreiniging van het filter verwijderd en is de winput weer beschikbaar voor het winnen van water.

Voor dit project heb ik de volledige installatie ontworpen, mechanisch opgebouwd, elektrisch geïnstalleerd, de PLC en het Scada geprogrammeerd, het geheel getest en inbedrijf gesteld. Daarna heb ik samen met de gebruikers de jutterinstallatie verder doorontwikkeld tot de huidige versie.
Er is een volledig technisch dossier aangelegd, met bouwtekeningen, elektrische schema's, PLC/Scada software, onderdelenlijst, gebruikershandleidingen en standaard instellingen.

Voor de besturing is gekozen voor een SAIA PCD met een aanraakgevoelig bedieningsscherm, en een modem zodat besturing lokaal en op afstand mogelijk is.

De besturing bestaat uit meerder schermen, voor bediening, instellen van waarden, opvragen van historische data / grafieken en het inzien van status- en foutmeldingen. Het bedieningsscherm geeft de actuele waardes weer van het waterniveau, druk, juttersnelheid, status van de afsluiters, juttertijden en eventuele foutmeldingen. Het jutterproces is volledig instelbaar: juttermethodes, waterniveaus, drukken, tijden, alarmniveaus, etc.
Als er op afstand wordt bediend via telefoon, laptop of tablet is de volledige functionaliteit beschikbaar, en het is mogelijk de status- en alarmmeldingen via SMS naar de gebruiker te versturen.

De C64 DTV is een gameconsole in de vorm van een oude joystick. Maar deze gameconsole is eigenlijk een complete Commodore C64 computer met 30 spellen. DTV staat voor Direct-to-TV. Dit betekent dat je de C64 DTV rechtstreeks op je tv kunt aansluiten en dat je geen andere hardware of software nodig hebt om de spellen te spelen.
De C64 DTV is ontworpen door Jeri Ellsworth nadat ze de C-one had ontwikkeld. De C-One is een vervanging voor 8-bit Commodore-computers op basis van FPGA-technologie.

Je kunt de C64 gebruiken als een normale gameconsole, maar hij heeft veel verborgen geheimen. Voor technische mensen zoals ikzelf is het mogelijk om de C64 DTV te "hacken" om de extra opties te gebruiken die verborgen zijn voor de normale gebruiker.

De eerste C64 DTV die ik heb aangepast is gebaseerd op de NTSC-versie en is gebouwd samen met een Commodore 1571 disk drive en een normaal PC toetsenbord. Met deze opstelling kan je originele diskdrives en printers, twee externe joysticks en een toetsenbord gebruiken. Toen de PAL-versie beschikbaar was, heb ik deze versie ook aangepast.

Ik heb ook C64 DTV's aangepast voor andere mensen. Een voorbeeld is een C64 DTV die alle modificaties binnenin de C64 DTV zelf heeft. Deze heeft ook een 1541-III, een vervanging van een diskdrive op basis van een microcontroller met een SD-kaart voor de opslag van honderden diskettes.

Een ander project was een C64 DTV gebouwd in een nieuwe behuizing met alle mogelijke aanpassingen en externe aansluitingen.

Om andere mensen te helpen met dit soort aanpassingen, heb ik verschillende artikelen op mijn webpagina geschreven over mijn aanpassingen.

Een drinkwaterbedrijf levert drinkwater aan haar klanten. Deze levering is tot en met de watermeter in het gebouw. Er gelden wettelijke regels over de minimale waterdruk waarmee het drinkwater wordt geleverd bij een bepaald gebruik.
Om er zeker van te zijn of deze minimale waterdruk wordt geleverd, wordt de aansluiting op de hoofleiding in de straat, de dienstleiding naar het gebouw en de watermeter zodanig gekozen dat er een niet te hoge drukval ontstaat over de totale aansluiting.

Deze drukval wordt handmatig berekend of is gebaseerd op ervaring. De vraag uit de organisatie was of dit handmatige berekenen te automatiseren was.

Voordat ik dit project ben gestart heb ik uitvoerig overleg gehad met een van de engineers van de afdeling inspectie, die dit soort berekening dagelijks uitvoert. Nadat het duidelijk was welke informatie er al beschikbaar was, en wat de wensen zijn voor het resultaat ben ik begonnen aan het project.

Er zijn twee Excel-programma's ontwikkeld, het eerste programma is OAS wat een nieuwe aansluiting kan uitrekenen. Het tweede programma OCS kan een bestaande aansluiting narekenen om te kijken of deze in orde is, of aangeven waar het probleem zich bevindt.

Beide programma's zijn ontwikkeld in Excel met behulp van VBA (Visual Basic for Applications). In het OAS programma worden eerst de gegevens ingevuld van de nieuwe aansluiting zoals het te verwachte verbruik, de beschikbare hoofdleiding in de straat en de afstand van deze hoofdleiding tot aan de watermeter in het gebouw. Om het te verwachte verbruik correct in te schatten is er ook een rekenhulp toegevoegd waarin het aantal watergebruikers in het gebouw kan worden ingevuld.
Daarna zal het programma de juiste onderdelen kiezen zoals de aansluiting op de hoofdleiding, de juiste diameter dienstleiding en een geschikte watermeter. Als de engineer tevreden is met het resultaat kan daarna een onderdelenlijst worden gegenereerd voor de monteur die de wateraansluiting gaat realiseren.

Bij het tweede programma OCS kan een bestaande aansluiting, of een aansluiting die de engineer heeft bedacht worden gecontroleerd. Hierbij worden ook eerst de algemene gegevens ingevuld, maar ook de gegevens over de bestaande aansluiting. Het programma berekend nu de drukval over elk onderdeel en geeft aan of de drukval correct is of te hoog is.

Met deze twee programma's is het nu mogelijk om een aansluiting te berekenen of te controleren in enkele minuten, wat hiervoor minimaal een uur in beslag nam.

Vele jaren geleden ben ik begonnen met het bouwen van webpagina's in HTML. Later ontdekte ik de scripttaal PHP. Om meer te leren over PHP heb ik een cursus PHP gevolgd en mijn certificaat behaald. Daarna ben ik webpagina's gaan bouwen met PHP (Object-Georiënteerd), de database MySQL, CSS voor de lay-out en een template engine voor het weergeven van de pagina's.

De webpagina's worden op verzoek gegenereerd met het Model-View-Controller patroon. Dit betekent dat het verzoek van de gebruiker naar de Controller wordt gestuurd. De Controller bekijkt het verzoek en laadt de benodigde Modellen om de gegevens voor de gevraagde webpagina te creëren. Deze gegevens worden naar de Viewer gestuurd om de webpagina weer te geven.
Met dit patroon is het mogelijk om een zeer modulaire webpagina te bouwen die gemakkelijk uitbreidbaar is met de beschikbare bouwstenen (controllers, modellen en viewers).

Ik heb webpagina's gemaakt voor mijn hobby's en kleine bedrijven. Naast het weergeven van standaardinformatie zijn de volgende functies inbegrepen: artikelen, zoeken, downloads, evenementen, links, aanvraagformulier, nieuwsbrief, XML-feed, RSS-feed, bezoekersanalyse, mobiele of desktopweergaven, banner-rotatie, rekenmachine, puzzels en quizzen.

Het ontwerpen van een elektronisch slot voor opbergkluisje maakte deel uit van mijn bacheloropleiding. Dit soort opbergkluisjes bevinden zich bijvoorbeeld op scholen, treinstations en luchthavens.

De opdracht was een ontwerp uit te werken voor het mechanische en elektronische gedeelte van een slot waarmee het opbergkluisje kan worden afgesloten. En het ontwerpen van een besturingssysteem voor het bedienen van de sloten.

Het project is gestart met het verzamelen van de wensen en eisen van de opdrachtgever. Daarna is het slot ontworpen met een 3D tekenprogramma (SketchUp), gevolgd door een elektronisch ontwerp met de benodigde sensoren en actuatoren. Er is gekozen voor een PIC-microcontroller voor de besturing van het elektronische slot en de communicatie met de centrale unit.
Voor de centrale unit is ook gekozen voor een PIC-microcontroller, die is voorzien van een klein toetsenbord en een LCD-scherm. De gekozen communicatie tussen de sloten en de centrale unit is op basis van RS-485 en ModBus.

Na het mechanische en elektronische ontwerp is een proefopstelling gebouwd om het ontwerp te testen. De proefopstelling bestaat uit diverse E-Blocks modulen van de firma Matrix Multimedia. Het benodigde besturingssysteem voor de centrale unit en de sloten is geschreven met FlowCode, wat wordt meegeleverd met E-blocks.

Perk is een merk dat educatieve leermiddelen levert voor het onderwijs. Perk levert leermiddelen voor de elektrotechniek, PLC-techniek en pneumatiek. Een Perk practicum bestaat uit een werktafel met daarop een voedingsunit en twee rekken. In deze rekken worden de diverse modules geplaatst. Een module bestaat bijvoorbeeld uit een drukschakelaar, zoemer, relais, lamp, smeltveiligheden, installatieautomaat, tijdrelais, mini-PLC, etc. Onder de tafel bevindt zich een ladekast voor het opbergen van de modulen en meetsnoeren.

Naast de Perk practicum tafel is er ook een groep van voedingen beschikbaar die zowel gelijk- als wisselstroom leveren, met diverse spanningen en stromen.

Een kenmerk van een Perk practicum is het gebruik van veilige spanningen. Voor de besturing is zowel 24 VDC als 24 VAC beschikbaar en voor het "krachtstroom" gedeelte is 3-fase 23/40 VAC beschikbaar. De door Perk geleverde motoren zijn daarvoor ook aangepast naar 3-fase 23 of 40 VAC.

Tijdens mijn werkzaamheden voor de firma Edutec heb ik vele Perk producten ontwikkeld, geassembleerd, gerepareerd en op scholen geïnstalleerd.

Vele jaren geleden kocht ik een Volkswagen kever uit het jaar 1972, met het doel is om een Baja conversie te doen. De term Baja komt van de beroemde Baja 500 race door de woestijn van het schiereiland Baja California in Mexico. De auto's die meedoen aan de race zijn verdeeld in klassen, voor de Volkswagen Kever zijn er 3 klassen, namelijk standaard, aangepast maar maximaal 1600 cc en de ongelimiteerde klasse.
De meest in het oog springende aanpassingen aan de Kevers voor deze race zijn het verwijderen van de bumpers, inkorten van de voorzijde, een open motorcompartiment en het aanpassen van de spatborden.

Na de aankoop is de Kever volledig uit elkaar gehaald. Daarna zijn alle roestige delen verwijderd en gerepareerd. De volgende stap was het aanpassen van de carrosserie zodat deze geschikt is voor de Baja onderdelen. Natuurlijk zijn alle onderdelen nagekeken en daarna gereviseerd of vervangen, ook de motor is weer als nieuw.
Het interieur is geheel aangepast, met een knipoog naar het schiereiland Baja California.

De volgende stap is het spuit klaar maken van de carrosserie en daarna wordt de Kever weer in elkaar gezet.

Voor een bedrijf wordt het steeds belangrijker om een goed overzicht te hebben van het energieverbruik. Voor het bedrijf waar ik werk is mij gevraagd om te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn om het energieverbruik te visualiseren met PME (Power Monitoring Expert) van Schneider Electric.

PME is een software pakket dat van diverse bronnen informatie kan verzamelen, en via een webbrowser de informatie weergeven. De bronnen van informatie zijn bijvoorbeeld energiemetingen, frequentieregelaars, PLC's, zonnepaneelinstallaties, motorcontrollers, etc.

Voor het onderzoek waren al diverse bronnen beschikbaar zoals SATEC Energie monitors met meer dan 1100 individuele energiemetingen, frequentieregelaars en PLC-gegevens zoals waterdebieten en waterdruk.

Om de gegevens in PME in te kunnen gebruiken moeten deze worden opvraagt via een communicatienetwerk. Nadat de netwerkcommunicatie is ingesteld zijn de brongegevens beschikbaar in PME. Als nodig worden de brongegevens bewerkt om bijvoorbeeld Watts om te zetten naar kilo Watts en liters naar kubieke meters.

PME beschikt ook over uitgebreide mogelijkheden om met de gegevens te rekenen of om beslissingen te nemen bij bepaalde waarden. Hierdoor is het mogelijk om totalen te berekenen, kengetallen te bepalen of bij grenswaarden acties te ondernemen.

De visuele weergave mogelijkheden zijn zeer uitgebreid. Naast het weergeven van een getal is het ook mogelijk om afbeeldingen te gebruiken. Deze afbeeldingen kunnen statisch of dynamisch zijn. Bij de weergave van de energiegegevens, bij bijvoorbeeld een pomp, is de linker balk van de afbeelding dynamisch. Als het energieverbruik normaal is, is de balk groen, bij een lager energie verbruik is deze blauw of paars en bij een hoger energieverbruik wordt deze oranje of rood.
Verder zijn er vele mogelijkheden voor weergave van historische gegevens door tabellen, grafieken, taartdiagrammen, balken, analoge meters, etc. Op de afbeelding zijn een paar voorbeelden te zien van de visualisatie van de energiegegevens die ik heb gerealiseerd in PME.

Ik ben altijd een fan geweest van tekenen, of het nu is op papier of met de computer.

Voor tekenwerk met de computer maak ik gebruik van de volgende programma's:
AutoCAD van Autodesk voor het maken van 2D-tekeningen voor bijvoorbeeld constructietekeningen en het maken van plotfiles voor freesmachines.
Met het programma SketchUp van Trimble is het mogelijk om 3D-tekeningen te maken voor bijvoorbeeld het inrichten van een schoollokaal of een ontwerp uit te werken van nieuw Perk practicum.
Voor het maken van een elektrisch schema of een printplaat ontwerp maak ik gebruik van EasyEDA Desinger.
Voor het tekenen van UML-diagrammen (Use case, klasse- of sequentiediagrammen) maak ik gebruik van Umbrello UML Modeller.
Voor algemene illustraties voor in documenten werk ik met GIMP of illustrator van Adobe. Maar met een beetje moeite is het ook mogelijk om illustraties te maken in Word of Excel.

Het drinkwaterbedrijf waar ik voor werk heeft in het verleden een samenwerkingsverband gehad met het drinkwaterbedrijf PDAM Pontianak in Indonesië. Het doel van deze samenwerking was het helpen van PDAM met drinkwater technologie vanuit Nederland.

Een onderdeel van de samenwerking was het opzetten een leercentrum. Ik ben gevraagd om leermiddelen te ontwikkelen voor het gebruik van pompen en elektrische besturingen.

Ik heb een pomp-set ontwikkeld bestaande uit een reservoirs, centrifugaalpompen, drukmeters en debietmeters. Hiermee kan eenvoudig worden geleerd wat de invloed is op de druk en het debiet als bijvoorbeeld twee pompen in serie of parallel werken, of wat de invloed is als de weerstand in leiding groter of kleiner wordt.

Daarnaast heb een set schakelmateriaal ontwikkeld waarbij de basis schakelelementen zoals schakelaars, niveausensoren, hulprelais, tijdrelais, hoofdrelais, signaallampen gemonteerd zijn in doorzichtige behuizingen. Deze schakelelementen worden met meetsnoeren met elkaar verbonden om een volledige schakeling op te bouwen. Deze set schakelmateriaal is samen met de pomp-set te gebruiken.

Het ontwerpen van een PLC-programma voor een sluis maakte deel uit van mijn bacheloropleiding. Deze opdracht bestond uit het maken van een functioneel ontwerp, een technisch ontwerp, het schrijven van het programma voor de PLC en het opstellen en uitvoeren van een testplan.

De sluis beschikt over twee schutkolken, Noord en Zuid. Elke schutkolk beschikt over twee sluisdeuren, de toegang wordt geregeld door middel van lichten. De gehele sluis wordt door een sluiswachter handmatig en ter plaatse bediend.

In het functioneel ontwerp is het probleem beschreven en een inventarisatie gedaan van alle in- en uitgangen. Daarna is een inventarisatie gemaakt van de eisen en procedures. In het technisch ontwerp is de programma opbouw bepaald en welk programmeertalen worden gebruikt. Het PLC-programma is verdeeld in twee delen. Het hoofdprogramma is geschreven in ST (Structured Text) en neemt de beslissingen. Het hoofdprogramma roept modules aan die zijn geschreven in CFC (Continuous Function Chart). De modules besturen op hun beurt de in- en uitgangen.

Het PLC-programma is geschreven in CoDeSys software van 3S-Smart Software Solutions GmbH.

Het komt voor dat de ligging van een dienstleiding richting een gebouw onbekend is. Een van de methoden om de ligging van een dienstleiding te bepalen is het luisteren via een microfoon naar het stromen van het water door de dienstleiding. Een veel gebruikte methode is dat een medewerker luistert met de microfoon en dat een andere medewerker, of de klant, een water kraan open en dicht zet. De automatische waterkraan is een hulpmiddel voor deze methode.

Ik ben gestart met het verzamelen van informatie bij de potentiële gebruikers van deze automatische waterkraan. Uit de inventarisatie zijn de volgende wensen naar voren gekomen: De waterkraan open en dicht sturen met een vaste tijdsinterval. Het open en dicht sturen met een afstandsbediening. Het systeem moet mobiel zijn, en een over een eigen energievoorziening beschikken. En het moet mogelijk zijn om op afstand de waterdruk te meten.

Na de inventarisatie ben ik begonnen met het ontwerpen en bouwen van de automatische waterkraan. Het geheel bestaat nu uit een degelijke kunststof koffer met daarin een accu en acculader. Een tijdrelais voor het open/ dicht sturen met vaste tijdsinterval, een afstandsbediening (tot ongeveer 10 meter), GPRS-modem, en een keuzeschakelaar voor de gewenste bedrijfskeuze. Op de koffer wordt de kraan aangesloten, deze kraan is voorzien van een drukmeting.

De aansturing op langere afstand is mogelijk door een Sms-bericht te sturen. Hiermee kan de kraan worden geopend, gesloten of wordt de actuele waterdruk via een Sms-bericht teruggestuurd.

De automatische waterkraan kan op een volle accu ongeveer 48 uur actief zijn, wat meer dan genoeg is voor de dagelijkse werkzaamheden.

De Teach-Robot is een robot met zes assen, en is bedoeld voor educatieve doeleinden. De Teach-Robot is ongeveer 60 cm hoog, en is opgebouwd uit met glasvezel versterkte kunststof delen en zes actuatoren. De aansturing van de actuatoren geschiedt met een bus systeem. De besturing van de Teach-Robot is mogelijk via de Teach-Box of met de Teach-Robot Studio software.

Een aantal scholen stelde de vraag of er een alternatieve manier bestaat om de Teach-Robot (Plus) aan te sturen, zodat deze is op te nemen in een groter geheel.

Na een kort onderzoek heb ik besloten om Node-RED te gebruiken voor het aansturen van de Teach-Robot (Plus). De Teach-Robot maakt gebruik van een eenvoudig communicatie protocol. De commando's worden naar de Teach-Box verzonden via een RS-232 verbinding. Voor een opdracht richting de motors worden 3 bytes verstuurd, het motor-nummer en de gewenste positie in 2 bytes. Nadat de motor zijn positie heeft bereikt (of als de motor een probleem heeft) worden er 4 bytes teruggestuurd, het motor nummer, de bereikte positie in 2 bytes en de status.
De Teach-Robot Plus gebruikt een RS-485 communicatie met het Modbus protocol. De Teach-Robot Plus biedt meer mogelijkheden voor de aansturing, zoals instelbare versnelling, vertraging en draaisnelheid van de motoren, instelbare vastloop tijd, actuele snelheid en positie informatie.

Voor de aansturing van de Teach-robot (Plus) heb ik de Node-RED flows geschreven en een dashboard ontwikkeld. Het gaat hierbij om de basis mogelijkheden van de Teach-Robot zoals het aansturen en het maken van een eenvoudig stappenprogramma. De gebruiker kan daarna zelf de flows of het dashboard uitbreiden of aanpassen.

Op drie locaties van het bedrijf waar ik werk bevindt zich in de laagspanningsverdeler een besturingssysteem genaamd Clink-1. Het besturingssysteem wordt gebruikt om diverse elektrische apparaten zoals pompen, ventilatoren, compressors e.d. aan te sturen. Het besturingssysteem is verouderd en wordt niet meer door de leverancier ondersteund. Voor het aansturen van deze pompen, ventilatoren, compressors wordt nu een vervanger gezocht.

Na een inventarisatie van de huidige functionaliteit van het Clink-1 besturingssysteem is gezocht naar een geschikte vervanger. Een van de kandidaten is de LTMR-motorcontroller van Schneider Electric.
Er is een LTMR-motorcontroller aangeschaft, en deze heb ik aangesloten op een proefopstelling. Met Node-RED heb ik een flow en dashboard gerealiseerd om te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn met de LTMR-motorcontroller.

De gegevens die te verzamelen zijn onder andere:
- Motorstroom per fase.
- Stroomonbalans tussen de fases.
- Aanloopstroom.
- Draaiuren motor.
- Interne temperstuur van de LTMR-motorcontroller.
- Aantal starts en stops per uur, dag, maand, etc.
- Foutcodes: Thermisch, aardlekfout, te lange aanloopstroom, etc.
- Commandobewaking.

Na een intensieve test in de kantooromgeving is besloten om een LTMR-motorcontroller in te bouwen in een praktijksituatie. Voor deze praktijktest is gekozen voor een winput op een van de locaties. De aansturing van deze winput vindt plaats via een motorlade in een Holec-laagspanningsverdeler.

Na de evaluatie van de praktijktest is gebleken dat de LTMR-motorcontroller een geschikte vervanger is voor het verouderde Clink-1 besturingssysteem.

Op mijn werk en in mijn vrije tijd repareer ik graag apparatuur die kapot is gegaan. Eerlijk gezegd doe ik dit niet om geld te besparen, maar voor mij is het de uitdaging om het weer te laten werken.

Op de foto ziet u enkele voorbeelden van reparaties.
Een LTMR-motorcontroller van Schneider Electric waarbij de voeding verkeerd was aangesloten. De reparatie was simpelweg het vervangen van de zekering, maar het moeilijkste was het openen van het apparaat. Een defecte diode in een SATEC BFM136 energiemonitor. Dit bleek een ontwerpfout te zijn en de diode werd vervangen door een beter passende diode.
Een defect verlichtingsarmatuur, waarbij ik het verbrande voorschakelapparaat heb vervangen door een nieuwe. Ik heb een (geëxplodeerde) halfgeleider vervangen in een frequentieregelaar.
In een motoraansluitdoos was een van de verbindingen weggebrand omdat de verbinding niet op de juiste manier was aangeknepen. En een oude tv waarvan de soldeerverbindingen door ouderdom gebarsten waren.

Bij het bedrijf waar ik werk wordt het programma PME van Schneider Electric gebruikt voor het verzamelen en visualiseren van energiegegevens van meer dan 1100 energiemetingen. Het programma PME zelf zal geen energiebesparingen opleveren, maar kan wel worden gebruikt om energiebesparende ideeën van medewerkers te onderzoeken.

Een van de onderzochte ideeën is het verhogen van het waterniveau in de filters. De pomp na het filter zal door het verhoogde waterniveau minder energie nodig hebben voor het verpompen van het water naar de volgende zuiveringsstap. De historische waarden in PME zijn gebruikt om de energiegegevens van de pomp te bepalen voor en na het verhogen van het waterniveau. Het resultaat is, dat bij een verhoging van het waterniveau met 35 cm een besparing mogelijk is van 8,3%. Dit levert een besparing op van 2.500 kWh per pomp per jaar.

Een andere situatie is de distributie van drinkwater op een van de locaties. De beschikbare pompen zijn niet geschikt voor het verpompen van kleine hoeveelheden, zoals gebruikelijk is de nachtelijke uren. Om deze situatie te onderzoeken is een kengetal bepaald van de hoeveelheid energie per m3 water. Daarna is in een grafische weergave duidelijk te zien dat in de nachtelijke uren het kengetal hoger is dan overdag. Met een correcte pomp is een besparing mogelijk van 40 kWh per nacht, wat bijna 15.000 kWh per jaar is.

De conclusie is dat programma's zoals PME van Schneider Electric zelf geen energie besparen, maar wel een uitstekend hulpmiddel zijn om te zoeken naar de mogelijkheden om energie te besparen.