Reparatur Toaster

Schon seit geraumer Zeit schaltet sich mein Toaster nicht mehr selbsttätig ab.
Dieser Zustand stört inzwischen gewaltig, also muss das Ding repariert oder ersetzt werden.

Leider hat es sich herausgestellt, dass eine sinnvolle Reparatur im Originalzustand nicht möglich ist.

Wegwerfen möchte ich das Gerät aber auch nicht, da der Toaster extrem robust gebaut ist und eigentlich noch funktioniert.
Also muss die Abschaltung anderweitig realisiert werden.

Wie funktioniert so ein Toaster?
So ein Toaster ist ein recht einfaches Gerät.
Ein Toaster für zwei Brotscheiben hat meist drei Heizelemente. Eines in der Mitte und eines jeweils an den Außenseiten. Im Schaltbild sind sie symbolisch als R1, R2 & R3 dargestellt.
Das Herunterdrücken der Brotscheiben schaltet das Gerät ein.
Nach einer einstellbaren Zeit wird der Schlitten auf dem die Brotscheiben aufliegen ausgelöst und der Toaster schaltet ab.

Im Gegensatz zu moderneren Geräten erfolgt bei diesem Gerät die Abschaltung über einen Bimetallstreifen der von einem eigenen Heizelement (R4) erwärmt wird.
Beim Herunterdrücken der Toastscheiben rastet der Schlitten in dem Bimetallstreifen ein.
Nach einer gewissen Zeit hat sich der Bimetallstreifen soweit verformt, dass er den Schlitten wieder freigibt und den Toaster damit abschaltet.

Die Heizung des Bimetallstreifens ist bei meinem Gerät defekt.
Da diese Heizung zusammen mit dem Bimetallstreifen und der restlichen Mechanik genau abgestimmt ist, kann man hier nicht irgendein Heizelement einbauen.

Also wird die Abschaltung elektronisch erfolgen.
In den Toaster wird eine kleine Zusatzplatine eingebaut.
Um den Aufwand zu minimieren, nutze ich einen kleinen Mikrocontroller, der einen Triac ansteuert.
In das Gehäuse wird ein kleines Loch für einen Taster gebohrt.

Bedienung:
Die Bedienung ist recht einfach aber effizient gehalten.
Üblicherweise ändere ich die Bräunungseinstellung nicht mehr, wenn ich einmal das Optimum gefunden habe.
Bei der ersten Verwendung hält man den Taster fest und drückt die Toastscheiben herunter.
Ist der gewünschte Bräunungsgrad erreicht, drückt man den Taster erneut und der Toaster schaltet sich ab.
Diese Zeit ist jetzt dauerhaft im EEPROM gespeichert und der Toaster schaltet jetzt immer wieder nach dieser Zeit ab bis eine neue Zeit programmiert wird.

Die Originalschaltung des Toasters	Die modifizierte Schaltung	Die Zusatzplatine im Gerät

Die Schaltung:
Die Steuerung übernimmt ein ATtiny85 Mikrocontroller.
Er steuert einen Optokoppler an, der dann den Leistungstriac ansteuert.
Seine Spannungsversorgung erhält die Schaltung zunächst aus zwei in Reihe geschalteten 22K Widerständen (R4 + R5).
Da der Strom zum Betrieb des Optokopplers über diese Widerstände nicht ausreicht, wird die Schaltung nach dem Zünden des Triacs zusätzlich über den 3,3K Widerstand R8 versorgt.
Dieser nutzt eine Anzapfung an den Heizelementen (Die Dinger die den Toast bräunen!) um die Verlustleistung zu reduzieren.
Nach Abschalten des Triacs wird der Mikrocontroller weiter über R4+R5 versorgt, bis die Toastscheiben entnommen wurden.
Der Mikrocontroller läuft mit einem Takt von 1 MHz (Teiler /8 enabled).
Das Fusebit für "Brown out" ist auf 2,7V gesetzt.
Der Triac wurde mit einer Isolierscheibe an das Metallgehäuse des Toasters geschraubt um eine ausreichende Kühlung zu ermöglichen.

Zuletzt noch etwas Software: Download
Wenn der Mikrocontroller startet, liest er die gespeicherte Röstzeit aus dem EEPROM.
Wird die Taste beim Einschalten gehalten, wird der Wert auf einen extrem hohen Wert gesetzt.
Beim Loslassen der Taste wird ein Timer gestartet, der eine Variable hochzählt.
Ist der Wert dieser Variable größer als die Röstzeit, schaltet der Triac ab.
Wird zwischendurch die Taste erneut gedrückt, wird der Wert der Variable als neue Röstzeit im EEPROM gespeichert und das Gerät ebenfalls abgeschaltet.
Der Controller wartet jetzt in einer Do - Loop Schleife bis zum nächsten Reset.

War die Sache rentabel?
Nunja, ein neuer Toaster dieser Klasse kostet ca. 30€.
Die Bauteile kosten ca. 5€ und die Arbeitszeit darf man bei einem Hobbyprojekt nicht rechnen ...
Immerhin ist auch ein Projekt für die Homepage abgefallen.
In jedem Fall hat es Spaß gemacht!

Ganz wichtig: Der Toaster wird vermutlich viele weitere Jahre perfekt gebräunten Toast liefern anstatt den Elektroschrottberg zu vergrößern!