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Tueftler

Funkschalter / Wireless Switch

Status: Proposal
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July 6, 2015
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Heute möchte ich ein Projekt vorstellen, welches ich als Problemlöser in einem meiner Zimmer entworfen habe. Ich habe eine Wand entfernt und damit plötzlich zwei Stromkreise für die Beleuchtung. Nun möchte ich beide Lampen auf alle drei Schalter aufschalten. Nun habe ich einen Universellen Funk-Schalter entworfen. Dieser besteht aus einem 433Mhz Sender und einem Empfänger. Ziel war es kostengünstig dieses Projekt zu realisieren. Im Baumarkt bekommt man einen Funksender ab etwa 25€, ein Empfänger dazu kostet noch mehr. Bekannte Homematic Funkschalter kosten locker 50€. Das von mir gebaute Funk&Empfänger-Set kostet ca. 20€, darin befindet sich ein billig 433Mhz Sender&Empfänger-Paar für 4€ (Aukru bei Amazon). Dieses Funkset kann ASK-Modulation mit ca 2000Khz. Die Reichweite beträgt im Gebäude etwa 7m und im Freien etwa 40m. Das ist für meinen Fall völlig ausreichend. Der Sender wird mit drei Knopfzellen betrieben und warnt bei zu niedrigem Akkustand. Er passt in eine Unterputzdose unter den Tastereinsatz. Der Empfänger wird einfach in die Versorgungsleitung der Lampe eingespeist. Im Idealfall direkt in der Lampe. So brückt man einfach den „alten“ Schalter und hat Dauerversorgung an der Lampe. Der Empfänger besitzt ein Bistabiles Relais für die Lampe bis maximal 60W. Bistabil, damit keine permanente Haltespannung benötigt wird, das spart Strom ;). Gespeist wird der Empfänger über ein Kondensatornetzteil mit 20mA maximal. Also Vorsicht, wenn der Empfänger an Netzspannung ist! Auch an den 5V kann man hier einen tödlichen Stromschlag bekommen. Der Empfänger ist ein rundum berührungssicheres Gehäuse einzubauen. Schön wäre ein 3D-Druck, dieser wäre aber dann teurer als das Gerät selbst. So bleibt nur der Selbstbau aus PVC-Platten. Die Gehäuseabmaße betragen dann 70 x 63 x 17mm. Das Protokoll für die Übertragung habe ich komplett selbst entworfen und auf maximale Sicherheit ausgelegt. Damit ist es möglich bis zu 128 Bytes je Block zu übertragen. Ich kann mir vorstellen, auch Sensordaten im IoT Bereich damit zu übertragen. Alle Dokus zum Protokoll sind im Quelltext und im Schaltplan zu finden. Sender & Empfängerplatine sind 100% in SMD ausgeführt. „Nicht“-SMD Bauteile werden zu diesen umfunktioniert und entsprechend gebogen. Die Knopfzellenhalter habe ich selbst aus 0.3mm Kupferblech herausgeschnitten und frei Hand mit einer schmalen Zange gebogen, nachdem ich nirgends SMD Knopfzellenhalter für AG13 bekommen habe. Die Adresse ist jeweils über 4 DIP-Schalter einstellbar. So können mehrere Lampen oder Geräte unabhängig voneinander betrieben werden. Oder wie in meinem Fall die selbigen. Die LED´s sind jeweils nur für Testzwecke und im normalem Betrieb deaktiviert. Als SPI Schnittstelle hab ich eine Mini-USB-Buchse gewählt und für mich als Standard eingeführt. Ich war auf der suche nach einem möglichst kleinem Pogrammierstecker und bin dann eben auf Mini-USB gekommen. Ein Wannenstecker ist mir einfach zu groß. Die 9V Baterie ist nur zu Testzwecken und kann locker das Relais betätigen. Jetzt im Betrieb hat die Knippex diesen 9V Port wieder entfernt. Einen Befehlssatz für An / Aus / Toggle habe ich mir selbst festgelegt und im Schaltplan festgehalten. Im Anhang findet ihr: - Fotos - Schaltplan - Platine - Bestückung - Target-Datei - Quelltext jeweils in „C“ für AVR-Studio (6.2). In dieser Datei ist das ganze Programm komplett enthalten, keine extra Librarys, nur ein einziges übersichtliches File! Einstellungen stehen am Programmanfang! Viel Spaß beim Nachbauen! Eurer Tüftler

 

28.7.2015 Update: Die Antenne sollte 17.4cm lang sein, möglichst in gestreckter Länge und weit weg von Prozessor und 220V Leitungen. So ist die Reichweite locker 10m im Gebäude und 70m im Freien.

 

16.08.2015 Update: neues Softwarefile "C-Programm für AVR-Studio" für den Sender. Alles ist komplett in diesem Programm enthalten, keine extra Librarys. Verbesserungen sind: 5 Sekunden lang wird der Befehl "Toggle", also Wechseln gesendet und danach nur "Ausschalten". Es dient der besseren Synchronisation zweier gleicher Empfänger. Einfach den Sender mehr als 5 Sekunden betreiben und schon laufen beide Empfänger gleich.

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Images
Empfänger / Receiver
Sender / Transmitter
Sender / Transmitter Sandwich on Push Button Insert
Antenna 17cm outside Push Button Insert
flush-mounting Box
Empfänger / Receiver in Plasticbox with 17cm Antenna
Schematics
PCBs
Software
  • Empfaenger.zip (2.44 KB )
    Empfänger / Rx / C-AVR Studio komplett
  • Sender.zip (1.84 KB )
    Sender / Tx / C-AVR-Studio komplett
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