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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Klingel / Türsprechanlage


Autor: Ich Bin (ichbin)
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Welche Möglichkeiten gibt es, ein den einfachen Klingelknopf
(Kurzschließer) einer zweiadrigen (Klingeldraht) Klingelanlage zu
verkomplizieren/erweitern?
Wie funktionieren kommerzielle Geräte, die auch an die Telefonanlage
anschließbar sind (z.B. T-Com DoorLine,
"2-Draht-TFE-Schnittstelle")?
Die (T-Com-)Preise für solche Geräte liegen bei über 100€.

Im einfachsten Fall wäre die Erweiterung eine Spannungsversorgung für
ein beleuchtetes Klingelschild, und ein zweiter Klingelknopf (sowie
entsprechende Klingelmodule).
Das läßt sich sicherlich verhältnismäßig einfach lösen, indem die
Module parallelgeschaltet werden (quasi als Bus), und der Klingelknopf
die Versorgungsleitung auf einfachste Weise beeinflußt (verschiedene
Lastwiderstände? Signal auf die Leitung geben? DC/AC?).
Erweiterte Funktionalität ist dann Modulabhängig (Klingelzeiten,
Ansprechen auf bestimmten/jeden Knopf.

Eine Digitalisierung (echtes Bussystem) brächte eine (nicht unbedingt
notwendige) erhöhte Flexibilität, was die möglichen Anwendungen
betrifft, aber auch einen entsprechend höheren Aufwand und Kosten.
Einstellungen könnten zentral vorgenommen werden, der Klingelknopf
könnte Daten erhalten und senden (digitales Namensschild, Außensensor
für Licht und Temperatur, Türöffner, Bewegungsmelder, Kamera), bei
ausreichender Übertragungsgeschwindigkeit ist auch Sprachübertragung
denkbar.
Welches Bussystem kommt dafür in Frage? 1-wire, M-Bus, LIN sind
parasitär, aber nicht multimasterfähig. Geschwindigkeit bis 16/140?, 9,
20 KBaud [http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/3438/
Quelle]).

Sprachübertragung ist sicherlich auch analog möglich, indem man ein
altes Telefon ausschlachtet und an die Telefonanlage hängt.

Der Anschluß an die Telefonanlage läßt sich sicherlich auch bei der
Bus-Lösung realisieren. Entweder über die
"2-Draht-TFE-Schnittstelle", oder ebenfalls als analoges Telefon.

Ich freue mich auf Eure Anregungen und Wissen! Evtl. finden sich ja so
viele aufschlußreiche Informationen, daß es sich lohnt, wenn ich einen
Wiki-Artikel anlege.

Autor: Profi (Gast)
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Einfachste Möglichkeit für 2 Knöpf an 2 Drähten:
Wechselstrom verwenden und die beiden Taster mit jeweils
andersherum-Diode entkoppeln.

Auf der Gegenseite 2 Relais ebenfalls mit Dioden (und C).
Beleuchtung wird schon schwieriger, ggf. mit modernen superhellen LEDs
und entspr. unempfindlichen Relais.

Verschiedene Widerstände mit Beleuchtung geht auch:
Entweder als Taster einen Öffner nehmen, der einen Widerstand
hinzufügt, oder einen Taster parallel zur Led (bei Konstantspannung den
Strom messen), oder mit Wechselstrom: eine Halbwelle für die Led und
eine für die Widerstände.

Bei Bus: multimaster ist nicht notwendig, da der Master die Slaves
zyklisch pollen kann.

Autor: Ich Bin (ichbin)
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Hallo Profi, ich verstehe Dich leider noch nicht:
Im ersten Vorschlag ist der Stromkreis offen, beim Drücken eines
Tasters liegt dann nur eine Halbwelle am Signalmodul (dessen Diode  in
anderer Richtung sperrt). Aber wenn dem so ist, wie soll das dann mit
der Beleuchtung funktionieren? Und was ist mit den Relais?

Im zweiten Fall ist es wohl sinnvoller, Wechselstrom zu verwenden, weil
die Verbraucher dann keinen Einfluß auf den Steuerstrom haben!?

Bus:
Sehe ich ein.
Hast Du eine Empfehlung? Ich habe eben schonmal bei 1-wire nachgesehen,
ist ja sehr gut dokumentiert. Läßt sich mit 16kBaud noch Audio
übertragen (sind das über 1Wire 16kBaud netto?)?

Danke!

Autor: Ich Bin (ichbin)
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wäre nett, wenn doch jemand noch was zum bus sagen könnte..danke!

Autor: Marcel Pokrandt (Gast)
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Ich weiss nicht, obs 16kBaud sind... aber damit wären also in diesem
Falle MAX ~1,6-2kByte/s möglich. Geh ich nu von nem 8Bit-Sampling aus,
reicht das noch für ca. 0,8-1kHz maximal übertragene Frequenz. Nu kenn
ich mich auch in der Tontechnik nicht 100% aus - aber denke mal, das
dürft ein bissy mager sein. Denke, die Schmerzgrenze des erträglichen
dürft so irgendwo zwischen 5 und 10kHz liegen. An den Jitter mag ich
erst gar nicht denken.

Autor: Ich Bin (ichbin)
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Stimmt, irgendwie bin ich von 16KB/s ausgegangen, natürlich quatsch.
Ich habe das Prinzip von 1-wire noch nicht so ganz durchschaut, aber
ich frage mich, ob der Bus überhaupt entsprechend Power liefern kann,
um die Module zu versorgen..
Im Falle der einfachen Klingel (ohne Sprache) könnte man mit einer
nächtlichen Dauerbelastung durch die Beleuchtung von 20mA @ 5V rechnen,
und für gelegentliches Klingeln mit Feedback-Piep und mehreren
Signalmodulen mit Pufferkondensator wird es wohl auch reichen.
Ich muß nochmal recherchieren..

Autor: Profi (Gast)
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Marcel:
für Sprache reicht 1kHz locker für Verständlichkeit.
Ein Handy hat auch nur 9.6kBit/s, allerdings arbeiten die mit
ausgeklügelten Tricks.
suche mal nach ADPCM, damit kannst Du die Bandbreite praktisch *2 - *4
verbessern. Habe ich selbst schonmal gemacht.


|---------------------------- Leitung -------- Klingeltrafo --------|
|                                                                   |
|                                                                   |
|-- Taster1 -- Taster2 ---|-- Leitung ----  Relais1 --- Relais2 ----|
|  parallel    parallel   |                parallel     parallel
|  -Diode1+    +Diode2-   |                -Diode3+     +Diode4-
|                         |
|                         |
|---- R --- -LED+ --------|
           parallel
            +LED-


Die beiden LEDs direkt parallel schalten und einen R dazu in Reihe ->
kein Problem mit der max.Reverse-Spannung.

Die Relais müssen einen größeren Haltestrom haben als durch die LEDs
fließt.  Die parallel-zu-Relais-Dioden wirken gleichzeitig als
Freilaufdioden, die den Strom in der fehlenden Halbwelle überbrücken.
Wenn das nicht reicht, parallel zu den Relais noch einen C.

Bei Drücken des Tasters1 ist die technische Stromrichtung im
UhrZeigerSinn, der Strom fließt durch D2 und D4, Relais1 zieht an.

Beide Taster -> beide Relais, keine LED.


Bei ISDN geht auch (Not-)Stromversorgung und Daten über 2 Drähte.

Autor: Ich Bin (ichbin)
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Hallo Profi,

danke für Deine ausführliche Erläuterung.

Autor: Ich Bin (ichbin)
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Aha, ich habe eben endlich eine prägnante Übersicht über 1-Wire
gefunden, siehe Bus:

"Without special measures the 1-Wire net cannot provide
power for circuits other than 1-Wire slave devices."

Obwohl es möglich ist, die Slaves über den Bus(-Master) zu versorgen,
ist das bei höheren Leistungen schwierig.. die Slaves müssen nämlich um
dem Master zu antworten, die Versorgungsspannung kurzschließen!

Ohne aktives Regeln der parasitären Energiepuffer sieht es also
schlecht aus (?), und schon steigt der Aufwand.

ISDN verwendet wohl eine differentielle Versorgung/Übertragung?

Autor: Ich Bin (ichbin)
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ich mache mal einen neuen thread zum thema power über 1-wire auf:

http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-309938.html#new

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