Türöffner als analoge Telefon-Nebenstelle (z. B. an Fritzbox)

[Dieter S. (nirwana)]

Hallo,
ich habe eine kleine Schaltung entworfen, die den Klingelstrom 
("Rufwechselstrom", 32V~ 25Hz) an einer analogen 
Telefon-Nebenstellenanlage auswertet und ein kleines 24V-Relais anziehen 
lässt, das den Türöffner betätigt.

Nun besteht der Klingelstrom aus einer Folge von Rufen und Rufpausen. 
Zuerst ca. 1 Sekunde Klingeln, dann ca. 1 s Pause und danach jede 
Sekunde ein kurzes Doppelklingeln (weil es ein interner Anruf ist).

Eigentlich könnte ich den ersten Impuls für den Türöffner durch einen 
großen Ladekondensator ein wenig verlängern und auf die nachfolgenden 
Doppelklingel-Impulse verzichten. Dafür habe ich mir die beiliegende 
Transistorschaltung überlegt. Sie soll der Fritzbox vorgaukeln, der 
Telefonhörer wurde abgehoben. Dann hört das Klingeln auf, und der 
Transistor "legt den Hörer wieder auf die Gabel", d.h. er schaltet nach 
einer R-C-Zeitkonstante den Telefon-Schleifenstrom wieder ab, und der 
Vorgang ist beendet. Währenddessen hat das Relais in der oberen 
Gleichrichterschaltung einmal angezogen und die Tür geöffnet.

Die Schaltung habe ich mit LtSpice gezeichnet. Jetzt würde ich gern 
Simulationen fahren, bräuchte aber noch ein wenig Starthilfe.

Z.B. wie speise ich 35V Gleichspannung und 32V/25Hz Wechselspannung 
gleichzeitig am a-b-Eingang ein? Ich habe nicht einmal eine 
programmierbare Spannungsquelle gefunden. Gibt es hier vielleicht ein 
paar LtSpice-Erfahrene?

lg,
Dieter

[Günter Lenz (Gast)]

Dieter S. schrieb:
>Z.B. wie speise ich 35V Gleichspannung und 32V/25Hz Wechselspannung
>gleichzeitig am a-b-Eingang ein? Ich habe nicht einmal eine AC-Quelle
>gefunden. Gibt es hier vielleicht ein paar LtSpice-Erfahrene?

Durch Reihenschaltung Gleichspannung mit einer Wechselspannung.
Deine 35V muß strombegrenzt sein, etwa 25mA bis maximal 50mA.
Also bei Kurzschluß von a/b höchstens 50mA. Entweder mit
einem Widerstand, Drossel,  oder einer Relaiswicklung. Bei
echten Telefonanlagen waren das Relaiswicklungen. Bei
abgehobenen Hörer lag dann auf a/b etwa 12V. Bei Ortstelefon-
zentralen war die Rufspannung 60V 25Hz und die Gleichspannung
auf a/b bei aufgelegten Hörer 60V.

[Stefan F. (Gast)]

Hatten wir dazu nicht gerade einen anderen Thread?
Beitrag "Funkenlöschung für Reedrelais an Wechselstrom-Türöffner"

[Dieter S. (nirwana)]

Ja, aber jetzt geht es um die Schaltung vor dem Relais. Die 
Funkenlöschung funktioniert schon, ich kann ja das Thread-Thema nicht 
nachträglich ändern?

[Dieter S. (nirwana)]

Günter Lenz schrieb:
> Durch Reihenschaltung Gleichspannung mit einer Wechselspannung.

Ja, aber wo finde ich die Spannungsquellen im LtSpice?



> Deine 35V muß strombegrenzt sein, etwa 25mA bis maximal 50mA.

Hast du den 600 Ohm Widerstand ("600R") gesehen? Der zieht genau 20 mA 
an 12 V. Die Leerlauf- und Ruf-Spannungen am Nebenstellenanschluss, AC + 
DC, habe ich glaube ich auch erwähnt.

[Dieter S. (nirwana)]

Spannungsquellen usw. verbergen sich bei LtSpice XVII hinter einem NAND 
Gate-Symbol. Muss man ja auch erst mal drauf kommen ;-)

[Dieter S. (nirwana)]

Ich habe versucht, einen Simulationlauf meiner Schaltung 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/377598/Telefon-Tueroeffner.png 
(s.o.) zu starten

.tran 0 5s 0.1s 0.01s steady nodiscard
Fatal Error: Don't know how to detect this circuit's steady state.

Kann ich meine LtSpice-Schaltung nach KiCad transferieren? Mit EESchema 
komme ich inzwischen ganz gut zurecht. Hab aber leider keine Möglichkeit 
gefunden.

[Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)]

Dieter S. schrieb:
> Eigentlich könnte ich den ersten Impuls für den Türöffner durch einen
> großen Ladekondensator ein wenig verlängern und auf die nachfolgenden
> Doppelklingel-Impulse verzichten. Dafür habe ich mir die beiliegende
> Transistorschaltung überlegt.

Ist doch Quatsch. Wenn du schon ein Relais hast, dann nimm eins mit 
einem zweiten Kontakt mit dem du das Abheben des Hörers simulierst.

> Sie soll der Fritzbox vorgaukeln, der
> Telefonhörer wurde abgehoben.
> Dann hört das Klingeln auf,

Was eigentlich auch Quatsch ist. Derjenige, der die Tür öffnet hört dann 
nichts mehr, eine tote Leitung. Lass es doch klingeln. Dann bekommt das 
Relais länger Spannung, der Öffner wird sicher betätigt, der Benutzer am 
anderen Ende "hört" die Betätigung in Form das es klingelt, die 
Schaltung wird einfacher.

> Ich habe nicht einmal eine
> programmierbare Spannungsquelle gefunden.

Die Hilfe von LTSPice lesen ist keine Option? Z.B: Spannungsquelle mit 
PWL.

Dieter S. schrieb:
> Kann ich meine LtSpice-Schaltung nach KiCad transferieren? Mit EESchema
> komme ich inzwischen ganz gut zurecht.

Ja, dass ergibt natürlich richtig Sinn. Mit EESchemas kruder 
NGSpice-Integration arbeiten ?

[Dieter S. (nirwana)]

Hannes J. schrieb:
> Ist doch Quatsch. Wenn du schon ein Relais hast, dann nimm eins mit
> einem zweiten Kontakt mit dem du das Abheben des Hörers simulierst.

Das muss aber verzögert geschehen, sonst wird der Klingelstrom sofort 
unterbrochen.

> Was eigentlich auch Quatsch ist.

Quatsch Quatsch Quatsch - erst mal genau lesen und etwas nachdenken.

> Derjenige, der die Tür öffnet hört dann nichts mehr, eine tote Leitung.

Es wird nicht telefoniert, es gibt auch keinen Hörer. Derjenige draußen 
vor der Tür mit dem Handy bin ich. Wenn ich die Tür von drinnen öffnen 
will, drücke ich einfach den weißen Knopf an der Wand.

> Die Hilfe von LTSPice lesen ist keine Option?

Nein, da keine Suchfunktion vorhanden und Ausdrucken nur auf Papier 
erlaubt ist.

>Z.B: Spannungsquelle mit PWL.

Erklärst du mir bitte, was das ist, und wie ich davon Gebrauch mache?

[HyperMario (Gast)]

Dieter S. schrieb:
> Ich habe versucht, einen Simulationlauf meiner Schaltung
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/377598/...
> (s.o.) zu starten

Gib LT Spice ne chance, häng zumindest die Speisung (z.B 40V über 600 
Ohm) an die Schaltung ;-).


> Erklärst du mir bitte, was das ist, und wie ich davon Gebrauch mache?
Mein Vorschlag wäre sich erst mal ein paar Beispiele von LT Spice 
anzuschauen und durchlaufen zu lassen. Ohne diese Grundlagen wird es 
schwierig.


Vom Thema her hilft eine Suche im Forum nach "Türsprechstelle" eventuell 
dabei das Rad nicht nochmal zu erfinden. Insbesondere mit dem Begriff 
"nachgezeichnet" ;-).

[Dieter S. (nirwana)]

@HyperMario
Mit einer Türsprechstelle hat das rein gar nichts zu tun, andere 
Baustelle. Es wird nicht gesprochen, nur geöffnet, z.B. wenn ich mit 
meinem  Nebenstellen-Mobilteil draußen vor der Haustür stehe und die 
Nummer des Türöffners wähle.

Ich habe noch ein wenig mit LtSpice gespielt, s. Screenshot.

Bitte helft mir mal:

Wie formuliere ich eine .tran-Anweisung, die folgendes macht:

ab T=0 35V Gleichspannung mit 1750 Ohm Innenwiderstand und zusätzlich
ab T=1s 32V/25Hz Wechselspannung mit 1000 Ohm Innenwiderstand, Dauer 1s.


Den Innenwiderstand der Wechselstromquelle habe ich so ermittelt: bei 
32V sollen lt. AVM 10mA fließen können. Ich habe mal versucht 
Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom am Fritzbox-Analoganschluss (Fon1) 
zu messen, allerdings reicht die Ruf-Länge für eine stabile Anzeige auf 
meinen zappeligen Digitalvoltmetern nicht aus. Und bei Kurzschlussstrom 
schaltet die Fritzbox den Ruf sowieso ab. Schätzmessungung mit 1k 
Lastwiderstand: 21mA bei 21V. Ri = Δu/Δi = (32V-21V)/(21mA-10mA) = 
11V/11 mA = 1000 Ω

Wie muss die .tran Anweisung aussehen?

LG
Dieter


@Redaktion/Moderator: Bitte "Transient1.jpg" löschen, falsches 
Dateiformat, sorry. (Warum darf ich das nicht selbst löschen?)

[Dieter S. (nirwana)]

ps
die gelbe Linie ist die Basis-Spannung, blau der Kollektorstrom.

[nirwana (Gast)]

Mir ist eingefallen, ich habe ja noch das kleine Reed-Relais übrig, das 
ich statt des Transistors verwenden kann, um den "Ruf anzunehmen".

neuer Entwurf, s. Screenshot

Leider akzeptiert LtSpice XVII offenbar keine Modelle aus der 
Bauteilbibliothek.

*Can't find definition of model ".MODEL"*

                 Component Attribute Editor:

Prefix          S
InstName        S1
SpiceModel      .model Relais2 SW(Ron=.01 Roff=10Meg Vt=3.5 Vh=-.5 Lser=10n Vser=.6)
Value           5V Relay
Value2  
SpiceLine  
SpiceLine2

Was nun?

[Dieter S. (nirwana)]

Offenbar muss die Spice Directive ".model" direkt in die Zeichnung 
geschrieben werden, wie dieses hilfreiche Beispiel zeigt:
http://www.eas.uccs.edu/~cwang/ECE5452_SOC/LTC/SwCADIII/examples/Educational/Vswitch.asc

Allerdings ist es mir nicht gelungen den spannungsgesteuerten Schalter 
MYSW in meine Schaltung zu übernehmen. Stattdessen konnte ich aber meine 
Schaltung in das o.g. Beispiel hinein kopieren und mit dem Schalter 
verbinden. Jetzt läuft's, s. neue Grafik.

Die Spannung an der Relaisspule (grün) steigt in ca. 0,7s auf die 
Ansprechschwelle des Relais. Blau ist die Spannung am Relaiskontakt 
(Maßstab 1:20).

Da ich nirgends Zeitdiagramme (Kadenzen) des Fritzbox-Klingelstroms 
finden konnte, habe ich mal einen 25 Ohm Ohrhörer über 100nF 
angeschlossen und mir den Klingelstrom eines internen Anrufs angehört. 
Zu meinem Erstaunen war das erste Klingelsignal sehr kurz, ca. 1/4 
Sekunde, gefolgt von einem kurzen Modem-Signal für die 
CLIP-Signalisierung für Analogtelefon-Displays. Nur wenn ich CLIP 
abschalte, bekomme ich ein langes erstes Klingeln von ca einer 3/4 
Sekunde. Danach je  2 x kurz im Sekundenabstand (bei externen Anrufen je 
1 x lang + 1 s Pause).

Ich brauche ja nur das erste lange Klingeln, danach spricht das 
Reed-Relais an und die Fritzbox stellt das Klingeln ein. Und 
gleichzeitig schaltet natürlich auch das Türöffner-Relais.

Status: Gelöst!

Danke für eure Geduld.