Forum: Haus & Smart Home Klingelanlage smart machen


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von Thomas H. (thomashhh)


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Hallo zusammen,

ich brauche bei meinem aktuellen Projekt einmal eure Hilfe. Ich möchte 
meine bestehende Klingelanlage smart machen. Die Anlage besteht momentan 
aus

* einem bedingt kurzschlussfesten Klingeltrafo (ABB-TS16/4-8-12), der 
8VAC liefert (bei Leerlauf natürlich bedeutend mehr),
* einem Zweiklang-Gong Grothe BW 165, der mit 8VAC oder einer 
9V-Blockbatterie betrieben werden kann, und
* einem Klingeltaster (ohne LED).

Ich möchte das Ganze jetzt etwas smarter machen und habe dafür eine 
Schaltung konzipiert, bestehend aus:

* einem Brückengleichrichter (4x 1N4007) mit Kondensator,
* einem Step-Down-Spannungswandler (LM2596 + Zubehör), der mir 5V 
liefert,
* einem Step-Down-Spannungswandler für 3.3V (LM1117),
* einem 5V-Relais, sowie
* einem ESP8266-Modul.

Zur Funktion: Ich möchte den bestehenden Klingeltrafo für die 
Eingangsspannung benutzen und daran (nach Spannungswandlung) dauerhaft 
den ESP8266 betreiben. Der Klingeltaster soll als Input für den ESP 
arbeiten (Leitungslänge ist scheinbar kein Problem), das Relais soll als 
Ausgang am ESP hängen und bei einem Klingelvorgang den Stromkreis 
Klingeltrafo <-> Zweiklang-Gong schließen. Die Schaltung habe ich mal in 
den Anhang gepackt. Ich bin recht zuversichtlich, dass der eigentliche 
Aufbau so funktioniert. Insbesondere den Step-Down-Wandler zu 5V habe 
ich so schon in einem anderen Projekt im Einsatz.

Unsicher bin ich mir aber in einem Punkt: Bricht die Spannungs- bzw. 
Stromversorgung vielleicht zu stark ein, wenn ich das Relais schalten 
lasse?

Der Gong zieht locker 2A bei 8VAC weg, wenn man ihn in der jetzigen 
Installation klingeln lässt. An einem 9V-Block sind es immerhin noch 1A. 
Bleibt da für den Rest der Schaltung "genug übrig", oder sollte ich den 
Strom zwischen Klingeltrafo und Gong mit einem Widerstand begrenzen? 
Falls ja, welchen Widerstand kann ich da nehmen? Bei 1A muss der ja 
locker 8W abhalten können.

Reicht der Kondensator hinter dem Brückengleichrichter aus, um die 
Spannung nicht zu weit einbrechen zu lassen? Nach meinem laienhaften 
Verständnis hält der ja zunächst die >>12VDC, um dann langsam genug auf 
8*sqrt(2) VDC abzufallen. Der LM2596 kann mit 7VDC versorgt werden, 
sollte also kein Problem sein, oder?

Es wäre toll, wenn ihr einmal euren Senf dazugeben könntet.

Gruß
Thomas

PS: Ich weiß, dass es auch Gleichspannungsnetzteile für den 
Schaltschrank gibt, ich möchte aber an der 230V-Installation nichts 
ändern.

von Senfdazugeber (Gast)


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Ein 2R2 Vorwiderstand mit 4 Watt sollte reichen. Bei 1A muss er dann nur 
2,2 Watt verheizen können. Durch kurzes Klingeln wird er nichtmal warm.

Der Elko darf auch 2200uF, oder wenigstens 1000uF haben. Er sollte aber 
eine Spannungsfestigkeit von mindestens 25V haben.

von Thomas H. (thomashhh)


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Ich merke gerade, dass ich gar nicht alles berücksichtigt habe. Die 
Spule des Gongs hat einen ohmschen Widerstand von 5,5 Ohm (laut 
Multimeter), das habe ich bisher vernachlässigt. Dann habe ich mit dem 
Vorwiderstand von z.B. 2,2 Ohm ja einen Spannungsteiler, so dass am 
Vorwiderstand ja auch nur ca. 30% der Spannung abfällt. Dadurch muss ja 
auch weniger verheizt werden...

Senfdazugeber schrieb:
> Ein 2R2 Vorwiderstand mit 4 Watt sollte reichen. Bei 1A muss er dann nur
> 2,2 Watt verheizen können. Durch kurzes Klingeln wird er nichtmal warm.

Danke, werde ich mit den Werten mal probieren!

> Der Elko darf auch 2200uF, oder wenigstens 1000uF haben. Er sollte aber
> eine Spannungsfestigkeit von mindestens 25V haben.

Ich hatte den Wert von 680u aus der Formel für Brückengleichrichter 
ermittelt: http://users.wfu.edu/rollins/Power.html, bin da aber nur von 
150 mA ausgegangen (bei 2V Ripple-Spannung). Das ist vielleicht etwas 
wenig, das ESP-Modul braucht beim Senden max 170 mA (bei 3.3V), das 
Relais ca. 50... ich versuch's mal mit 1000uF, danke!

von Mani W. (e-doc)


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Thomas H. schrieb:
> ich brauche bei meinem aktuellen Projekt einmal eure Hilfe. Ich möchte
> meine bestehende Klingelanlage smart machen.

Wozu?

Was ist dann anders?

von my2ct (Gast)


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Thomas H. schrieb:
> das ESP-Modul braucht beim Senden max 170 mA (bei 3.3V)

Auf dem ESP-12E Modul werkelt IMHO ein ESP8266. Und der braucht beim 
Senden um die 350mA. Da liegst du mit deiner Annahme um rund einen 
Faktor 2 falsch.

Thomas H. schrieb:
> * einem Step-Down-Spannungswandler für 3.3V (LM1117),

Der LM1117 ist LDO und kein Step-Down Wandler

Senfdazugeber schrieb:
> Der Elko darf auch 2200uF, oder wenigstens 1000uF haben.

Der Unterschied zu 950µF ist doch nun wirklich innerhalb der Toleranz.
Die Kapazität ist nur auf die Schaltplanfetzen in Form von 680µF + 270µF 
verteilt ;-(

von Thomas H. (thomashhh)


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Mani W. schrieb:
> Wozu?
>
> Was ist dann anders?

Dann kann ich bei Bedarf die Klingel stummschalten, mir 
Benachrichtigungen aufs Handy schicken, etc. Das mache ich ja dann alles 
in Software auf dem ESP.

my2ct schrieb:
> Auf dem ESP-12E Modul werkelt IMHO ein ESP8266. Und der braucht beim
> Senden um die 350mA. Da liegst du mit deiner Annahme um rund einen
> Faktor 2 falsch.

Laut Datenblatt 
(https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/0a-esp8266ex_datasheet_en.pdf) 
sind es 170 mA, allerdings bei 50% duty cycle... also doch eher 350 mA, 
hast Recht.

my2ct schrieb:
> Der Unterschied zu 950µF ist doch nun wirklich innerhalb der Toleranz.
> Die Kapazität ist nur auf die Schaltplanfetzen in Form von 680µF + 270µF
> verteilt ;-(

Ist mir beim PCB-Layout auch aufgefallen, da kann ich nochmal ein wenig 
konsolidieren.

Aber grundsätzlich meint ihr, dass es so funktionieren kann, wenn ich 
den Kondensator am Brückengleichrichter nur groß genug wähle? Ich 
versuche es einfach mal und schaue, was durchbrennt.

von Rainer D. (rainer4x4)


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Thomas H. schrieb:
> Mani W. schrieb:
>> Wozu?
>>
>> Was ist dann anders?
>
> Dann kann ich bei Bedarf die Klingel stummschalten, mir
> Benachrichtigungen aufs Handy schicken,
Und irgendwann werden sich die Leute mit dem Smartphon den 
Allerwertesten abwischen! Garantiert!

von Carsten W. (eagle38106)


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Hi!

Ich würde ein 12V Relais direkt an 12V anklemmen und den 
"Zwischenwandler" von 12V auf 5V weglassen. Statt dessen einen Wandler 
von 12V auf 3,3V einbauen.

Gruß
Carsten

von kyrk.5 (Gast)


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Ich würde da vorsichtig sein. Erstmal würde ich den bestehenden Klingel 
so lassen wie es ist und nur etwas dazu bauen. Sonst kann es sein dass 
dein System wenn irgendwie nicht robust genug ist (ESP stürzt ab oder 
EMI) dass du keinen Klingel mehr hast. Kann man überleben, ist aber 
lästig die Pakete immer von der Post abzuholen (wobei die klingeln ja 
auch nicht wenn man zu Hause ist, also die Verlust ist marginal).

Wie weit entfernt wir der Taster sein? Ich würde da auch einen seriellen 
Widerstand einbauen. Eventuell noch Dioden um Über- und Unter-spannungen 
ableiten zu können.

Wie oben geschrieben, den Relay würde ich direkt von der Taster 
betreiben lassen. Der ESP soll nur den Tasterdruck erkennen und 
eventuell parallel ansteuern (Signale verodern damit zum Beispiel der 
ESP den Signal verlängert).

von Mani W. (e-doc)


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Rainer D. schrieb:
> Und irgendwann werden sich die Leute mit dem Smartphon den
> Allerwertesten abwischen! Garantiert!

Wischhandys gibt es schon seit vielen Jahren...

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