Finger´s elektrische Welt

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Elektrisches und Elektronisches

Brandmeldezentrale


Vielleicht habe ich im Laufe meiner Fricklerkarriere zuviel Mist gebaut. Wenn ich an die vielen Sachen denke die mir in Rauch und Flammen aufgegangen sind, wird mir heute noch ganz anders.

Damit ich und meine Familie nicht nachts an einer CO-vergiftung draufgehen muß also eine Brandmeldeanlage her. Im Haus liegen schon die Kabel in fast alle Räume, so daß 8 Melder plaziert werden können. Muß ja nicht immer der Wäschetrockner sein der in Rauch aufgeht.

Also müssen ein paar von diesen Dingern her :

Es gibt im Netz natürlich massenhaft Infos zu den Dingern, also hier nur in Kürze das Wichtigste. Verbaut ist immer der MC145012, bisher habe ich zumindest keinen anderen Baustein gesehen. Das IC besitzt Ein- und Ausgänge zur Vernetzung, welche aber etwas problematisch bei größeren Leitungslängen sind. Die Folge sind wohl öfter mal Fehlalarme. Und das natürlich bevorzugt nachts.

Also treiben wir mal wieder etwas mehr Aufwand und machen mal eine Liste, was so eine Brandmeldezentrale alles können sollte :

Notstromversorgung über Akku
Zentrale versorgung aller Melder (keine lokalen Batterien mehr)
Bei Alarm werden alle Melder im Haus aktiviert
Einzelne Melder an/abschaltbar
Automatische Plausibilitätsprüfungen
Überwachung der Melder auf Funktion (Zyklische Stromaufnahme)
Automatische Tests der Melder
Verschicken von Status-SMS, insbesondere im Fehlerfall
Geringstmögliche Stromaufnahme
Automatisches Tätigen von Anrufen im Alarmfall (muß auch bei Stromausfall funktionieren)

Das wird also eine größere Baustelle. Zeit für das PIC-Modul. Ausserdem steht hier noch ein Waschkorb voller Grafikdisplays, die verfrickelt werden wollen. Also ans Werk.

Als erstes sind ein par Sicherungen notwendig. Ausserdem kann man dann gleich das Ganze Rattennest an Kabeln etwas unter Kontrolle bringen :

Klick auf das Bild gibt den Schaltplan dazu. Damit sind alle Leitungen quer durchs Haus mit jeweils 200mA abgesichert. Das Ganze geht dann über das Flachbandkabel auf die Auswerteplatine :

Klick auf das Bild gibt den Schaltplan dazu. Das Ding kann mehrere Sachen. Zum einen wird alles auf I2C-Bus umgesetzt um die weitere Verdrahtung schlank zu halten und zum anderen wird hier die Kommunikation mit den Meldern abgewickelt. Insgesamt ein Meisterstück an Fädeltechnik :

Als erstes die Stromaufnahme. Misst man mit dem Scope nach, dann sieht man das die Dinger gnadenlos auf Stromsparen ausgelegt sind. Alle 30 Sekunden genehmigt sich so ein Bursche 1mA für 10ms. Das liegt genau im Frequenzbereich des Versorgungsnetztes und 1mA mit 20m Kabel messen ist auch total Grütze. Also müssen zwei Dinge passieren. Der Frequenzbereich muß verschoben werden um die Filterung einfach zu machen und die Stromaufnahme muß rauf, um mit einem einfachen Komperator messen zu können.

Also müssen die Melder sowieso zerpflückt werden, um ein wenig zusätzliche Elektronik unterzubringen. Ein NE7555, geschaltet als Monoflop wird vom LED-Anschluss getriggert und sorgt für eine Stromaufnahme von 90mA für 300ms, was sich über einen Shunt mit Komperator gut detektieren lassen müsste. Das Alarmsignal wird vom Piezo über 2 Dioden abgegriffen und über einen Tiefpass glattgebügelt und der Testpin kann auf High gezogen werden um einen Alarm von extern auslösen zu können.

Klick auf das Bild gibt den Schaltplan dazu. Somit wird dann auch eine Plausbilitätsprüfung möglich. Bei Alarmsignal oder bei externem Alarm muß die Stromaufnahme auf 1 gehen, sonst ist etwas faul mit dem Melder.

Weil ich nicht weiss, wie groß der Kram tatsächlich wird, kommt alles ersteinmal auf ein Brett, damit ich die Übersicht nicht verliere. Später mache ich mir dann mal Gedanken um ein Gehäuse, wo dann alles reinkommt (Netzteil, Akku, Elektronik, GSM-Modem, Display usw). Ich weiss im Moment bloß nicht, wo ich mal einen passenden Touchscreen herbekomme. Alles was hier rumfliegt ist zu groß oder zu klein. Aber vielleicht wirds ja auch ein Druck-Drehgeber oder so.

Gesteuert wird das alles wie gesagt vom PIC-Modul. Die Platine dafür nimmt auch den Laderegler, die Stromversorgung, das Display-Anschlussgelumpe und noch ein bischen Kleinkram auf. Nach den beiden Platine oben ist mir aber etwas die Lust am Fädeln ausgegangen, also werde ich jetzt mal eine richtige Platine machen. Ohne Lötstopplack und Bestückungsdruck kann man so etwas ja relativ preiswert bei den Prototypenhökern bekommen. Doppelseitig selber ätzen ist doch irgendwie Käse.

Vorab gibt es schon einmal den Schaltplan dazu.

Derweil ich auf die Platine warte (15 Arbeitstage Lieferzeit) kann ich schon etwas Software trocken programmieren. Insbesondere die Ansteuerung für das Grafikdisplay ist etwas friemelig. Ich bin vor längerer Zeit schon auf etwas Quellcode zu den Dingern gestossen. Ich weiss nicht mehr, wo das herkommt, aber wer möchte kann sich hier mal die Originalfassung reindrehen. Geschrieben wurde das wohl mal für Atmels AVR-Reihe, muß also noch auf einen PIC portiert werden. Der Displaycontroller T6963 scheint so eine Art Quasi-Standard zu sein.

Mal sehen was meine Familie sagt, wenn ich noch ein paar Schilder im Haus plaziere und ein Löschtraining im Garten veranstalte.

Die Platine ist jetzt da und bestückt. Um das Ganze in Betrieb nehmen zu können kommt das alles erst einmal mit ein wenig Heisskleber auf ein Stück Laminat :

Die 8 Einzelplatinen müssen auch noch in die Melder gehäkelt werden :

Nebenbei ist mir jetzt aufgefallen, das die ICs in den Meldern maximal 12V vertragen. Die Ladeschaltung für den Akku und damit die gesamte Hauptplatine braucht aber 15V. Also wird da noch ein weiterer Spannungsregler fällig und der Teil der Elektronik, welcher den Testpin der Melder auf High zieht darf das natürlich auch nicht mit mehr als 12V tun. Also muß ich noch ein paar Fädeldrähte umtüddeln. *GRRRR*

So, jetzt kann das Ding so langsam mal in Betrieb genommen werden..........

Ein Gehörschutz während des Testens ist hier unerlässlich. Der Lärm bringt einen sonst echt um, trotz der zugeklebten Piezos. Wer möchte, der kann sich die Kackophonie (MP3) gerne mal anhören.

Das Display zeigt, welcher Raum eingeschaltet ist und ob der jeweilige Melder plausible Dinge tut. Zusätzlich werden Datum und Uhrzeit, sowie der Zustand der Versorgung und des Bleigel-Akkus angezeigt.

Das Ding verschickt zu einem gewünschten wöchentlichen Termin eine Status-SMS an eine frei definierbare Nummer.

Einzelne Melder können aus der Alarmkette ausgeblendet werden, so kann man z.B. die Kinderzimmer abschalten um..... Ja warum eigentlich ? Egal, man kann halt machen ! Zusätzlich wird eine SMS im Falle einer Störung verschickt. Im Falle eines Alarmes können bis zu 3 verschiedene Telefone mit einer Meldung beschickt werden.

Die Software kann noch viel mehr, eine Beschreibung sprengt aber wohl etwas den Rahmen.

Die Stromaufnahme beträgt im Ruhezustand 3W. Das bedeutet Akku voll, GSM-Modem abgeschaltet und Display dunkel. Bei Bedarf werden einzelne Systeme wieder zugeschaltet. Der Akku versorgt die Schaltung notfalls mehrere Tage mit Energie. Die Echtzeituhr behält dank Goldcap ihr Gedächtniss für weitere 30 Tage. Alle relevanten Daten werden im EEPROM abgelegt.

Als Netzteil kommt ein altes Druckernetzteil zum Einsatz. Es hat einen äußerst geringen Eigenverbrauch von nur 20Wh pro Tag und liefert 18V. Ziemlich genau passend für die Ladeschaltung. Der gesamte Energieverbrauch ist damit erheblich günstiger, als jedes Jahr 8 Batterien kaufen zu müssen.

Als SMS-Versender kommt ein GSM-Modem zum Einsatz.

Wer möchte, findet hier die Software, geschrieben in C. Alle weiteren notwendigen Infos finden sich beim PIC-Modul.

Jetzt muß der Krempel nur noch in ein Gehäuse und verkabel werden. Spätestens nach einer Woche werde ich dann vermutlich mit Laptop im Wandschrank sitzen und Fehler suchen *SICK*

Ok OK, überspring die Sache mit dem Gehäuse und friemel das direkt in den Schrank. Nachdem ein Kabeltester aus 9V-Block, Z-Dioden und VU-Meter aus der Saba-Anlage meiner Großeltern

die Fehler gefunden hatte wurde die Anschlussplatine direkt angeklemmt

und der Rest der Elektronik drumherum gebaut :

Durch einen bedauerlichen Denkfehler habe ich den Stromspender leider verpolt und die Ladeschaltung gehimmelt *LeisevormichhinFluch* Mal sehen, wie lange der Musterservice von Maxim braucht um Ersatz ranzuschaffen. Also läuft die Anlage derzeit tagsüber im Testbetrieb.

So, der Notenergiespender wird wieder besaftet und einige Änderungen an der Software machen tatsächlich eine Sitzung im Schrank notwendig.

Das Modem werkelt jetzt wegen des besseren Empfangs auf dem Dachboden und verschickt brav SMSse. Leider piepsen die Melder zwischendurch immer wieder kurz. Also kurzerhand den Schaltplan der Dinger konsultiert und die Widerstände zur Unterspannungserkennung rausgefrickelt. Jetzt ist das schon besser, aber von Zeit zu Zeit blipst es immer noch irgendwo im Haus. Sehr lästig das. Zumal ich immer noch nicht herausgefunden habe, warum die Dinger das tun.

- Ein Jahr später -

Inzwischen haben viele Leute den Kram nachgebaut. Und keiner hat die Blipsgeräusche in den Griff bekommen. Der WAF ist tiefrot. *Seufz* Deshalb erfolgt die Versorgung wieder über Batterien im Melder.

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