Forum: HF, Funk und Felder Suche passende Funktechnologie für mein Projekt


von Sten L. (seaview)


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Hallo Forum,

ich suche nach einer Funktechnologie um ein Projekt im Heimbereich 
realisieren zu können. Dabei sollen mehrere batteriebetriebene
Kleingeräte drahtlos miteinander kommunizieren und einfache Befehle
austauschen können.

Folgende Anforderungen sehe ich momentan für die benötigte
Funktechnologie:
- geringe Stromaufnahme

  Da die Geräte mit Batterien betrieben werden, ist das besonders
  wichtig. Da Daten nur sporadisch übertragen werden müssen, sollte
  bei "Funkstille" möglichst auch kein Strom verbraucht werden.

- geringe Bandbreite

  Es müssen nur geringe Datenmengen ausgetauscht werden. Im Grunde
  geht es nur darum in längeren Intervallen einfache Befehle, wie
  an/aus, leiser/lauter, etc. zu übertragen.

- geringer Preis

  Eventuell möchte ich aus dem ganzen ein komerzielles Produkt machen,
  deshalb sollten die Empfänger/Sender Module wenig kosten.

- Reichweite im einstelligen Meterbereich

  Die Geräte müssen im Wohnbereich innerhalb eines Zimmers miteinander
  kommunizieren können.

- uni-direktionaler Datenaustausch

  Jedes Gerät muss senden und empfangen können. Alle Geräte sind
  gleichberechtigt. (also kein Master/Slave Netzwerk)

  Der Datenaustausch besteht zwischen Sender und Empfängern eine 1-n
  Beziehung, soll heissen, dass zu einem bestimmte Zeitpunkt, immer
  von einem Gerät zu allen anderen gesendet wird.

Nach einem ersten Querlesen in der Wikipedia, habe ich folgende
Kandidaten gefunden, die eventuell für mein Projekt in Frage kämen:
- Z-Wave
- ZigBee
- Bluetooth Low Energy

Leider habe ich keinen Überblick, was es sonst noch so an Produkten
auf dem Markt gibt. Deshalb meine Frage hier im Forum. Sicherlich kann
mir jemand einen Tip geben, in welche Richtung ich weiter
recherchieren sollte.

Was sollte ich sonst noch bei meiner Wahl bedenken?

Dank + Gruss,
Seaview

von Floh (Gast)


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Schau dir mal die RFM12 Module an.
http://www.mikrocontroller.net/articles/RFM12
:-)

von someguy (Gast)


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Klingt danach, als würde auch IR gehen. Wenn ja, dann ists damit auch 
günstiger als mit Funk. TSOP312* kosten bei Reichelt nur 82ct.
Können von 2.5V bis 5.5V betrieben werden und ziehen <0.5mA.

LD 27* + Transistor zum Senden gibts auch für <40ct.

von Michael (Gast)


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Sten L. schrieb:
> Da die Geräte mit Batterien betrieben werden, ist das besonders
>   wichtig. Da Daten nur sporadisch übertragen werden müssen, sollte
>   bei "Funkstille" möglichst auch kein Strom verbraucht werden.

Das geht nicht, weil die Empfänger immer laufen müssen. Bei deiner 
angestrebten Reichweite ist das ein erheblicher Anteil des 
Energiebedarfs.

von Carsten S. (dg3ycs)


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Michael schrieb:
> Sten L. schrieb:
>> Da die Geräte mit Batterien betrieben werden, ist das besonders
>>   wichtig. Da Daten nur sporadisch übertragen werden müssen, sollte
>>   bei "Funkstille" möglichst auch kein Strom verbraucht werden.
>
> Das geht nicht, weil die Empfänger immer laufen müssen. Bei deiner
> angestrebten Reichweite ist das ein erheblicher Anteil des
> Energiebedarfs.

Naja, gar kein Strom geht nicht...
Aber je nach Anwendung kann man schon deutlich reduzieren...
Der Empfänger braucht nicht "immer" an zu sein. Es gibt zahlreiche 
Anwendungen wo der Empfänger um Strom zu sparen nur alle paar hunder ms 
für wenige ms Eingeschaltet wird und - sollte kein Träger da sein, dann 
wieder ausgeschaltet werden.

Wie lange die Pausen sind kann man fast beliebig definieren. Man muss 
halt für sich einen Mittelweg finden bei dem für die Jeweilige Anwendug 
die Parameter "Latenz & Batterielaufzeit" in einem optimalen Verhältniss 
stehen.
Wenn dann ein Telegramm gesendet wird, dann muss die Vorlaufzeit 
natürlich lang genug sein das der Empfänger garantiert aus dem Sleep 
erwacht ist und das Trägersignal erkannt hat.

Es gibt z.B. für den BOS (Feuerwehrbereich) Meldeempfänger für das 2m 
Band (Pocsag) die nach diesem Verfahren arbeiten. Der Empfängerteil hier 
ist ein im vergleich zu den Funkmodulen "relativ 
hochwertiger/Empfindlicher" Empfänger mit Vorverstärker usw. da diese 
Geräte trotz trageweise am Körper und im Verhältniss zur Wellenlänge 
extrem kurzen Antenne bereits bei wenigen µV Feldstärke sicher auslösen 
müssen.

Einige dieser Empfänger holen aus einer einzigen AAA Batterie dabei zwei 
Wochen und mehr an Laufzeit raus, wobei im "Bereitschaftsfall" noch das 
LCD Display und der Auswerterteil mitversorgt werden müssen, Es gibt pro 
Stunde in größeren Netzen Tagsüber dabei nicht selten so um 100 
Empfangsereignisse die Ausgewertet werden müssen, (Aber dann im 
Ergebniss nicht zum Alarm führen weil es für andere Kennungen läuft) 
aber je nach Träger (Funktion, jeweilige Organissation usw.) zusätzlich 
zum Wöchentlichen Probealarm noch 0-10+ "echte" Auslösungen mit Tonalarm 
und Vibration... (Bei Hauptamtlichen naürlich auch mal 10+ pro Schicht, 
dann ist aber die Laufzeit natürlich deutlich kürzer...)

Bei den "einfachen" Pendelempfängern wie in den einfachen Modulen sollte 
sich da sogar noch mehr rausholen lassen. (Wobei man gerade bei 
"Pendlern" wieder genau schauen muss wieviele Module man wie dicht 
beieinander hat und wie viel Störstrahlung jedes Modul ggf. abstrahlt)

Es gibt ja auch noch Funkthermometer die teilweise Jahrelang mit einer 
Batterie arbeiten, die genau dasselbe Prinzip anwenden. Allerdings habe 
ich diese Bewusst NICHT als Beispiel genannt weil teilweise ettliche 
Minuten zwischen zwei Sendeereignissen vergehen.

Was ich jetzt nicht sagen kann ist wie der Stromverbrauch aktueller 
LowEnergy Entwicklungen z.B. für Bluetooth u.ä. aussieht. Bluetooth und 
Co. kann man ja nicht beliebig schnell schalten da es sich ja immer erst 
synchronisieren muss. Aber auch da kommt es zu Anwendung wenn eine 
Latenz von 1-2 Sekunden für den Übertragungsbeginn akzeptabel ist und so 
regelmäßiges Abschalten eine echte Energieersparniss bringt.
Evtl. ist ein modernes Bluetooth Modul trotz des höheren DutyCycles in 
Bereitschaft sogar in der Summe energiesparender als ein geringer 
ausgelasteter Pendelempfänger. Vielleicht sogar im Dauerbetrieb als 
Empfänger mit nahezu NULL Latenz.

Ob diese Laufzeit aus den Batterien jetzt für die Zwecke des TE 
akzeptabel sind, das kann ich nicht sagen.

Gruß
Carsten

P.S.
Jetzt ist mein Blick gerade auf meinen "zusatzempfänger" für die Klingel 
gefallen, Ein normaler Empfänger einer Billigst-Funkklingel von Lidl wo 
ich den Sender in unsere "normale" Klingel eingebaut habe, weil ich 
diese im Arbeitszimmer nicht immer zuverlässig höre wenn TV oder Musik 
läuft.

Der läuft auch einige Wochen mit zwei Batterien und hat auch nur 
LAtenzen von 1-2 Sekunden, wird also mindestens 1mal pro Sekunde 
Empfangen.

von Michael (Gast)


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Hallo Carsten,

vielen Dank für deine ausführlichen Beitrag. Sicher läßt sich über 
Duty-Cycle bei den Empfängern noch einiges rausholen. Dafür handelt man 
sich dann auf der Senderseite einen höheren Energiebedarf ein, so dass 
man das für das geplante Funknetz auch anhand des anfallenden 
Datenverkehrs modellieren müßte. Wenn der Datenverkehr nicht 
zeitkritisch ist, kann man da sicher einiges rausholen, indem man 
Zeitraster für die Aussendungen definiert und über regelmäßige 
Aussendungen für eine Synchronisation der Uhren sorgt.

Gruß Michael

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